Hybrid Reinforcement Learning and Model Predictive Control for Adaptive Control of Hydrogen-Diesel Dual-Fuel Combustion
Notice bibliographique
Résumé
Reinforcement Learning (RL) and Machine Learning Integrated Model Predictive Control (ML-MPC) are promising approaches for optimizing hydrogen-diesel dual-fuel engine control, as they can effectively control multiple-input multiple-output systems and nonlinear processes. ML-MPC is advantageous for providing safe and optimal controls, ensuring the engine operates within predefined safety limits. In contrast, RL is distinguished by its adaptability to changing conditions through its learning-based approach. However, the practical implementation of either method alone poses challenges. RL requires high variance in control inputs during early learning phases, which can pose risks to the system by potentially executing unsafe actions, leading to mechanical damage. Conversely, ML-MPC relies on an accurate system model to generate optimal control inputs and has limited adaptability to system drifts, such as injector aging, which naturally occur in engine applications. To address these limitations, this study proposes a hybrid RL and ML-MPC approach that uses an ML-MPC framework while incorporating an RL agent to dynamically adjust the ML-MPC load tracking reference in response to changes in the environment. At the same time, the ML-MPC ensures that actions stay safe throughout the RL agent's exploration. To evaluate the effectiveness of this approach, fuel pressure is deliberately varied to introduce a model-plant mismatch between the ML-MPC and the engine test bench. The result of this mismatch is a root mean square error (RMSE) in indicated mean effective pressure of 0.57 bar when running the ML-MPC. The experimental results demonstrate that RL successfully adapts to changing boundary conditions by altering the tracking reference while ML-MPC ensures safe control inputs. The quantitative improvement in load tracking by implementing RL is an RSME of 0.44 bar.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».