A Separation-Based Methodology to Consensus Tracking of Switched High-Order Nonlinear Multiagent Systems

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作者
Maolong Lv,Wenwu Yu,Jinde Cao,Simone Baldi
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:33 (10): 5467-5479 被引量:109
标识
DOI:10.1109/tnnls.2021.3070824
摘要

This work investigates a reduced-complexity adaptive methodology to consensus tracking for a team of uncertain high-order nonlinear systems with switched (possibly asynchronous) dynamics. It is well known that high-order nonlinear systems are intrinsically challenging as feedback linearization and backstepping methods successfully developed for low-order systems fail to work. Even the adding-one-power-integrator methodology, well explored for the single-agent high-order case, presents some complexity issues and is unsuited for distributed control. At the core of the proposed distributed methodology is a newly proposed definition for separable functions: this definition allows the formulation of a separation-based lemma to handle the high-order terms with reduced complexity in the control design. Complexity is reduced in a twofold sense: the control gain of each virtual control law does not have to be incorporated in the next virtual control law iteratively, thus leading to a simpler expression of the control laws; the power of the virtual and actual control laws increases only proportionally (rather than exponentially) with the order of the systems, dramatically reducing high-gain issues.
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