Skip to main content
SUPERVISOR
Eman Ezadi,Mohsen Mojiri foroshani
ایمان ایزدی نجف آبادی (استاد مشاور) محسن مجیری فروشانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Azadeh Mohammad Pour
آزاده محمدپور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Stability Analysis of Bounded Extremum Seeking Control and its Application in Nash Equilibrium Seeking of Noncooperative Quadratic Games
Extremum Seeking Control (ESC) control is a non-model based real-time optimization method that is used to find an extremum of an unknown map between inputs and outputs of a stable dynamic system . The first scheme of ESC control uses a deterministic sinusoidal signal for estimating gradient of a given map which results optimizing the map by the proper filtering . Despite few applications of ltr" Despite the theoretical developments and applications , uncertainty of convergence rate is a serious problem which exists in all ESC schemes; this is roughly due to the fact that the target function is unknown . Bounded E xtremum Seeking Control (BESC) is a recent ESC scheme in which the uncertainty is confined to the argument of a sine/cosine function , resulting in guaranteed bounds on update rate in extremum seeking . The aim of this research is to achieve nash equilibrium in a non-cooperative game using BESC . Although the practical stability is important, i n some application it requires to expotential stability . O nly the practical stability of BESC has been proved . In this thesis , we first prove the expotential stability for both static and dynamic maps using averaging theory and singular perturbation theory . It is proposed the Newton-based bounded extremum seeking control for a single-valued mapping . Then , the application of the bounded extremum seeking is investigated in two sets of non-cooperative static games. The first category are static games with quadratic payoff. The second category is a static noncooperative game with nonquadratic payoff . Stability analysis shows that in both games to the nash equilibrium seeking based bounded extremum seeking control. The simulation results for both game categories indicate that the convergence of the bounded extremum seeking control is faster than the classic extremum s eeking control . Key Words: Extremum seeking control, Singular Perturbation Theory, Averaging Theory, Quadratic game, Nash Equilibrium.
کنترل اکسترمم‌یاب یک روش بهینه‌سازی زمان واقعی غیرمبتنی بر مدل است که برای یافتن اکسترمم یک نگاشت نامعلوم بین ورودی و خروجی یک سیستم دینامیکی پایدار مطرح شده است. در طرح اولیه کنترل اکسترمم‌یاب ، به وسیله یک سیگنال تحریک سینوسی معین تخمینی از گرادیان نگاشت بدست می‌آید که با فیلتر کردن مناسب این تخمین نگاشت نامعلوم بهینه می‌گردد. به رغم استفاده محدود از کنترل اکسترمم‌یاب کلاسیک برای سیستم‌های دینامیکی پایدار اما گسترش آن در تئوری و کاربرد به بعد از ارائه اولین تحلیل دقیق پایداری در سال 2000 باز می‌گردد. ساختار غیرمبتنی بر مدل کنترل اکسترمم‌یاب یک مزیت برجسته در بعضی کاربردها محسوب می‌شود. یکی از این کاربردها در مدل نکردن دسته‌ای از بازی‌ها است. در تئوری بازی‌ها اکثر الگوریتم‌های یادگیری که برای دست یابی به تعادل نش وجود دارند به گونه‌ای است که ساختار بازی شناخته شده است و هر بازیکن رفتار دیگر بازیکنان را مشاهده می‌کند و بر مبنای بهترین پاسخ خود رفتار می‌کند. اخیراً کاربرد کنترل اکسترمم‌یاب کلاسیک در تعیین تعادل نش دسته‌ای از بازی‌های غیرمشارکتی مطرح شده است به طوری که اگر هر بازیکن استراتژی یافتن نش به وسیله کنترل اکسترمم‌یاب را بکار گیرد، تنها نیازمند اندازه گیری سود خود می‌باشد و به شناخت ساختار بازی نیازی ندارد. کنترل اکسترمم‌یاب با وجود پیشرفت‌های زیادی که دارد اما دارای محدودیت‌هایی است. یکی از این محدودیت‌ها مشخص نبودن کران قانون تنظیم پارامترها است. کنترل اکسترمم‌یاب (با نرخ بروز رسانی) کران‌دار ساختار جدیدی است که قانون تنظیم پارامتر آن یک تابع سینوسی از نگاشت نامعین بوده و بنابراین دارای کران معین است. هدف از این پژوهش دست ‌یابی به تعادل نش یک دسته بازی‌های غیرمشارکتی به وسیله کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار می‌باشد. تاکنون تنها تحلیل پایداری عملی کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار به اثبات رسیده است. اگرچه پایداری عملی اهمیت قابل توجهی دارد اما در بعضی کاربردها نیاز به پایداری نمایی می‌باشد. در این پژوهش ابتدا پایداری نمایی کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار برای دو حالت نگاشت استاتیکی و سیستم دینامیکی با استفاده از قضیه معدل‌گیری و تئوری آشفتگی‌های تکین اثبات می ‌شود. همچنین چگونگی تخمین هسیان نگاشت در کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار بررسی می‌شود و به کمک آن کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار مبتنی بر نیوتن برای نگاشت استاتیکی تک متغیره پیشنهاد می‌شود. سپس کاربرد اکسترمم‌یاب کران‌دار در دو دسته از بازی‌های استاتیک غیرمشارکتی جمع غیرصفر بررسی می‌شود. در دسته اول بازی‌های مربعی با تعداد بازیکن محدود است. اگرچه بازی‌های مربعی در حوزه مسائل اقتصادی مورد توجه قرار می‌گیرند اما دو دلیل دیگر نیز سبب اهمیت آنان شده است. اولاً این دسته از بازی‌ها تقریب مرتبه دوم بازی‌های غیرمربعی هستند و ثانیاً تعادل نش بازی‌های مربعی به صورت تحلیلی قابل محاسبه است. در دسته دوم یک دسته بازی با تابع سود غیرمربعی را مورد بررسی قرار می‌دهیم. نتایج شبیه‌سازی برای هر دو دسته بازی‌ها موید این است که سرعت همگرایی کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار بیشتر از کنترل اکسترمم‌یاب کلاسیک است. واژه‌های کلیدی: کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار ، بازی مربعی ، تعادل نش ، قضیه معدل‌گیری ، تئوری آشفتگی تکین.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی