SNU CBE

Model‐based reinforcement learning for nonlinear optimal control with practical asymptotic stability guarantees

2020 · AIChE Journal

저자

Yeonsoo Kim, 이종민 (Jong Min Lee)

연구주제

Adaptive Dynamic Programming Control · Reinforcement Learning in Robotics · Advanced Control Systems Optimization

NTIS 과학기술표준분류

화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술

배정 근거: 논문을 지원한 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

control lyapunov function 모델 기반 강화학습 nonlinear optimal control

심층 신경망(DNN)

키워드 (OpenAlex)

model-based reinforcement learning nonlinear optimal control control Lyapunov function practical asymptotic stability value function approximation single-layer neural network deep neural network

초록

Abstract We propose a new reinforcement learning approach for nonlinear optimal control where the value function is updated as restricted to control Lyapunov function (CLF) and the policy is improved using a variation of Sontag's formula. The practical asymptotic stability of the closed‐loop system is guaranteed during the training and at the end of training without requiring an additional actor network and its update rule. For a single‐layer neural network (NN) with exact basis functions, the approximate function converges to the optimal value function, resulting in the optimal controller. When a deep NN is used, the level set shapes of the trained NN become similar to those of the optimal value function. Because Sontag's formula with CLF is equivalent to the optimal controller when the given CLF has the same level set shapes as the optimal value function, Sontag's formula with the trai…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2019스마트 공정 운전을 위한 강화 학습 기반 안정성 지향 제어기법 개발교육부이공학학술연구기반구축(R&D)서울대학교화공 > 화학공정 > 공정시스템기술
2020초저에너지 자동차 초저배출 사업단과학기술정보통신부집단연구지원(R&D)고려대학교화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술

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