Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2108.11959

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 机器学习

arXiv:2108.11959 (cs)
[提交于 2021年8月26日 ]

标题: 自回归外生系统的有限时间系统辨识与自适应控制

标题: Finite-time System Identification and Adaptive Control in Autoregressive Exogenous Systems

Authors:Sahin Lale, Kamyar Azizzadenesheli, Babak Hassibi, Anima Anandkumar
摘要: 自回归外生(ARX)系统是用于建模随机线性动态系统(LDS)的输入输出动态系统的通用类别,包括部分可观测的LDS,如LQG系统。 在本工作中,我们研究了未知ARX系统的系统辨识和自适应控制问题。 我们提供了在开环和闭环数据收集下ARX系统的有限时间学习保证。 利用这些保证,我们设计了具有任意强凸或凸二次调节成本的未知ARX系统的自适应控制算法。 在强凸成本函数下,我们设计了一种基于在线梯度下降的自适应控制算法,通过凸控制器重参数化来设计和更新控制器。 我们证明了我们的算法通过探索与承诺方法具有$\tilde{\mathcal{O}}(\sqrt{T})$的遗憾,并且如果使用闭环数据收集在时期内更新模型估计,则在$T$个时间步之后达到最优的遗憾$\text{polylog}(T)$。 对于凸二次成本函数的情况,我们提出了一种自适应控制算法,该算法利用面对不确定性时的乐观原则来设计控制器。 在这种情况下,我们证明探索与承诺方法具有$\tilde{\mathcal{O}}(T^{2/3})$的遗憾上界,并且具有连续模型估计更新的自适应控制在$T$个时间步后达到$\tilde{\mathcal{O}}(\sqrt{T})$的遗憾。
摘要: Autoregressive exogenous (ARX) systems are the general class of input-output dynamical systems used for modeling stochastic linear dynamical systems (LDS) including partially observable LDS such as LQG systems. In this work, we study the problem of system identification and adaptive control of unknown ARX systems. We provide finite-time learning guarantees for the ARX systems under both open-loop and closed-loop data collection. Using these guarantees, we design adaptive control algorithms for unknown ARX systems with arbitrary strongly convex or convex quadratic regulating costs. Under strongly convex cost functions, we design an adaptive control algorithm based on online gradient descent to design and update the controllers that are constructed via a convex controller reparametrization. We show that our algorithm has $\tilde{\mathcal{O}}(\sqrt{T})$ regret via explore and commit approach and if the model estimates are updated in epochs using closed-loop data collection, it attains the optimal regret of $\text{polylog}(T)$ after $T$ time-steps of interaction. For the case of convex quadratic cost functions, we propose an adaptive control algorithm that deploys the optimism in the face of uncertainty principle to design the controller. In this setting, we show that the explore and commit approach has a regret upper bound of $\tilde{\mathcal{O}}(T^{2/3})$, and the adaptive control with continuous model estimate updates attains $\tilde{\mathcal{O}}(\sqrt{T})$ regret after $T$ time-steps.
评论: 第三届学习用于动力学与控制会议(L4DC)
主题: 机器学习 (cs.LG) ; 系统与控制 (eess.SY); 优化与控制 (math.OC)
引用方式: arXiv:2108.11959 [cs.LG]
  (或者 arXiv:2108.11959v1 [cs.LG] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2108.11959
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Sahin Lale [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2021 年 8 月 26 日 18:00:00 UTC (65 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
查看许可
当前浏览上下文:
math.OC
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2021-08
切换浏览方式为:
cs
cs.LG
cs.SY
eess
eess.SY
math

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号