Odsek za sisteme in vodenje

Inštitut Jožef Stefan

Identifikacija in analiza modelov za načrtovanje vodenja dinamičnih sistemov na podlagi Gaussovih procesov

Vodja projekta:

prof. dr. Juš Kocijan

Trajanje:

1.5.2009 - 30.4.2012

Financiranje:

ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (J2-2099)

Povzetek:

Namen tega projekta so raziskave metod za eksperimentalno modeliranje, primernega za inženirsko uporabo pri načrtovanju avtomatskega vodenja. Ukvarjali se bomo z večimi različnimi metodami, ki jih lahko načelno opredelimo z dvema pristopoma k modeliranju na osnovi modelov z Gaussovimi procesi in sicer identifikacijo po principu črne skrinjice in identifikacijo po principu sive skrinjice. Običajni modeli na osnovi Gaussovih procesov so verjetnostni neparametrični modeli in kot taki uporabni samo za načrtovanje prediktivnega vodenja. Modeli po principu sive skrinjice pa bi bili lahko uporabni tudi za postopke načrtovanja vodenja na osnovi parametričnih modelov. Nadalje smo predvideli reševanje problema računske zahtevnosti učenja modelov na osnovi Gaussovih procesov s spremembo strojne opreme in s spremembami algoritmov. Poleg omenjenega bomo raziskali tudi možnosti analize, npr. stabilnosti, neparametričnih modelov na osnovi Gaussovih procesov za uporabo pri načrtovanju vodenja. Vsi raziskovalni rezultati bodo ovrednoteni na preizkusnih primerih realnih kompleksnih sistemov. Poleg metod samih bomo za njih razvili tudi knjižnico podprogramov programskega paketa Matlab za modeliranje in načrtovanje vodenja na osnovi Gaussovih procesov.

Publikacije:

KOCIJAN, Juš, GRANCHAROVA, Alexandra. Gaussian process modelling case study with multiple outputs. Comptes Rendus de l Academie Bulgare des Sciences, 2010, vol. 63, no. 4, 601-607.

AŽMAN, Kristjan, KOCIJAN, Juš. Dynamical systems identification using Gaussian process models with incorporated local models. Eng. appl. artif. intell, 2011, vol. 24, no. 2, 398-408.

GRANCHAROVA, Alexandra, KOCIJAN, Juš, JOHANSEN, Tor Arne. Explicit output-feedback nonlinear predictive control based on black-box models. Eng. appl. artif. intell, 2011, vol. 24, no. 2, 388-397.

PETELIN, Dejan, KOCIJAN, Juš, GRANCHAROVA, Alexandra. On-line Gaussian process model for the prediction of the ozone concentration in the air. Comptes Rendus de l Academie Bulgare des Sciences, 2011, vol. 64, no. 1.

AŽMAN, Kristjan, KOCIJAN, Juš. Fixed-structure Gaussian process model. International Journal of Systems Science, 2009, vol. 40, no. 12, 1253-1262.