This paper presents Learning-based Autonomous Guidance with RObustness and Stability guarantees (LAG-ROS), which provides machine learning-based nonlinear motion planners with formal robustness and stability guarantees, by designing a differential Lyapunov function using contraction theory. LAG-ROS utilizes a neural network to model a robust tracking controller independently of a target trajectory, for which we show that the Euclidean distance between the target and controlled trajectories is exponentially bounded linearly in the learning error, even under the existence of bounded external disturbances. We also present a convex optimization approach that minimizes the steady-state bound of the tracking error to construct the robust control law for neural network training. In numerical simulations, it is demonstrated that the proposed method indeed possesses superior properties of robustness and nonlinear stability resulting from contraction theory, whilst retaining the computational efficiency of existing learning-based motion planners.


翻译:本文介绍基于学习的自主指导,并附有强力和稳定性保障(LAG-ROS),通过使用收缩理论设计不同的Lyapunov功能,为基于机械的学习的非线性运动规划者提供正式的稳健性和稳定性保障。 LAG-ROS利用神经网络构建一个独立于目标轨迹的强力跟踪控制器模型,为此,我们表明,即使存在受约束的外部扰动,目标与受控轨迹之间的Eucliidean距离在学习错误中也呈指数性线性界限。 我们还提出了一个螺旋优化方法,最大限度地减少跟踪错误的稳态界限,以构建神经网络培训的强力控制法。 在数字模拟中,可以证明拟议方法确实具有由收缩理论产生的强力和非线性稳定性的超强性特性,同时保留现有基于学习的运动规划者的计算效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15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
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
193+阅读 · 2019年10月10日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月11日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月10日
Arxiv
4+阅读 · 2021年4月13日
Arxiv
5+阅读 · 2018年4月22日
VIP会员
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员