source: trunk/extremum_seeking/esc_nn/src/nn_esc_2d.cpp @ 5

Last change on this file since 5 was 5, checked in by wcaarls, 12 years ago

Imported extremum_seeking at revision 987

File size: 3.6 KB
Line 
1/*
2 * nn_esc_2d.cpp
3 *
4 *  Created on: Jul 31, 2012
5 *      Author: Berk Calli
6 *      Organization: Delft Biorobotics Lab., Delft University of Technology
7 *              Contact info: b.calli@tudelft.nl, web: www.dbl.tudelft.nl
8 *
9 * Class for two dimensional neural network extremum seeking control
10 *
11 * * References:
12 * - M. Teixeira and S. Zak, “Analog neural nonderivative optimizers,” IEEE Transactions on Neural Networks, vol. 9, pp. 629–638, 1998.
13 * - B. Calli, W. Caarls, P. Jonker and M. Wisse, "Comparison of Extremum Seeking Control Algorithms for Robotic Applications", IROS 2012.
14 */
15#include "esc_nn/nn_esc_2d.h"
16
17NNESC2D::NNESC2D(){
18        M_ = 0;
19        A_ = 0;
20        ddelta1_ = 0;
21        ddelta2_ = 0;
22        ddelta2_ = 0;
23        delta_ = 0;
24        B_ = 0;
25        w_switch_old_ = 0;
26        a_switch1_old_ = 0;
27        a_switch2_old_ = 0;
28        a_switch3_old_ = 0;
29        yr_ = 0;
30        period_ = 0;
31        min_peak_ = 0;
32        vel_ref_.resize(2);
33        vel_ref_[0] = 0;
34        vel_ref_[1] = 0;
35        w_switch_ = 0;
36        min_peak_detect_init_ = false;
37        initialized_ = false;
38}
39
40ESC::inputType NNESC2D::getInputType(){
41        return inputValue;
42}
43
44ESC::outputType NNESC2D::getOutputType(){
45        return outputVelocity;
46}
47
48std::vector<double> NNESC2D::monitor(){
49        std::vector<double> monitor_vals;
50        monitor_vals.push_back(yr_);
51        monitor_vals.push_back(min_peak_);
52        monitor_vals.push_back(w_switch_);
53
54        return monitor_vals;
55
56}
57
58std::vector<std::string> NNESC2D::monitorNames(){
59        std::vector<std::string> monitor_names;
60        monitor_names.push_back("driving input value");
61        monitor_names.push_back("minimum peak detector output");
62        monitor_names.push_back("w switch value");
63
64        return monitor_names;
65}
66
67NNESC2D::NNESC2D(double A,double M, double B, double ddelta1, double ddelta2, double ddelta3, double delta, double period){
68        init(A, M, B, ddelta1, ddelta2, ddelta3, delta, period);
69}
70
71void NNESC2D::init(double A, double M, double B, double ddelta1, double ddelta2, double ddelta3, double delta, double period){
72        A_ = A;
73        M_ = M;
74        B_ = B;
75        ddelta1_ = ddelta1;
76        ddelta2_ = ddelta2;
77        ddelta2_ = ddelta3;
78        delta_ = delta;
79        period_ = period;
80        w_switch_old_ = 0;
81        a_switch1_old_ = A_;
82        a_switch2_old_ = A_;
83        a_switch3_old_ = 0;
84        vel_ref_.resize(2);
85        vel_ref_[0] = 0;
86        vel_ref_[1] = 0;
87        yr_ = 0;
88        min_peak_ = 0;
89        w_switch_ = 0;
90        min_peak_detect_init_ = false;
91        initialized_ = true;
92}
93
94std::vector<double> NNESC2D::step(double obj_val){
95        if (!initialized_){
96                fprintf(stderr,"The neural network ESC (1D) is not initialized... It will not be executed. \n");
97                return std::vector<double>();
98        }
99
100        if(!min_peak_detect_init_){
101                yr_ = obj_val;
102                min_peak_detect_init_ = true;
103        }
104
105        double e = yr_ - obj_val;
106        vel_ref_[1] = aSwitch1(e)+aSwitch2(e);
107        vel_ref_[0] = aSwitch2(e)+aSwitch3(e);
108        min_peak_ = minPeakDetect(-e);
109        w_switch_ = wSwitch(-e);
110        yr_ = yr_ + (w_switch_+min_peak_)*period_;
111        return vel_ref_;
112}
113double NNESC2D::wSwitch(double e_minus){
114        if(e_minus<-delta_){
115                w_switch_old_ = 0;
116                return 0;
117        }
118        else if(e_minus>delta_){
119                w_switch_old_ = B_;
120                return B_;
121        }
122        else
123                return w_switch_old_;
124
125}
126
127double NNESC2D::minPeakDetect(double e_minus){
128        if(e_minus>0)
129                return 0;
130        else
131                return -M_;
132}
133
134double NNESC2D::aSwitch1(double e){
135        if( e < -ddelta1_ ){
136                a_switch1_old_ = -A_;
137                return -A_;
138        }
139        else if(e>ddelta1_){
140                a_switch1_old_ = A_;
141                return A_;
142        }
143        else
144                return a_switch1_old_;
145}
146
147double NNESC2D::aSwitch2(double e){
148        if( e < -ddelta2_ ){
149                a_switch2_old_ = 0;
150                return 0;
151        }
152        else if(e>ddelta2_){
153                a_switch2_old_ = A_;
154                return A_;
155        }
156        else
157                return a_switch2_old_;
158}
159
160double NNESC2D::aSwitch3(double e){
161        if( e < -ddelta3_ ){
162                a_switch3_old_ = -2*A_;
163                return -2*A_;
164        }
165        else if(e>ddelta3_){
166                a_switch3_old_ = 0;
167                return 0;
168        }
169        else
170                return a_switch3_old_;
171}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.