Owing to their superior modeling capabilities, gated Recurrent Neural Networks, such as Gated Recurrent Units (GRUs) and Long Short-Term Memory networks (LSTMs), have become popular tools for learning dynamical systems. This paper aims to discuss how these networks can be adopted for the synthesis of Internal Model Control (IMC) architectures. To this end, first a gated recurrent network is used to learn a model of the unknown input-output stable plant. Then, a controller gated recurrent network is trained to approximate the model inverse. The stability of these networks, ensured by means of a suitable training procedure, allows to guarantee the input-output closed-loop stability. The proposed scheme is able to cope with the saturation of the control variables, and can be deployed on low-power embedded controllers, as it requires limited online computations. The approach is then tested on the Quadruple Tank benchmark system and compared to alternative control laws, resulting in remarkable closed-loop performances.


翻译:由于建模能力较高,Gated Company Uniters(GRUs)和长期短期内存网络(LSTMs)等封闭式经常性神经网络已成为学习动态系统的工具,本文件旨在讨论如何将这些网络用于综合内部模型控制(IMC)结构。为此,首先使用封闭式经常性网络学习未知输入-输出稳定厂的模型。然后,对控制器封闭式经常性网络进行培训,使其与模型相近。通过适当的培训程序确保这些网络的稳定,能够保证投入-输出封闭式循环系统的稳定。拟议计划能够应对控制变量的饱和,并可以部署在低功率嵌入控制器上,因为它需要有限的在线计算。然后,在Quartruple Tank基准系统上测试这一方法,与替代的控制法相比,从而导致显著的封闭式循环性功能。

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