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NISE-PE 约束:基于持久激发的数据驱动预测控制

系统与控制 2025-09-08 v2 系统与控制

摘要

持久激发 (PE) 是数据驱动预测控制成功操作的重要要求,因为它确保输入-输出数据包含有关底层系统动力学的充分信息。尽管如此,这一属性通常被假设而非保证。本文引入一种维护 PE 的数据驱动预测控制 formulation。允许实现这一点的技术开发是对非激发输入集合 (NIS) 的特征化,即导致 PE 丧失的输入集合,从而推导出一对关于输入的线性不等式约束,称为 NIS 排除 PE (NIS-PE) 约束,这些约束若满足,可维持 PE。当用于预测控制 formulation 时,这些约束导致一个具有单个二进制变量的混合整数最优控制问题,或等效地,一对可以有效可靠求解的双线性规划问题。数值示例表明,这些约束能够在控制器运行期间维持 PE,结果在时不变和时变系统方面优于传统方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.04548,
  title  = {NISE-PE Constraint: Data-Driven Predictive Control with Persistence of Excitation},
  author = {Lucca Heinze Faro and Yuanbo Nie and Paul Trodden},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.04548},
  year   = {2025}
}

备注

7 pages, 5 figures. Accepted for presentation at, and publication in the proceedings of, the 2025 64th IEEE Conference on Decision and Control (CDC)