Backstepping zur Synchronisierung nichtlinearer dynamischer Systeme (Backstepping for Synchronization of Nonlinear Dynamical Systems)

Zusammenfassung Es wird eine systematische Methode zum Entwurf synchronisierender Regler für Systeme in strenger Rückkopplungsform entwickelt. Dabei wird die Äquivalenz unter statischer Zustandsrückführung der gegebenen Systeme zu passiven Systemen ausgenutzt und eine neue Variante des Backstepping-Verfahrens vorgestellt. Es wird gezeigt, dass sich ein Kollektiv identischer Agenten synchronisiert, wenn das Kommunikationsnetzwerk zu allen Zeitpunkten stark zusammenhängend und ausgeglichen ist. Die Methode wird anhand zweier Beispiele illustriert. Summary This article presents a methodology to derive control laws synchronizing systems given in strict-feedback form. It exploits feedback equivalence of such systems to passive systems and uses a modified backstepping design. The control laws provably synchronize a collective of identical agents if the underlying communication network is balanced and strongly connected at all times. Two examples demonstrate the effectiveness of the design.