Self-Triggered Approximate Optimal Neuro-Control for Nonlinear Systems Through ADP

Self-Triggered Approximate Optimal Neuro-Control for Nonlinear Systems Through Adaptive Dynamic Programming,2024, Bo Zhao , Senior Member, IEEE, Shunchao Zhang , and Derong Liu , Fellow, IEEE

基于自触发和ADP解决非线性系统的近似最优神经控制问题。根据贝尔曼最优性原理,构建一个嵌入更新权重向量的评价网络,近似非线性系统的代价函数。间接求解HJB方程获得近似最优控制输入。为减少通信资源和计算负担、能力消耗,设计自触发条件,以预测最优控制策略更新。李雅普诺夫直接法分析非线性系统稳定性,保证UUB。提出自触发的近似最优神经控制使得系统稳定

时间触发和事件触发,只要吸引状态偏离超过一定阈值(该阈值由事件触发条件决定的),响应使得传感器采样和控制。事件触发基于当前的测量持续监测,事件触发条件决定是否在每次采样时将新的控制信号传给执行器,而自触发中的下一个触发事件是在前一个触发时间瞬间确定的,即传感器不再需要硬件设备连续监测系统状态,嵌入式设备可关闭通信直到下一个传输时间瞬间。

基于自触发的新触发条件,用于预测下一个触发瞬间。临界神经网络权值误差动力学保证渐近稳定,而不是最终一致有界(UUB)。所提出的控制方案权衡资源消耗和系统的性能指标。

Assumption1给出f(x)的Lipschitz 连续。Assumption2给出控制输入矩阵的有界性。Definition1给出控制策略的可容许性。
Theorem1给出nested updating policies确保评价网络权值误差动力学渐进稳定。

### 动态事件触发领导者-跟随者一致性控制的研究背景 在多智能体系统(Multi-Agent Systems, MAS)中,动态事件触发机制(Dynamic Event-Triggered Mechanism, DETM)被广泛应用于提高通信效率并减少资源消耗。通过设计合理的触发条件来决定何时发送状态更新信息给邻居节点,在保证性能的同时降低了不必要的通讯开销[^1]。 对于领导者-跟随者(Leader-Follower)结构的一致性协议而言,DETM可以有效解决传统时间驱动方案中存在的过度采样问题。具体来说,只有当本地估计误差超过预设阈值时才会激活传输过程;反之则保持静默以节省能量。这种按需交互的方式不仅有助于增强系统的鲁棒性和适应能力,还能够显著提升整体运行效能[^2]。 ### 实现方法概述 为了实现基于DETMs的LFC算法,通常会遵循以下几个方面: #### 设计合适的事件触发函数 定义恰当的状态变量作为判定依据,并据此构建逻辑表达式用于判断是否满足发送数据的要求。例如,可以根据相邻时刻间位置偏差绝对值大小设置不等关系约束,一旦突破界限即刻通知其他成员进行同步操作[^3]。 ```python def is_event_triggered(current_state, previous_state, threshold): deviation = abs(current_state - previous_state) return deviation >= threshold ``` #### 构建优化模型求解最优参数配置 考虑到实际应用场景复杂多样,单纯依靠经验设定固定数值难以达到理想效果。因此有必要借助数学工具建立目标方程组并通过迭代计算获取最佳组合形式。常见的做法是以最小化总成本为目标函数,综合考量带宽占用率、响应延迟等多个因素的影响权重来进行全局寻优处理[^4]。 #### 验证仿真测试平台搭建 最后一步是要创建虚拟环境模拟真实工况下的运作流程,以便于观察各项指标变化趋势并对初步成果做出评估调整。利用MATLAB/Simulink这类软件包可快速组建网络拓扑图以及编写相应脚本程序完成整个闭环控制系统的设计开发工作[^5]。
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