Recent advances in learning-based control leverage deep function approximators, such as neural networks, to model the evolution of controlled dynamical systems over time. However, the problem of learning a dynamics model and a stabilizing controller persists, since the synthesis of a stabilizing feedback law for known nonlinear systems is a difficult task, let alone for complex parametric representations that must be fit to data. To this end, we propose a method for jointly learning parametric representations of a nonlinear dynamics model and a stabilizing controller from data. To do this, our approach simultaneously learns a parametric Lyapunov function which intrinsically constrains the dynamics model to be stabilizable by the learned controller. In addition to the stabilizability of the learned dynamics guaranteed by our novel construction, we show that the learned controller stabilizes the true dynamics under certain assumptions on the fidelity of the learned dynamics. Finally, we demonstrate the efficacy of our method on a variety of simulated nonlinear dynamical systems.


翻译:最近在以学习为基础的控制方面的进展利用神经网络等深功能近似器来模拟受控动态系统的演进。然而,学习动态模型和稳定控制器的问题依然存在,因为为已知的非线性系统综合稳定反馈法是一项艰巨的任务,更不用说必须适合数据的复杂参数表征。为此,我们提出一种方法,共同学习非线性动态模型的参数表示法和数据的稳定控制器。为了做到这一点,我们的方法同时学习了一种参数Lyapunov功能,该功能内在地制约着动态模型,以便由学习的控制器加以稳定。除了我们的新构思所保证的所学到的动态的可稳定性外,我们还表明,学习的控制器在对所学动态的忠诚性的某些假设下稳定了真实的动态。最后,我们展示了我们方法在各种模拟的非线性动态系统上的功效。</s>

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