Contributions to robust estimation and distributed control in multi-agent systems

Resumen

Los Sistemas Controlados a través de Redes (NCSs) están formados por diferentes elementos conectados y coordinados a través de una red de comunicaciones. En los últimos años el ha incrementado el número de publicaciones e investigaciones gracias al desarrollo y a la reducción de los costes de dispositivos inalámbricos y sensores inteligentes. Esta tesis propone nuevas soluciones para la estimación y control de sistemas bajo un enfoque distribuido. Los diferentes nodos de la red se denominan agentes, se tienen que comunicar para poder alcanzar una estimación adecuada. El primer paso para familiarizarse con el problema se ha enfocado en el paradigma centralizado. Se ha empezado con un método tradicional para tratar las incertidumbres, la teoría H∞. Este enfoque, que está muy extendido en la literatura, da paso al enfoque garantista, pero aún bajo el esquema centralizado. Una vez introducida la metodología garantista, es hora de pasar al esquema distribuido, donde los agentes deberán intercambiar información y solucionar así los diferentes problemas planteados. En primer lugar, se aborda el problema de la estimación distribuida. El siguiente paso es añadir algunas peculiaridades en las comunicaciones, como el ahorro de energía o retardos en las comunicaciones de la red. Tras ello, se considera una nueva capacidad: como tratar de una forma distribuida sin que el conjunto de los agentes midan todos los estados de la planta, se describen observadores basados en estructura tipo Kalman y basado en consenso Los próximos pasos abarcan el problema conjunto del control y estimación de sistemas. Basándose en la misma idea de ir incrementando la complejidad en cada paso, el primer paso trata la estimación distribuida con un control centralizado. Se considera una topología tipo estrella para la red de comunicaciones, el agente central aplica la señal de control y el resto de agentes estiman dicha señal gracias a la información que ellos envían. Después de eso, el siguiente paso se dedica al esquema completamente distribuido, tanto para estimación como para control. Más de un agente puede aplicar control a la planta. Estiman la señal de control de los otros no solo con la información que cada uno envía, si no también usando la distancia entre el que estima y los que aplican la señal de control. Y finalmente, el último paso afronta la estimación y control de sistemas interconectados. Además tiene en cuenta el problema de la negociación en el intercambio de la información, dando una solución al problema cuando hay restricciones en la cantidad de información que puede ser enviada por la red.