Aproximación de datos impulsada por la conservación de ganancias del operador Koopman y su aplicación en el diseño de controladores robustos
Autores: Hara, Keita; Inoue, Masaki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Aproximación de datos impulsada por la conservación de ganancias del operador Koopman y su aplicación en el diseño de controladores robustos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelado basado en datos
Sistema dinámico no lineal
Operador de Koopman
Modelado basado en datos que conserva la ganancia
Diseño de controlador de retroalimentación
Estabilización robusta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, abordamos la modelización basada en datos de un sistema dinámico no lineal incorporando información a priori. El sistema no lineal se describe utilizando el operador de Koopman, que es un operador lineal definido en un espacio de estados infinito-dimensional. Suponiendo que se conoce la ganancia del sistema, se formula la aproximación de dimensión finita basada en datos del operador preservando la información sobre la ganancia, es decir, la modelización basada en datos que preserva la ganancia. Luego, se presenta su método de solución computacionalmente eficiente. También se presenta una aplicación del método de modelización para el diseño de un controlador de retroalimentación. Aiming for robust stabilization using data-driven control under a poor training dataset, we address the following two modeling problems: (1) Forward modeling: the data-driven modeling is applied to the operating data of a plant system to derive the plant model; (2) Backward modeling: gain-preserving data-driven modeling is applied to the same data to derive an inverse model of the plant system. Then, a feedback controller composed of the plant and inverse models is created based on internal model control, and it robustly stabilizes the plant system. A design demonstration of the data-driven controller is provided using a numerical experiment.
Descripción
En este documento, abordamos la modelización basada en datos de un sistema dinámico no lineal incorporando información a priori. El sistema no lineal se describe utilizando el operador de Koopman, que es un operador lineal definido en un espacio de estados infinito-dimensional. Suponiendo que se conoce la ganancia del sistema, se formula la aproximación de dimensión finita basada en datos del operador preservando la información sobre la ganancia, es decir, la modelización basada en datos que preserva la ganancia. Luego, se presenta su método de solución computacionalmente eficiente. También se presenta una aplicación del método de modelización para el diseño de un controlador de retroalimentación. Aiming for robust stabilization using data-driven control under a poor training dataset, we address the following two modeling problems: (1) Forward modeling: the data-driven modeling is applied to the operating data of a plant system to derive the plant model; (2) Backward modeling: gain-preserving data-driven modeling is applied to the same data to derive an inverse model of the plant system. Then, a feedback controller composed of the plant and inverse models is created based on internal model control, and it robustly stabilizes the plant system. A design demonstration of the data-driven controller is provided using a numerical experiment.