【Simulink】极值搜索控制 Extremum Seeking Control(无模型控制)

简介: 【Simulink】极值搜索控制 Extremum Seeking Control(无模型控制)

1.什么是极值搜索控制?

首先明确一下,对于y=f(x),f(a)是函数f(x)的极大值或极小值,则a为函数f(x)的极值点,极大值点与极小值点统称为极值点。

极值搜索,顾名思义,就是找到极小值点或者极大值点,过程就是不断地调整控制系统参数,使得性能指标达到最优,找到极值点。

Matlab官方有个15分钟左右的视频,一步步地解释了极值搜索控制的原理,并且做了仿真实验,我觉得讲得挺清晰的,非常适合入门

👉 What is Extremum Seeking Control | Learning-Based Control

The Extremum Seeking Control block tunes controller parameters to maximize an objective function. Extremum seeking controllers are model-free adaptive controllers that are useful for adapting to unknown system dynamics and unknown mappings from control parameters to an objective function. When seeking multiple parameters, the Extremum Seeking Control block uses a separate tuning loop for each parameter.

The Extremum Seeking Control block searches for optimal control parameters by modulating (perturbing) the parameters with sinusoidal signals and demodulating the resulting perturbed objective function.

🌟 通俗解释:

通俗地讲,极值搜索控制的输入其实是控制性能指标,也就是原来系统的输出,我们求解的就是系统输出达到极值时对应的极值点。对于寻找极大值的系统,如果输入和输出同时增加,表明系统正朝着极值的方向前进,则继续加大输入,反之则减小输入;对于寻找极小值的系统,如果输入和输出同时增加,表明系统正朝着极值的反方向前进,则减小输入,反之则增大输入。简而言之,寻找极大值和极小值的系统略有不同,而输入和输出的同时变化,可以用相乘然后取积分衡量。

🌟 极值搜索的优缺点

极值搜索是一种基于非模型(无模型/数据驱动)的实时优化方法,适用于解决动态问题,特别是当人们对一个系统的认识相当有限的时候。例如在实际控制系统中,由于控制系统参数的不确定性和实时变化的特点,使得参考量与输出量之间的函数关系很难被知晓。但只要特性曲线具有先增后减或者先减后增特点(即存在峰值),极值搜索控制算法就可以根据系统特性曲线的上述形状特性来到达峰值点,并使其自适应影响系统的因素变化,提高控制策略的鲁棒性。

极值搜索不仅可以应用在单变量寻优,还能应用在多变量上面。

缺点:局部最优;需要调节的参数比较多。

相关文章
|
机器学习/深度学习 存储 编解码
高效神经网络架构的正确打开方式! | EMO:结合 CNN 和 Transformer
高效神经网络架构的正确打开方式! | EMO:结合 CNN 和 Transformer
2020 0
交流电路理论:峰值、平均值和RMS值的计算公式
除了频率和周期之外,AC 波形的一个关键属性是振幅,它表示交变波形的最大值,或者更广为人知的是峰值。
14724 1
交流电路理论:峰值、平均值和RMS值的计算公式
|
编解码 定位技术
Google Earth Engine(GEE)——导出后的影像像素不同于原始Landsat影像的分辨率(投影差异)
Google Earth Engine(GEE)——导出后的影像像素不同于原始Landsat影像的分辨率(投影差异)
759 0
|
存储
数据结构:图文详解单链表的各种操作(头插法,尾插法,任意位置插入,删除节点,查询节点,求链表的长度,清空链表)
数据结构:图文详解单链表的各种操作(头插法,尾插法,任意位置插入,删除节点,查询节点,求链表的长度,清空链表)
3374 0
|
算法 安全 数据安全/隐私保护
根据空域图信息构造飞机航线图以及飞行轨迹模拟matlab仿真
本程序基于MATLAB2022A实现空域图信息的飞机航线图构建与飞行轨迹模拟。空域图是航空领域的重要工具,包含航线、导航点、飞行高度层等信息。程序通过航路网络建模(节点为机场/导航点,边为航线段)构建航线图,并依据飞行规则规划航线。飞行轨迹模拟包括确定起飞点与目的地、设置航路点及飞行高度层,确保飞行安全。完整程序运行结果无水印,适用于航空飞行计划制定与研究。
615 16
|
新能源
19期HR必读书单大揭秘:从薪酬体系搭建到绩效使能的实战指南
作为8年HR老兵,我深知HR在专业进阶中的迷茫。2023年数据显示76%的HR有知识焦虑。本文揭秘19期HR共读书单,涵盖薪酬体系、组织发展、招聘管理等全模块。如《薪酬管理从入门到精通》提供“3E模型”,《绩效使能》刷新OKR认知,《HRBP是这样炼成的》构建能力跃迁路线图。书单还包含实战攻略,如主题式阅读法与结构化笔记模板,助你将理论转化为实践,破解“知道但不会用”的困境。
808 18
|
机器学习/深度学习 算法 PyTorch
深度强化学习中SAC算法:数学原理、网络架构及其PyTorch实现
软演员-评论家算法(Soft Actor-Critic, SAC)是深度强化学习领域的重要进展,基于最大熵框架优化策略,在探索与利用之间实现动态平衡。SAC通过双Q网络设计和自适应温度参数,提升了训练稳定性和样本效率。本文详细解析了SAC的数学原理、网络架构及PyTorch实现,涵盖演员网络的动作采样与对数概率计算、评论家网络的Q值估计及其损失函数,并介绍了完整的SAC智能体实现流程。SAC在连续动作空间中表现出色,具有高样本效率和稳定的训练过程,适合实际应用场景。
6456 7
深度强化学习中SAC算法:数学原理、网络架构及其PyTorch实现
|
存储 算法 安全
Python案例分享:如何实现信息的加解密
Python案例分享:如何实现信息的加解密
688 11
|
SQL 缓存 监控
技术方案到底怎么写?7步完美搞定!
总结了作者多年编写技术方案的经验,介绍了如何通过七个步骤来编写技术方案,包括系统用例、功能链路、核心业务流程、数据库设计、接口设计、非功能设计和系统风险点评估,帮助开发人员更高效地进行系统设计和需求分析。
技术方案到底怎么写?7步完美搞定!