通过贝叶斯优化对神经网络近似 MPC 进行微调(无需重新训练)
机器人学
2026-01-19 v3 系统与控制
系统与控制
摘要
近似模型预测控制(AMPC)旨在用神经网络模拟 MPC 的行为,以消除在运行时解决昂贵优化问题的需求。然而,在部署期间,通常需要微调底层 MPC 的参数。这通常使 AMPC 不够实用,因为需要不断生成新数据集并重新训练神经网络。最近的工作通过采用 MPC 优化问题的近似灵敏度来解决此问题,无需重新训练进行适应。当前,这种适应必须手动完成,这既费力又在高维系统上难以直观。为解决此问题,我们提出使用贝叶斯优化来根据实验数据微调 AMPC 策略的参数。通过将基于模型的控制与直接和局部学习相结合,我们的方法在硬件上优于 nominal AMPC,所需实验最少。这使得 AMPC 能够自动且数据高效地适应新的系统实例并微调难以直接实现于 MPC 中的代价函数。我们在倒立车杆的摆起运动以及不完全支撑单轮平衡自行车的 yaw 控制中在硬件上演示了所提出的方法。
引用
@article{arxiv.2512.14350,
title = {Fine-Tuning of Neural Network Approximate MPC without Retraining via Bayesian Optimization},
author = {Henrik Hose and Paul Brunzema and Alexander von Rohr and Alexander Gräfe and Angela P. Schoellig and Sebastian Trimpe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.14350},
year = {2026}
}
备注
Presented at the 13th International Conference on Robot Intelligence Technology and Applications