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En sécurité au-delà de l'horizon : MPC efficace basé sur l'échantillonnage avec fonctions de barrière de contrôle neuronal

Created by
  • Haebom

Auteur

Ji Yin, Oswin So, Eric Yang Yu, Chuchu Fan, Panagiotis Tsiotras

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Dans cet article, nous présentons une méthode permettant d'apprendre des fonctions barrières de contrôle à temps discret approximatives et de les intégrer dans le contrôle prédictif de modèle (VIMPC) à inférence variationnelle afin de répondre au problème de la conformité aux spécifications de sécurité au-delà de l'horizon de prédiction en contrôle prédictif de modèle (MPC). Pour parvenir à un compromis entre faisabilité récursive exacte, traçabilité computationnelle et applicabilité à la dynamique de type « boîte noire », nous proposons une nouvelle stratégie d'échantillonnage qui réduit significativement la variance du contrôle optimal estimé et permet une planification en temps réel sur le processeur. Le contrôleur Neural Shield-VIMPC (NS-VIMPC) ainsi obtenu améliore significativement la sécurité par rapport aux contrôleurs MPC conventionnels à base d'échantillons, et nous vérifions son efficacité dans des conditions de coûts mal conçues par des simulations et des expériences matérielles réelles.

Takeaways, Limitations_

Takeaways:
Présentation d'une nouvelle méthode pour résoudre efficacement le problème de sécurité des MPC existants (difficulté à assurer la sécurité au-delà de l'horizon de prédiction).
Fournit une technique générale d’amélioration de la sécurité qui peut également être appliquée à la dynamique de la boîte noire.
Une nouvelle stratégie d’échantillonnage est proposée pour améliorer l’efficacité du MPC basé sur l’échantillonnage.
Vérification des performances par simulation et expériences matérielles réelles.
Limitations:
L’analyse théorique visant à garantir la sécurité de la méthode proposée peut faire défaut.
Des recherches supplémentaires pourraient être nécessaires sur les performances de généralisation des fonctions de barrière de contrôle apprises.
Les applications pratiques peuvent nécessiter une prise en compte supplémentaire du coût de calcul et des exigences en matière de données de formation.
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