DDP、FDDP、BOXDDP算法概要

DDP、FDDP、BOXDDP算法

  • DDP:适用于一般的最优控制问题,具有较好的数值稳定性。
  • FDDP:改进了可行性,适用于需要严格满足动力学和约束条件的控制问题。
  • BOXDDP:引入了控制输入约束,适用于存在物理限制的控制问题。

1. DDP(Differential Dynamic Programming)

基本原理

DDP是一种递归的最优控制算法,基于动态规划原理。它在给定初始条件和目标的情况下,通过迭代改进控制策略,使系统的轨迹逐步逼近最优轨迹。DDP通过线性化系统的动态方程和二次近似代价函数来求解。

特点

  • 局部线性化和二次近似:在每个时间步,DDP对系统动态进行线性化,对代价函数进行二次近似。
  • 递归贝尔曼方程:利用递归形式的贝尔曼方程,逐步更新最优控制策略。
  • 数值稳定性:DDP算法在处理非线性系统时具有良好的数值稳定性。

2. FDDP(Feasibility-Driven DDP)

基本原理

FDDP是DDP的一种改进版本,重点在于确保每次迭代产生的控制输入和状态轨迹是可行的。它在每次迭代中调整控制输入,使系统轨迹尽可能满足动力学和约束条件。

特点

  • 可行性:FDDP通过在迭代过程中调整步长和控制输入,确保生成的轨迹和控制输入是可行的。
  • 快速收敛:通过改进步长选择和控制策略更新,FDDP在实际应用中通常比标准DDP更快收敛。

3. BOXDDP(Box-constrained DDP)

基本原理

BOXDDP是在DDP算法基础上,进一步考虑了控制输入的范围约束(即控制输入的上下限)。这对于实际应用中常见的物理限制非常重要。

特点

  • 控制输入约束:通过引入约束处理机制,BOXDDP在迭代过程中始终考虑控制输入的上下限,确保生成的控制策略满足物理约束。
  • 改进的优化策略:BOXDDP采用了改进的优化策略,以处理带约束的最优控制问题。
相关推荐
醉颜凉8 分钟前
【LeetCode】打家劫舍III
c语言·算法·leetcode·树 深度优先搜索·动态规划 二叉树
达文汐10 分钟前
【困难】力扣算法题解析LeetCode332:重新安排行程
java·数据结构·经验分享·算法·leetcode·力扣
一匹电信狗11 分钟前
【LeetCode_21】合并两个有序链表
c语言·开发语言·数据结构·c++·算法·leetcode·stl
User_芊芊君子11 分钟前
【LeetCode经典题解】搞定二叉树最近公共祖先:递归法+栈存路径法,附代码实现
算法·leetcode·职场和发展
算法_小学生12 分钟前
LeetCode 热题 100(分享最简单易懂的Python代码!)
python·算法·leetcode
执着25912 分钟前
力扣hot100 - 234、回文链表
算法·leetcode·链表
Gorgous—l14 分钟前
数据结构算法学习:LeetCode热题100-多维动态规划篇(不同路径、最小路径和、最长回文子串、最长公共子序列、编辑距离)
数据结构·学习·算法
熬夜造bug14 分钟前
LeetCode Hot100 刷题路线(Python版)
算法·leetcode·职场和发展
2401_8384725137 分钟前
C++中的访问者模式
开发语言·c++·算法
老鼠只爱大米43 分钟前
LeetCode经典算法面试题 #108:将有序数组转换为二叉搜索树(递归分治、迭代法等多种实现方案详解)
算法·leetcode·二叉树·二叉搜索树·平衡树·分治法