Стохастические задачи оптимального управления в Python - PullRequest
Новая
       24

Стохастические задачи оптимального управления в Python

5 голосов
/ 21 апреля 2019

Кто-нибудь знает о пакете python, который решает стохастические задачи оптимального управления?

Я нашел Gekko, который решает проблемы управления, но я не смог найти способ использовать его для стохастических задач.

1 Ответ

3 голосов
/ 23 апреля 2019

Ниже приведен минимальный пример стохастической модели прогнозирующего управления с Gekko, где параметр K выбирается случайным образом. 10 экземпляров модели в совокупности оптимизированы для минимизации квадрата ошибки от 40 (целевое значение).

Stochastic Model Predictive Control

import numpy as np
from gekko import GEKKO
import matplotlib.pyplot as plt

# uncertain parameter
n = 10
K = np.random.rand(n)+1.0

m = GEKKO()
m.time = np.linspace(0,20,41)

# manipulated variable
p = m.MV(value=0, lb=0, ub=100)
p.STATUS = 1 
p.DCOST = 0.1  
p.DMAX = 20

# controlled variable
v = m.Array(m.CV,n)
for i in range(n):
    v[i].STATUS = 1
    v[i].SP = 40
    v[i].TAU = 5
    m.Equation(10*v[i].dt() == -v[i] + K[i]*p)

# solve optimal control problem
m.options.IMODE = 6
m.options.CV_TYPE = 2
m.solve()

# plot results
plt.figure()
plt.subplot(2,1,1)
plt.plot(m.time,p.value,'b-',LineWidth=2)
plt.ylabel('MV')
plt.subplot(2,1,2)
plt.plot([0,m.time[-1]],[40,40],'k-',LineWidth=3)
for i in range(n):
    plt.plot(m.time,v[i].value,':',LineWidth=2)
plt.ylabel('CV')
plt.xlabel('Time')
plt.show()

В статье Gekko (см. Раздел 4) также содержится обзор других пакетов оптимального управления. Некоторые из них могут иметь возможности стохастической оптимизации. Я также нашел пакет StoDynProg Python для решения стохастических задач оптимального управления, но он некоторое время не обновлялся, и у меня нет опыта работы с ним. Виктор Завала поделился работой по стохастическому оптимальному управлению газовыми сетями и Fengqi. Вы поделились работой по оптимизации в условиях неопределенности , которая также может дать вдохновение и инструменты, которые они используют.

...