Learning-Based Modeling and Predictive Control for Unknown Nonlinear System With Stability Guarantees

嵌入 非线性系统 约束(计算机辅助设计) 理论(学习稳定性) 控制理论(社会学) 模型预测控制 李普希茨连续性 方案(数学) 代表(政治) 计算机科学 系统动力学 数学 人工智能 控制(管理) 机器学习 数学分析 物理 几何学 量子力学 政治 政治学 法学
作者
Ao Jin,Fan Zhang,Ganghui Shen,Bingxiao Huang,Panfeng Huang
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-14
标识
DOI:10.1109/tnnls.2024.3525264
摘要

This work focuses on the safety of learning-based control for unknown nonlinear system, considering the stability of learned dynamics and modeling mismatch between the learned dynamics and the true one. A learning-based scheme imposing the stability constraint is proposed in this work for modeling and stable control of unknown nonlinear system. Specifically, a linear representation of unknown nonlinear dynamics is established using the Koopman theory. Then, a deep learning approach is utilized to approximate embedding functions of Koopman operator for unknown system. For the safe manipulation of proposed scheme in the real-world applications, a stable constraint of learned dynamics and Lipschitz constraint of embedding functions are considered for learning a stable model for prediction and control. Moreover, a robust predictive control scheme is adopted to eliminate the effect of modeling mismatch between the learned dynamics and the true one, such that the stabilization of unknown nonlinear system is achieved. Finally, the effectiveness of proposed scheme is demonstrated on the tethered space robot (TSR) with unknown nonlinear dynamics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
FDY发布了新的文献求助10
1秒前
如初完成签到,获得积分10
1秒前
merrylake发布了新的文献求助10
1秒前
壮观仇天完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
闪闪完成签到 ,获得积分10
2秒前
文献求助发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
汉堡包应助故然采纳,获得10
3秒前
深情安青应助追寻笑寒采纳,获得10
4秒前
4秒前
嗣音完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助香菜采纳,获得10
5秒前
木子玫完成签到,获得积分10
7秒前
Yw_M完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
小胡爱科研完成签到 ,获得积分10
7秒前
ding应助saily采纳,获得10
9秒前
Sherry发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
煎妮发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
qq完成签到,获得积分10
12秒前
领导范儿应助莫愁采纳,获得10
13秒前
香菜完成签到,获得积分10
13秒前
书记发布了新的文献求助10
15秒前
fancyjun发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
one发布了新的文献求助30
16秒前
16秒前
流水发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
20秒前
Rr完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 500
Spatial Political Economy: Uneven Development and the Production of Nature in Chile 400
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3328561
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2958679
关于积分的说明 8591212
捐赠科研通 2636974
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1443257
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 668631
邀请新用户注册赠送积分活动 655926