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带加性探索的基于学习的线性二次高斯控制的后悔分析

系统与控制 2023-11-27 v2 机器学习 系统与控制

摘要

在本文中,我们分析了在线性二次高斯(LQG)框架下控制未知部分可观测系统的一种计算高效的探索策略(称为朴素探索)所产生的后悔值。我们引入了一种称为 LQG-NAIVE 的两阶段控制算法,其第一阶段注入高斯输入信号以获得系统模型,第二阶段以情景式方式在朴素探索与控制之间交替。我们证明 LQG-NAIVE 在 T 个时间步后实现了 O~(T)\tilde{\mathcal{O}}(\sqrt{T}) 的后悔增长率,即忽略对数因子的 O(T)\mathcal{O}(\sqrt{T}),并通过数值仿真验证了其性能。此外,我们提出了 LQG-IF2E,它通过将 Fisher 信息矩阵(FIM)纳入其中,将探索信号扩展到“闭环”设置。我们提供了 LQG-IF2E 相对于 LQG-NAIVE 具有竞争性能的有力数值证据。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.02679,
  title  = {Regret Analysis of Learning-Based Linear Quadratic Gaussian Control with Additive Exploration},
  author = {Archith Athrey and Othmane Mazhar and Meichen Guo and Bart De Schutter and Shengling Shi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02679},
  year   = {2023}
}