A new unitary control theory for nonlinear systems: Merging models and data

非线性系统的新酉控制理论:合并模型和数据

基本信息

项目摘要

The research field of systems and control theory is an important part of engineering science with practical relevance in many disciplines ranging from sustainable manufacturing, digitalization of society to autonomous vehicles. Classically, controllers are derived on the basis of mathematical models and in such a way that rigorous guarantees can be given for their proper and safe functioning. The current trends to utilize data and especially learning techniques in various fields are also strongly influencing the automatic control field. It is suggested that instead of mathematically rigorous model-based approaches, learned controllers are used with the main advantage of a simpler, cheaper, and possibly more versatile application. However, this comes with the drawback that in most cases no guarantees for a safe and reliable operation of the closed loop can be given. In the proposed Koselleck project, we intend to develop a new data-based control theory that will allow to endow control loops with systems theoretic guarantees without the need for mathematical system models. To this end, we plan to investigate how available information contained in the data can be systematically exploited in order to describe, analyze, and control systems based only on measured data. While first steps in that direction are currently undertaken for linear systems satisfying the superposition principle, the goal of this project is to develop a framework for general nonlinear systems. This is an important but very challenging step forward that requires a completely new view on the problem, but comes with a much increased practical relevance as reward. As a second goal, this new framework should ideally allow to not only use data alone, but also any (possibly partial) model knowledge that may be available. This will allow to exploit the best of the two worlds in a general hybrid setting.
系统和控制理论的研究领域是工程科学的重要组成部分,在许多学科中具有实际意义,从可持续制造,社会数字化到自动驾驶汽车。传统上,控制器是根据数学模型推导出来的,并且可以严格保证其正常和安全的功能。目前在各个领域利用数据,特别是学习技术的趋势也强烈影响着自动控制领域。有人建议,而不是数学上严格的基于模型的方法,学习控制器使用的主要优点是一个更简单,更便宜,可能更通用的应用程序。然而,这带来的缺点是,在大多数情况下,不能保证闭环的安全和可靠的操作。在拟议的Koselleck项目中,我们打算开发一种新的基于数据的控制理论,该理论将允许在不需要数学系统模型的情况下赋予控制回路以系统理论保证。为此,我们计划研究如何系统地利用数据中包含的可用信息,以便仅基于测量数据来描述、分析和控制系统。虽然目前在这个方向上的第一步是为满足叠加原理的线性系统,本项目的目标是为一般非线性系统开发一个框架。这是向前迈出的重要但极具挑战性的一步,需要对问题有全新的看法,但作为回报,它的实际相关性大大增加。作为第二个目标,这个新的框架应该不仅允许单独使用数据,而且还允许使用任何(可能是部分)可用的模型知识。这将允许在一般的混合设置中利用两个世界中的最佳。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Frank Allgöwer其他文献

Professor Dr.-Ing. Frank Allgöwer的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Frank Allgöwer', 18)}}的其他基金

Control Theory of Ensembles of Dynamical Systems
动力系统系综控制理论
  • 批准号:
    295903128
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Robust and stochastic economic model predictive control
鲁棒随机经济模型预测控制
  • 批准号:
    279734922
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Distributed dissipativity and graph theoretic properties in distributed economic MPC
分布式经济 MPC 中的分布式耗散性和图论特性
  • 批准号:
    244600449
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Robust Nonlinear Model Predictive Control via Convex Optimization
通过凸优化的鲁棒非线性模型预测控制
  • 批准号:
    191940811
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Entwicklung systemtheoretischer Methoden zur Analyse und zum Entwurf von Agentensystemen (AUREG-IST)
开发用于分析和设计代理系统的系统理论方法(AUREG-IST)
  • 批准号:
    54063571
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Entwurf von kooperativen, digital vernetzten Regelungen für konkurrierende Systeme
为竞争系统设计合作的数字网络法规
  • 批准号:
    43065417
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Entwicklung dezentraler asynchroner prädiktiver Regelungsverfahren für digital vernetzte Systeme (ASYPRED-DEZYPRED)
数字网络系统分散异步预测控制方法的开发(ASYPRED-DEZYPRED)
  • 批准号:
    43065345
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Optimierungsbasierte Regelung verfahrenstechnischer Prozesse Teilantrag 1: Effiziente Ausgangsregelung nichtlinearer verfahrenstechnischer Prozesse mit Hilfe prädiktiver Regelungsverfahren
基于优化的过程工程过程控制子应用 1:使用预测控制方法对非线性过程工程过程进行高效输出控制
  • 批准号:
    34424834
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Optimization based control of chemical processes. Subproject 1: Efficient output feedback control of non-linear processes
基于优化的化学过程控制。
  • 批准号:
    5402002
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Integrated Controller Design Methods and Communication Services for Networked Control Systems (NCS)
网络控制系统 (NCS) 的集成控制器设计方法和通信服务
  • 批准号:
    285825138
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

在噪声和约束条件下的unitary design的理论研究
  • 批准号:
    12147123
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    18 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似海外基金

Development and application of compound semiconductor monolithic advanced unitary conversion photonic integrated circuits
化合物半导体单片先进单一转换光子集成电路的开发与应用
  • 批准号:
    23H00272
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
The Unitary Dual Problem and Hall-Llttlewood Polynomials
酉对偶问题和 Hall-Lttlewood 多项式
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04299
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Locally Structured Unitary Networks and Tangent Space Learning for Dynamic Systems Modeling
用于动态系统建模的局部结构酉网络和切线空间学习
  • 批准号:
    22H00512
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
System for unitary automation of library preparation
文库制备统一自动化系统
  • 批准号:
    10395282
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Effects on inhalational anesthetics on unitary inhibitory postsynaptic currents in the rat insular cortex
吸入麻醉药对大鼠岛叶皮质单一抑制性突触后电流的影响
  • 批准号:
    21K10082
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Transport and impurity dynamics in a unitary Fermi gas
酉费米气体中的输运和杂质动力学
  • 批准号:
    DP210101652
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Eigenstate Thermalization in Dual Unitary Quantum Circuits
双酉量子电路中的本征态热化
  • 批准号:
    453812159
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    WBP Fellowship
Unitary representations of reductive p-adic groups: an algorithm
还原 p 进群的酉表示:一种算法
  • 批准号:
    EP/V046713/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
The Unitary Dual Problem and Hall-Llttlewood Polynomials
酉对偶问题和 Hall-Lttlewood 多项式
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04299
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Spectral theory for unitary operators and its applications to scattering theory
酉算子谱理论及其在散射理论中的应用
  • 批准号:
    20K14327
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了