Decentralized control of multi-agent systems : a hybrid formalism / Tommaso Borzone ; sous la direction de Irinel Constantin Morarescu et de Marc Jungers

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Catalogue Worldcat

Traitement réparti

Systèmes non-holonomes

Ingénierie des systèmes

Ordonnancement dynamique

Classification Dewey : 629.8

Classification Dewey : 629.89

Morarescu, Irinel Constantin (Directeur de thèse / thesis advisor)

Jungers, Marc (1978-...) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Perruquetti, Wilfrid (1968-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Panteley, Elena (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Seuret, Alexandre (1980-...) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Garin, Federica (Membre du jury / opponent)

Boc, Michaël Mathias (1983-....) (Membre du jury / opponent)

Université de Lorraine (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Centre de recherche en automatique (Nancy) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Au cours des dernières années, les problèmes multi-agents ont été étudiés de manière intensive par la communauté de la théorie du contrôle. L'un des sujets les plus populaires est le problème de consensus où un groupe d'agents parvient à un accord sur la valeur d'un certain paramètre ou d’une variable. Dans ce travail, nous nous concentrons sur le consensus des réseaux d'agents avec une dynamique non linéaire de poursuite de référence. Nous utilisons des interactions sporadiques modélisées par la détection relative, pour traiter le consensus décentralisé des références. La référence est donc utilisée pour alimenter la dynamique de poursuite de chaque agent. L'analyse de stabilité du système globale a nécessitée l'utilisation d'outils théoriques propre de la théorie des systèmes hybrides, en raison de la double nature de l'approche en deux étapes. L'analyse est effectuée en tenant compte de différents scénarios de topologie et interactions. Pour chaque cas, une condition suffisante de stabilité est fournie, en termes de temps minimum autorisé entre deux mises à jour de référence consécutives. Le cadre proposé est appliqué aux missions de rendez-vous et de réalisation de formation pour les robots mobiles non-holonomes. Le même problème est abordé dans le contexte d'une application réelle sur le terrain, à savoir un système de gestion de flotte pour un groupe de véhicules robotisés déployés dans un environnement industriel à des fins de surveillance et de collecte de données. Le développement d'une telle application a été motivé par le fait que cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet FFLOR, développé par le département de recherche technologique du CEA tech.

Résumé / Abstract : Over the last years, multi-agents problems have been extensively studied from the control theory community. One of the most popular multi-agents control topics is the consensus problem where a group of agents reaches an agreement over the value of a certain parameter or variable. In this work we focus our attention on the consensus problem of networks of non-linear reference tracking agents. In first place, we use sporadic interactions modeled by relative sensing to deal with the decentralized consensus of the references. The reference is therefore feeded the tracking dynamics of each agent. Differently from existent works, the stability analysis of the overall system required the usage of hybrid systems theory tools, due to dual nature of the two stages approach. The analysis is carried out considering different scenarios of network topology and interactions. For each case a stability sufficient condition in terms of the minimum allowed time between two consecutive reference updates is provided. The proposed framework is applied to the rendez-vous and formation realisation tasks for non-holonomic mobile robots, which appear among the richest research topics in recent years. The same problem is addressed in the context of a real field application, namely a fleet management system for a group of robotic vehicles deployable in an industrial environment for monitoring and data collection purpose. The development of such application was motivated by the fact that this thesis is part of the Future of Factory Lorraine (FFLOR) project, developed by the technological research department of the Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA tech).