清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Alternating Direction Method of Multipliers-Based Parallel Optimization for Multi-Agent Collision-Free Model Predictive Control

模型预测控制 计算机科学 控制理论(社会学) 碰撞 并行计算 控制(管理) 人工智能 计算机安全
作者
Zilong Cheng,Jun Ma,Wenxin Wang,Zicheng Zhu,Clarence W. de Silva,Tong Heng Lee
出处
期刊:IEEE transactions on artificial intelligence [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-15
标识
DOI:10.1109/tai.2024.3364127
摘要

This paper investigates the collision-free control problem for multi-agent systems. For such multi-agent systems, it is the typical situation where conventional methods using either the usual centralized model predictive control (MPC), or even the distributed counterpart, would suffer from substantial difficulty in balancing optimality and computational efficiency. Additionally, the non-convex characteristics that invariably arise in such collision-free control and optimization problems render it difficult to effectively derive a reliable solution (and also to thoroughly analyze the associated convergence properties). To overcome these challenging issues, this work establishes a suitably novel parallel computation framework through an innovative mathematical problem formulation; and then with this framework and formulation, a parallel algorithm based on alternating direction method of multipliers (ADMM) is presented to solve the sub-problems arising from the resulting parallel structure. Furthermore, an efficient and intuitive initialization procedure is developed to accelerate the optimization process, and the optimum is thus determined with significantly improved computational efficiency. As supported by rigorous proofs, the convergence of the proposed ADMM iterations for this nonconvex optimization problem is analyzed and discussed in detail. Finally, a simulation with a group of unmanned aerial vehicles (UAVs) serves as an illustrative example here to demonstrate the effectiveness and efficiency of the proposed approach. Also, the simulation results verify significant improvements in accuracy and computational efficiency compared to other baselines, including primal quadratic mixed integer programming (PQ-MIP), non-convex quadratic mixed integer programming (NC-MIP), and non-convex quadratically constrained quadratic programming (NC-QCQP).

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小田完成签到 ,获得积分10
1秒前
goodsheep完成签到 ,获得积分10
11秒前
helen李完成签到 ,获得积分10
12秒前
赵赵完成签到 ,获得积分10
15秒前
科科通通完成签到,获得积分10
19秒前
柴郡喵完成签到,获得积分10
23秒前
0m0完成签到 ,获得积分10
27秒前
zm完成签到 ,获得积分10
32秒前
大饼完成签到 ,获得积分10
43秒前
空白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xinjiasuki完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
小天小天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
白昼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
弧光完成签到 ,获得积分0
1分钟前
feiyang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大胆的碧菡完成签到,获得积分10
1分钟前
图南完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
zw完成签到,获得积分10
1分钟前
Xzx1995完成签到 ,获得积分10
1分钟前
如意书桃完成签到 ,获得积分10
2分钟前
大雪完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
年轻千愁完成签到 ,获得积分10
2分钟前
蔡勇强完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Wenwen0809完成签到 ,获得积分20
2分钟前
海贼王的男人完成签到 ,获得积分10
2分钟前
从全世界路过完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
詹姆斯哈登完成签到,获得积分10
3分钟前
彩色的芷容完成签到 ,获得积分10
3分钟前
fdwonder完成签到,获得积分10
3分钟前
个性松完成签到 ,获得积分10
3分钟前
点点完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Hu完成签到,获得积分20
3分钟前
现实的曼安完成签到 ,获得积分10
3分钟前
chichenglin完成签到 ,获得积分0
3分钟前
OSASACB完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Laraineww完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Bone Marrow Immunohistochemistry 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5628626
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4717900
关于积分的说明 14964650
捐赠科研通 4786466
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2555860
邀请新用户注册赠送积分活动 1517014
关于科研通互助平台的介绍 1477700