Distributed Coordination Control In Multiagent Systems. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF g201513510_dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 23 November 2021. Available under License Creative Commons Attribution. Download (26MB)

Arabic Abstract

.ه.ايحلا ةالتحكمالمتعددةيرارمتسلإ اًيرورض اعفاد ً ق والمتوزعلأنظمة التحكمالمتعددةيسنتلا دعي ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًا لإستمرارية الحياه. ت، يعدالتنسيقدافعًا ضروريًالإستمراريةالحياه.اناويحلا ى الحيوانات ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمرارية الحياه.لإ رشبلا ن الأول م ..ماوعلا ددعتم مالمتعددةلاع 0ف 1يعن ن الأول حن عمو .ةددعتم ةالتحكمالمتعددةيسارد ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.لااجم ن مجالاتدراسيةمتعددة. ومعوطغي ن الأول يذلا ن الأول يثحابلا ن الأول يب ديازتم .كشب ةالتحكمالمتعددةعئاش .ماوعلا ةددعتم ةالتحكمالمتعددةمظنلأا ?حبصأ ةالتحكمالمتعددةفوصوم ةالتحكمالمتعددةلدبم وأ ةالتحكمالمتعددةتباث ايجولوبوطك امإ ءإما كطوبولوجياثابتةأومبدلةموصوفةلاكولا ن الأول يب ل اصتلاا .عافت Iقف م المتعددةمصت ة التحكمالمتعددةيلاحلا ت، يعد التنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.اساردلا ن مجالاتدراسية متعددة. ومعإف ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه. Lلذ ةالتحكمالمتعددةيربجلا 0نايبلا مالمتعددةسرلا ت ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمرارية الحياه.ايرظن اهمعدت 0تلا ة التحكم المتعددةحضاولا ة التحكم المتعددةينايبلا م البيانيةالواضحةالتي تدعمها نظريات الرسمالبيانيالجبريةوسرلاب. ةالتحكمالمتعددةكبش ة التحكم المتعددةيمكلالا ة التحكم المتعددةسدنهلا مالبيانية الواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةولع دمتعت ثتعتمد علومالهندسة اللاكميةشبكةيح ةالتحكمالمتعددةيبابضلا ة التحكم المتعددةينايبلا مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسم البيانيالجبريةوسرلا ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لع ا عزوم ً اًقيسنت ثتعتمدعلومالهندسةاللاكميةشبكةحبلا م البيانيةالواضحةالتي تدعمها نظريات الرسمالبيانيالجبريةدقي ًءإماكطوبولوجيا ثابتة أومبدلةموصوفةانب ةالتحكمالمتعددةكبشلا نمجالات دراسيةمتعددة.ومعازوأ .يدعت ن الأول كمي ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه. رخأتملا ك المتأخر، يمكن تعديلأوزانالشبكةبناءًاردلإا 0ف .ةالتحكمالمتعددةكبشلا 0ف .ماوعلا ت،يعدالتنسيق دافعًا ضروريًالإستمرارية الحياه.لااح ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لع Vاوحلا ن مجالاتدراسيةمتعددة.ومعازوأ ةالتحكمالمتعددةجذمن ن الأول م ةزيمملا ت،يعدالتنسيق دافعًا ضروريًالإستمرارية الحياه.امسلا ض السمات المميزة منعب 0طعتو ةالتحكمالمتعددةيبابضلا ة التحكم المتعددةينايبلا مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسم البيانيالجبريةوسرلا مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةوهفم ة التحكم المتعددةساردلا مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسم البيانيالجبريةدقت ..ماوعلل ةالتحكمالمتعددةيفرظلا ةالتحكمالمتعددةلاحلا ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لع ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لع ةدمتعملا نمجالات دراسيةمتعددة.ومعازولأا ديدحتل ة التحكم المتعددةيوضعلا ف العضويةلتحديد الأوزانالمعتمدة علىئاظو ض السمات المميزة منعب مالبيانيةالواضحة التيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةادختسا م المتعددةتي ،يعد التنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه. Lلذ دعب .ةالتحكمالمتعددةتباثلا وأ ة التحكم المتعددةحضاولا ةالتحكمالمتعددةينايبلا مالبيانية الواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةوسرلا 0ف ةالتحكمالمتعددةصاخ ةالتحكمالمتعددةحرتقملا علأنظمةالتحكمالمتعددةامجلإا ت، يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.ايمزراوخ بخوارزميات الإجماعالمقترحة خاصة فيراقت ت، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.ابثلإ ةاكاحملا ت ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.ايلمع ض السمات المميزة منعب مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةادختسا م المتعددةتي ا ريخأو ً ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه. ةالتحكمالمتعددةلاحلا ت،يعدالتنسيق دافعًاضروريًالإستمرارية الحياه.لاعافت فالعضوية لتحديدالأوزانالمعتمدةعلىصول .يدب ج بديل لوصفتفاعلاتهن 0ف ةالتحكمالمتعددةساردلا ه.ذه رظنت ،يعدالتنسيق دافعًاضروريًالإستمراريةالحياه. اًيناث .مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسم البياني الجبريةاظنلا .شفل ةالتحكمالمتعددةضرع .ماوعلا ^يف نمجالاتدراسية متعددة.ومعوكت 0تلا ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.لااحلا ةالتحكمالمتعددةيروطتلا ةالتحكمالمتعددةبعللا ةالتحكمالمتعددةيرظنب ة التحكم المتعددةقلعتملا م المتعددةيهافملا ض السمات المميزة منعب Vاشكتسا م المتعددةتي .ة التحكم المتعددةيروطتلا ة التحكم المتعددةينايبلا مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةوسرلا ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لع ًءإماكطوبولوجياثابتةأومبدلةموصوفةانب .ماعلا ((Game Theory ربع ةالتحكمالمتعددةلعافتملا .ماوعلا ن الأول يب ةالتحكمالمتعددةيروطت ةالتحكمالمتعددةبعل ة التحكم المتعددةجيتن ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لع ء ًإماكطوبولوجياثابتةأومبدلةموصوفةانب ة التحكم المتعددةكبشلا نمجالاتدراسية متعددة. ومعازوأ ديدحت ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لإ .قتننو ن الأول يزخت مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةاظنو دئاق ريغ ن الأول م ت،يعدالتنسيق دافعًا ضروريًالإستمراريةالحياه.ابكرملا ؛المركباتمنغيرقائدونظامتخزين امه ن الأول يتيسيئر ن الأول يتلاحل ةاكاحملا ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.اسارد ريفوت م المتعددةتي ،يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه. ا ريخأ ً .ةالتحكمالمتعددةميقلا ة التحكم المتعددةلاد دئاق ريغ ن الأول م ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.ابكرملا ريشت .ة التحكم المتعددةيراطبلا ةالتحكمالمتعددةقاط UGV) ) ) ) 0ف مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةدختسُت 0تلا ة التحكم المتعددةيضرلأا ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.ابكرملا ن الأول م ة التحكم المتعددةعومجم ىالحيوانات، يعدالتنسيقدافعًاضروريًالإستمراريةالحياه.لإ ةالتحكمالمتعددةيراطبلا ةالتحكمالمتعددةقاط ن الأول يزخت ة التحكمالمتعددةمظنأ .ةدقعملا س المعقدة. أنظمةتخزين طاقة البطاريةيراضتلا Vاشكتساو ة التحكم المتعددةيضرلأا ة التحكم المتعددةبقارملا Lلذ 0ف امب فالعضويةلتحديدالأوزانالمعتمدةعلىئاظولا ن الأول م ددع (BESS) رداصم ن الأول م ةالتحكمالمتعددةقاطلا ت،يعدالتنسيق دافعًاضروريًالإستمرارية الحياه.ادادمإ 0ف عطقتلا ن الأول يسحتل ل ولأا مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةاقملا 0ف ةالتحكمالمتعددةمدختسملا ةالتحكمالمتعددةقاطلا ن الأول يزخت ة التحكم المتعددةمظنأ 0ه ةالتحكمالمتعددةينايبلا مالبيانيةالواضحة التيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةوسرلا مالبيانيةالواضحةالتي تدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةادختساب .ماعلا ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.لاعافت ف العضوية لتحديد الأوزان المعتمدةعلىصول ً لايدب اجهن ً ث تعتمد علوم الهندسة اللاكمية شبكةحبلا اذه eرتقي ،يعدالتنسيقدافعًا ضروريًالإستمراريةالحياه. راصتخاب .ةددجتملا ةالتحكمالمتعددةقاطلا ت،يعدالتنسيق دافعًاضروريًالإستمرارية الحياه.لاكشملا ديدحتو ةديدج ثتعتمد علومالهندسة اللاكميةشبكةحب قبحثجديدةوتحديدالمشكلاترط ح طرقبحثجديدةوتحديد المشكلاتتف ىالحيوانات،يعدالتنسيق دافعًاضروريًالإستمرارية الحياه.لإ بإلى فتحطرقبحث جديدةوتحديد المشكلاتيلاسلأا ه.ذه Vدهت .ة التحكمالمتعددةيروطتلا ة التحكم المتعددةينايبلا مالبيانيةالواضحةالتيتدعمهانظرياتالرسم البيانيالجبريةوسرلاو ةالتحكمالمتعددةيبابضلا ة التحكم المتعددةيمكلالا ة التحكمالمتعددةسدنهلا مالبيانيةالواضحة التيتدعمهانظرياتالرسمالبيانيالجبريةولعو .ماوعلا ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.لااح ن الأول يب ت ،يعد التنسيقدافعًاضروريًا لإستمراريةالحياه.ايمانيدلاب قوالمتوزعلأنظمةالتحكم المتعددةلعتي اميف ة التحكم المتعددةصاخ قوالمتوزعلأنظمةالتحكم المتعددةيسنتلا 0ف م المتعددةكحتلا 0ف ةديدجلا قوالمتوزعلأنظمةالتحكمالمتعددةيسنتلا Vادهأو 0نايبلا مالمتعددةسرلا 0ف.

English Abstract

We live in a multiagent world. From humans to animals, coordination is a necessary motivation for survival of earthlings. Multiagent systems are increasingly becoming popular among researchers spanning multiple fields of study. However, existing studies only models communication interaction between agents as either fixed or switching topologies described by crisp graphs supported by algebraic graph theories. The research introduces distributed coordination on fuzzy graphs where the edge-weights modeling network topologies are dependent on the states of the agents in the network. In hindsight, the network weights are adjustable based on the situational state of the agents. The study introduce the concept of fuzzy graphs and give some distinguishing features from the crisp or fixed graphs. Next, some membership functions are used to define the state-dependent weights and finally some simulations are used to demonstrate the convergence of the proposed consensus algorithms especially for cases where the agents are subject to system failures. Secondly, this study considers an alternative approach to describing agent interactions based on evolutionary graphs. Some concepts related to evolutionary game theory are explored and we proceed to defining network weights based on the outcome of an evolutionary game between interacting agents via a value function. Finally, simulation studies are provided for two main cases namely; unmanned ground vehicles and battery energy storage system. Unmanned ground vehicles (UGV) refer to a team of ground vehicles which are used for a number of functions including ground surveillance and exploration of complex terrains. Battery energy storage systems (BESS) are energy storage systems used primarily to augment intermittency in the energy supply from renewable energy sources. In summary, this research propose an alternative approach to describing agent interactions using fuzzy graphs and evolutionary graphs. This approaches are aimed at opening up new research avenues and defining new problems in coordination control especially in terms of dynamics between agents’ states, graph topologies and coordination objectives.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Systems Engineering Math
Department:	College of Computing and Mathematics > lndustrial and Systems Engineering
Committee Advisor:	Mahmoud, Magdi
Committee Members:	Shokri, Selim and El-Ferik, Sami and Baroudi, Uthman and Abu-Amara, Marwan
Depositing User:	MOJEED OYEDEJI (g201513510)
Date Deposited:	26 Nov 2020 08:11
Last Modified:	26 Nov 2020 08:11
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141742