An Algorithm for Distributed Computation of Reachable Sets for Multi-Agent Systems

要約

この論文では、無向の定常グラフ上で対話するマルチエージェント システム (MAS) の分散到達可能集合計算の問題を検討します。
このような MAS に対する完全な状態フィードバック制御入力は、現在のエージェントの状態だけでなく、その隣接エージェントの状態にも依存します。
ただし、ほとんどの MAS アプリケーションでは、ダイナミクスは個々のエージェントによって隠蔽されます。
このため、完全に分散された方法での到達可能な集合の計算は困難な問題になります。
ポリトピック到達可能集合近似のアイデアを利用し、それを MAS セットアップに一般化します。
結果として生じる部分問題を完全に分散された方法で定式化し、関連する計算の収束保証を提供します。
提案されたアルゴリズムの収束は、静的 MAS グラフと特定の制限の下での時間変化グラフの 2 つのケースで証明されます。

要約(オリジナル)

In this paper, we consider the problem of distributed reachable set computation for multi-agent systems (MASs) interacting over an undirected, stationary graph. A full state-feedback control input for such MASs depends no only on the current agent’s state, but also of its neighbors. However, in most MAS applications, the dynamics are obscured by individual agents. This makes reachable set computation, in a fully distributed manner, a challenging problem. We utilize the ideas of polytopic reachable set approximation and generalize it to a MAS setup. We formulate the resulting sub-problems in a fully distributed manner and provide convergence guarantees for the associated computations. The proposed algorithm’s convergence is proved for two cases: static MAS graphs, and time-varying graphs under certain restrictions.

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