This paper proposes a method for calibrating control parameters. Examples of such control parameters are gains of PID controllers, weights of a cost function for optimal control, filter coefficients, the sliding surface of a sliding mode controller, or weights of a neural network. Hence, the proposed method can be applied to a wide range of controllers. The method uses a Kalman filter that estimates control parameters rather than the system's state, using data of closed-loop system operation. The control parameter calibration is driven by a training objective, which encompasses specifications on the performance of the dynamical system. The calibration method tunes the parameters online and robustly, is computationally efficient, has low data storage requirements, and is easy to implement making it appealing for many real-time applications. Simulation results show that the method is able to learn control parameters quickly (approximately 24% average decay factor of closed-loop cost), is able to tune the parameters to compensate for disturbances (approximately 29% improvement on tracking precision), and is robust to noise. Further, a simulation study with the high-fidelity vehicle simulator CarSim shows that the method can calibrate controllers of a complex dynamical system online, which indicates its applicability to a real-world system.


翻译:本文建议了一种校准控制参数的方法。 此类控制参数的例子包括PID控制器的增益、 优化控制的成本函数权重、 过滤系数、 滑动模式控制器的滑动表面、 神经网络的重量。 因此, 拟议的方法可以适用于范围广泛的控制器。 这种方法使用卡尔曼过滤器, 使用闭环系统操作数据, 而不是系统状态来估计控制参数。 控制参数校准由培训目标驱动, 包括动态系统性能的规格。 校准方法在计算上和稳健地调整了参数, 具有计算效率, 数据存储要求低, 并且易于执行, 吸引许多实时应用程序。 模拟结果显示, 该方法能够快速学习控制参数( 闭环成本平均衰变系数约为24% ), 能够调整参数以补偿扰动( 跟踪精确度提高约29% ), 并且对噪音具有很强性能。 此外, 校准方法模拟了高阻力车辆模拟模拟器 CarSim 系统, 显示该方法可以在线校准一个复杂的动态控制器系统。

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