다중 에이전트 시스템의 제한된 교란 하에서 확장 가능한 δ-수준 일관된 상태 동기화

Concepts de base

이 논문에서는 에이전트 모델에 대한 지식만을 사용하여 통신 그래프와 네트워크 크기에 무관한 확장 가능한 δ-수준 일관된 상태 동기화 프레임워크를 제안합니다. 이를 통해 사전에 교란의 크기를 알지 않아도 네트워크의 일관성 수준을 δ로 제한할 수 있습니다.

Résumé

이 논문은 다중 에이전트 시스템(MAS)의 확장 가능한 δ-수준 일관된 상태 동기화 문제를 다룹니다.

1. 에이전트 모델과 통신 네트워크 정의:

   • 각 에이전트는 선형 동적 시스템이며 외부 교란에 노출됩니다.
   • 에이전트들은 자신의 상태와 이웃 에이전트의 상태 차이에 대한 가중치 합을 관찰할 수 있습니다.
   • 통신 네트워크는 방향성 그래프로 표현되며 스패닝 트리를 포함합니다.

2. 문제 정의:

   • δ-수준 일관된 상태 동기화: 각 에이전트의 일관성 수준(가중치 합 노름)을 δ 이하로 제한하는 것
   • 이를 위해 에이전트 모델만을 사용하고 통신 네트워크에 대한 정보는 필요하지 않은 확장 가능한 프로토콜 설계

3. 프로토콜 설계:

   • 리카티 방정식을 통해 안정화 행렬 P를 구합니다.
   • 파라미터 d를 선택하여 일관성 수준을 제한합니다.
   • 적응형 프로토콜을 설계하여 교란에도 불구하고 δ-수준 일관된 상태 동기화를 달성합니다.

4. 분석 및 증명:

   • 모든 스케일링 파라미터 ρ_i가 유한하게 유지되면 δ-수준 일관된 상태 동기화가 달성됨을 보입니다.
   • 제안된 프로토콜에서 ρ_i가 항상 유한함을 증명합니다.

결과적으로 이 논문은 에이전트 모델만을 사용하여 통신 네트워크 정보 없이도 확장 가능한 δ-수준 일관된 상태 동기화를 달성할 수 있는 프레임워크를 제시합니다.

Stats

각 에이전트의 상태 방정식은 ẋ_i = Ax_i + Bu_i + Ew_i 로 표현됩니다.
에이전트 간 통신은 ζ_i = Σ_j ℓ_ij x_j 로 이루어집니다.
리카티 방정식 A^T P + PA - PBB^T P + I = 0 을 만족하는 P > 0가 존재합니다.
파라미터 d는 0 < d < δ^2/λ_min(P)를 만족해야 합니다.

Citations

"이 논문에서는 에이전트 모델에 대한 지식만을 사용하여 통신 그래프와 네트워크 크기에 무관한 확장 가능한 δ-수준 일관된 상태 동기화 프레임워크를 제안합니다."
"이를 통해 사전에 교란의 크기를 알지 않아도 네트워크의 일관성 수준을 δ로 제한할 수 있습니다."

Idées clés tirées de

Scalable δ-Level Coherent State Synchronization of Multi-Agent Systems in the Presence of Bounded Disturbances

by Donya Nojava... à arxiv.org 04-09-2024

https://arxiv.org/pdf/2308.11959.pdf

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