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
hans汉斯15 分钟前
【人工智能与机器人研究】自动移液设备多轴运动控制系统设计
算法·机器学习·3d·自然语言处理·机器人·硬件架构·汉斯出版社
guygg8824 分钟前
经典信道估计MATLAB实现(含LSMMSE算法)
深度学习·算法·matlab
foundbug9991 小时前
最小二乘支持向量机(LSSVM)回归的解析
算法·支持向量机·回归
程芯带你刷C语言简单算法题1 小时前
Day43~实现一个算法求一个数字的树根
c语言·开发语言·算法·c
柳鲲鹏1 小时前
关于#pragma pack(push, 8),DeepSeek回答错误
算法
settingsun12252 小时前
【AI-算法-01】ResNet (残差网络) & Skip Connections
人工智能·算法
橘颂TA2 小时前
【剑斩OFFER】算法的暴力美学——两数之和
数据结构·算法·leetcode·力扣·结构与算法
福楠2 小时前
C++ STL | vector
开发语言·c++·算法
云里雾里!2 小时前
力扣 268. 缺失数字 ✅ 【位运算(异或)最优解法】深度解析
算法·leetcode
kaikaile19952 小时前
ISODATA聚类方法在MATLAB中的实现指南
算法·matlab·聚类