Convex piecewise quadratic (PWQ) functions frequently appear in control and elsewhere. For instance, it is well-known that the optimal value function (OVF) as well as Q-functions for linear MPC are convex PWQ functions. Now, in learning-based control, these functions are often represented with the help of artificial neural networks (NN). In this context, a recurring question is how to choose the topology of the NN in terms of depth, width, and activations in order to enable efficient learning. An elegant answer to that question could be a topology that, in principle, allows to exactly describe the function to be learned. Such solutions are already available for related problems. In fact, suitable topologies are known for piecewise affine (PWA) functions that can, for example, reflect the optimal control law in linear MPC. Following this direction, we show in this paper that convex PWQ functions can be exactly described by max-out-NN with only one hidden layer and two neurons.


翻译:PWQ 函数通常出现在控制区和其他地方。 例如, 众所周知, 线性 MPC 的最佳值函数( OVF) 和 Q 函数都是 convex PWQ 函数。 现在, 在以学习为基础的控制中, 这些函数通常在人工神经网络( NN) 的帮助下被代表。 在此情况下, 一个反复出现的问题是, 如何从深度、 宽度和激活角度选择 NN 的地形学, 以便有效学习。 对这个问题的优雅回答可能是一种表层学, 原则上可以精确描述要学的函数。 这些解决方案已经可供相关问题使用。 事实上, 适合的表层结构学可以反映线性 MPC 的最佳控制法。 遵循这个方向, 我们在本文件中显示, 峰值 PWQ 函数可以通过最大值来精确描述, 只有一个隐藏层和两个神经元 。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
56+阅读 · 2021年5月3日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员