We present a deep learning-based adaptive control framework for nonlinear systems with multiplicatively separable parametrization, called aNCM - for adaptive Neural Contraction Metric. The framework utilizes a deep neural network to approximate a stabilizing adaptive control law parameterized by an optimal contraction metric. The use of deep networks permits real-time implementation of the control law and broad applicability to a variety of systems, including systems modeled with basis function approximation methods. We show using contraction theory that aNCM ensures exponential boundedness of the distance between the target and controlled trajectories even under the presence of the parametric uncertainty, robustly to the learning errors caused by aNCM approximation as well as external additive disturbances. Its superiority to the existing robust and adaptive control methods is demonstrated in a simple cart-pole balancing task.


翻译:我们为非线性系统提出了一个深厚的基于学习的适应性控制框架,这种框架称为ANCM -- -- 适应性神经收缩模型。这个框架利用一个深神经网络来近似稳定性适应性控制法,以最佳收缩指标为参数。使用深网络可以实时执行控制法,并广泛适用于各种系统,包括以基本功能近似方法建模的系统。我们用收缩理论表明,即使存在参数不确定性,但国家监测机制也能确保目标与受控轨迹之间的距离的指数界限。对于由国家监测机制近似和外部添加干扰造成的学习错误,这种距离的优势在于现有的稳健和适应性控制方法,这种优势表现在简单的马车极平衡任务中。

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