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
배정 근거: 논문을 지원한 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).
AI 연구 키워드·방법
control lyapunov function 모델 기반 강화학습 nonlinear optimal control
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)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2019 | 스마트 공정 운전을 위한 강화 학습 기반 안정성 지향 제어기법 개발 | 교육부 | 이공학학술연구기반구축(R&D) | 서울대학교 | 화공 > 화학공정 > 공정시스템기술 |
| 2020 | 초저에너지 자동차 초저배출 사업단 | 과학기술정보통신부 | 집단연구지원(R&D) | 고려대학교 | 화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술 |
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Adaptive Dynamic Programming Control