鲁棒及自适应控制(2):模型

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模型的表示

传递函数(transfer function)

凡事能用传递函数描述的系统,皆为线性确定系统。因此,系统比较简单,实际中大多为非线性系统,目前研究中已经很少使用。

状态空间方程(state space equation)

  • $\mathbf{x}\in \mathbb{R}^n$表示系统状态,$\mathbf{y}\in \mathbb{R}^r$,$\mathbf{u}\in \mathbb{R}^m$表示系统输入,通常情况$n\geq m\geq r$;
  • 矩阵$\mathbf{A}\in \mathbb{R}^{n\times n}$和$\mathbf{B}\in \mathbb{R}^{n\times m}$是系统参数;
  • 通常 $\mathbf{D}=\mathbf{0}$;
  • $\mathbf{A},\mathbf{B},\mathbf{C}$可以引入时变参数,若无时变参数则为线性时不变(LTI,Linear Time-Invariant)系统。

更一般的形式可表述为

$f(x)$为非线性函数,例如$f(x)=\sin x+e^{x^2}+\frac{1}{1+e^x}$。$g(\mathbf{x})$表示控制增益,通常$\forall \mathbf{x},g(\mathbf{x})\neq 0$。

严格反馈型(strict-feedback form)

  • $\mathbf{x}\in \mathbb{R}^n, n\geq 1$;
  • $z_1,\ldots, z_k$是标量;
  • $u$是系统的输入标量。

这是最一般的模型。最流行的方法是利用神经网络处理非线性项。

神经网络

(略)

基本要素:基函数$\psi_i$(basis function)、权值$w_i$(weight)、神经元个数$N$。

万能逼近能力,$\left\vert f(\cdot)-f_N\right\vert\leq\epsilon$。

研究几个基本要素变换情况时神经网络的逼近能力。


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