Awọn anfani:
- Loye ipa ati awọn opin ti AI ni awọn ofin iṣakoso ọkọ ofurufu, itupalẹ iduroṣinṣin ati faaji eto adase
- Agbara lati ṣe alaye pẹlu awọn apẹẹrẹ bii ikẹkọ imuduro ati iṣakoso ti o da lori awoṣe ṣe lo ni adase ọkọ ofurufu
- Agbara lati rii daju awọn abajade iṣakoso ni awọn ofin ti apoowe ọkọ ofurufu, ala iduroṣinṣin ati ihuwasi ailewu kuna
Ọkọ̀ òfuurufú kì í fò tààrà nínú afẹ́fẹ́ fúnra rẹ̀; O nigbagbogbo tun-fi idi iwọntunwọnsi ti o jẹ idamu nigbagbogbo. Iṣeduro ọkọ ofurufu jẹ imọ-jinlẹ ti iwọntunwọnsi yii: o ṣe iwadii bii ọkọ ofurufu ṣe n lọ labẹ awọn ipa ati awọn akoko, boya o gba pada lati afẹfẹ afẹfẹ (iduroṣinṣin), ati bii o ṣe dahun si awọn aṣẹ lati ọdọ awaoko tabi kọnputa. Eto iṣakoso jẹ ọpọlọ ti o tẹ agbara yii sinu ihuwasi ti o fẹ: awọn ofin iṣakoso ọkọ ofurufu (awọn alugoridimu ti o mu awọn wiwọn sensọ ati ṣiṣe awọn aṣẹ si awọn aaye iṣakoso) jẹ ki ọkọ ofurufu duro ati iṣakoso ni gbogbo igba.
Imọye atọwọda (AI) ṣe ipa kan ni aaye yii, mejeeji lori imọ-ẹrọ kilasika ati ẹgbẹ adase. Ni ẹgbẹ kilasika, o yara itupalẹ iduroṣinṣin, apẹrẹ oluṣakoso ati iṣeto adaṣe. Ni ẹgbẹ ominira, awọn ọna bii ikẹkọ imuduro (ihuwasi kikọ ẹkọ aṣoju ti o da lori ami ifihan ẹsan nipasẹ idanwo ati aṣiṣe) gbejade awọn eto imulo ni awọn iṣẹ ṣiṣe eka. Ṣugbọn iṣakoso ọkọ ofurufu jẹ aaye nibiti aṣiṣe jẹ lẹsẹkẹsẹ ati aibikita: ofin iṣakoso riru le padanu ọkọ ofurufu ni iṣẹju-aaya. Nitorinaa, ko si awọn anfani iṣakoso ti ipilẹṣẹ AI tabi awọn eto imulo ti a fi sinu ọkọ ofurufu laisi ifọwọsi ni awọn ofin ti apoowe ọkọ ofurufu, ala iduroṣinṣin, ati ihuwasi kuna-ailewu.
Awọn imọran: apoowe ofurufu: Awọn opin ifosiwewe iyara-giga-gbigbe ni eyiti ọkọ ofurufu le fo lailewu. Iduroṣinṣin ala: Gba ala ati ala alakoso; Iwọn bi o ṣe jinna lupu iṣakoso jẹ lati aisedeede. Ikuna-ailewu: Eto naa wọ inu ipo ailewu nigbati paati ba kuna. PID: Itọsẹ-isọpọ-itọsẹ; Awọn wọpọ kilasika adarí be.
Iduroṣinṣin, Ofin ti Iṣakoso ati ipa ti AI
Ipilẹ ti apẹrẹ iṣakoso jẹ agbọye awọn iyipo ṣiṣii ṣiṣi silẹ ati mu lupu pipade si ihuwasi ti o fẹ. Ẹlẹrọ laini awọn idogba ọkọ ofurufu ti iṣipopada, nfa awọn iṣẹ gbigbe, ati ṣe apẹrẹ oludari kan (fun apẹẹrẹ pẹlu PID tabi esi ipinlẹ). AI ṣe iranti awọn igbesẹ agbedemeji algebra ninu ilana yii, ṣe iranlọwọ ni itumọ aaye root, kọ awọn iwe afọwọkọ pẹlu awọn ile-ikawe iṣakoso MATLAB/Python, ati ṣe koodu ti o ṣe iṣiro awọn ala iduroṣinṣin ti ṣeto isanwo.
Ojuami pataki ni eyi: iṣẹ ṣiṣe to dara ko tumọ si ala iduroṣinṣin to dara. Eto ere ibinu ti a daba nipasẹ AI le ti funni ni iyara pupọ ati esi to ni imudara, ṣugbọn o le ti dinku ala ere si 2 dB ati ala ala si awọn iwọn 15. Ni ọkọ ofurufu, o kere ju ti 6 dB anfani ala ati ala ipele ipele 45 jẹ ifọkansi nigbagbogbo; nitori ni ọkọ ofurufu gidi, ariwo sensọ, idaduro actuator ati awọn aṣiṣe awoṣe awoṣe fun ala yii. Adarí ti ko lọ kuro ni yara ori ti o to le han ni pipe ni kikopa ṣugbọn o le lọ kiri si aisedeede (oscillation opin ọmọ tabi iyatọ).
Išọra: Idahun “mimọ” oluṣakoso ni kikopa kii ṣe iṣeduro fun agbaye gidi. Simulation naa ni gbogbogbo dawọle adaṣe pipe, sensọ ti ko ni idaduro, ati awoṣe kikun. Awọn ala ti iduroṣinṣin jẹ deede ifipamọ rẹ lodi si awọn iyapa wọnyi lati apere; Awọn iṣẹ ti o rubọ si maa wa lori iwe.
Idaduro ati Iṣakoso Akẹẹkọ: Awọn aala
Ni awọn eto adase, AI wa sinu ere diẹ sii jinna: awọn ilana ẹkọ ni a lo ninu awọn iṣẹ ṣiṣe bii igbero ipa-ọna, yago fun idiwọ, ibalẹ, iṣọpọ agbo. Ẹkọ imuduro le wa eto imulo ihuwasi ti o dara nipa ṣiṣe awọn miliọnu awọn idanwo ni agbegbe kikopa. Sibẹsibẹ, iṣakoso ẹkọ ni awọn italaya akọkọ meji ni ọkọ ofurufu: alaye ati idaniloju. Kini idi ti eto imulo nẹtiwọọki nkankikan ti aṣẹ ko le ṣe idalare ni irọrun, ati pe ko le ṣe iṣeduro mathematiki lati huwa lailewu lori gbogbo aaye titẹ sii.
Ti o ni idi ti ilowo faaji ti wa ni nigbagbogbo Layer: awọn eko paati nṣiṣẹ lori lode Layer (eto, recommendation), sugbon ni isalẹ Layer wa ti a kilasika, itupalẹ ati verifiable "ailewu apoowe" tabi ailewu atẹle. Alakoso yii ṣe asẹ awọn aṣẹ ti ipele ẹkọ pẹlu apoowe ọkọ ofurufu ati awọn ofin ailewu; Ti o ba ri irufin aala, o yipada si ihuwasi ailewu. Eyi ni bii ẹda ti AI ṣe ni idapo pẹlu idaniloju iṣakoso kilasika.
Ona
Anfani
Furontia ni bad
PID / Ayebaye
Le ṣe atupale, iṣeduro iduroṣinṣin
Ti ko pe fun awọn iṣẹ ṣiṣe ti o nira pupọ
Iṣakoso asọtẹlẹ awoṣe (MPC)
Kedere koju awọn ihamọ
Fifuye iṣiro, igbẹkẹle awoṣe
ẹkọ imudara
Eto imulo ti o lagbara ni iṣẹ-ṣiṣe eka
Atilẹyin ọja / alaye jẹ alailagbara, aafo SIM-otitọ
Layered (olukọni + apoowe aabo)
Ṣiṣẹda + idaniloju
Apẹrẹ apoowe ati idiyele idiyele
Imọran: Nigbati o ba n ṣe iṣiro eto imulo ẹkọ kan, beere nipa “iwa ọran ti o buruju,” kii ṣe “iṣẹ ṣiṣe apapọ.” Ti aṣoju RL ba tayọ ni 9,990 ninu awọn oju iṣẹlẹ 10,000 ti o si gba ọkọ ofurufu kuro ninu apoowe ni 10, awọn oju iṣẹlẹ 10 yẹn jẹ itẹwẹgba ni ọkọ ofurufu. Ailewu jẹ iwọn nipasẹ ọran ti o buru julọ, kii ṣe apapọ.
Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia
Ibere ailagbara:
Fun ere PID ti o dara fun drone yii.
Ibere ti o lagbara:
Ipa: Iwọ jẹ ẹlẹrọ iṣakoso ọkọ ofurufu; ni ibamu pẹlu ibawi aabo-pataki.Opin (aṣoju): Awoṣe laini (iṣẹ gbigbe tabi ibi-gbigbe tabi data ti o pọju) fun iwọn giga giga ti multicopter kekere kan.Task: 1) Ṣeto eto ere akọkọ PID kan ati ṣe alaye ọgbọn yiyan. (>=6 dB,>=45°); Bawo ni MO ṣe ṣatunṣe ere ti ala naa ko ba to? Ihamọ: Ṣe iranti mi pe idaduro actuator ati ariwo sensọ yoo jẹ sinu ala; Maṣe sọ “gangan ti o dara julọ”, tẹnu mọ iwulo fun ijẹrisi ni simulation ati hardware.
Awọn awoṣe Ti o le Daakọ
Awoṣe 1 - Iwe afọwọkọ iṣiro ala iduroṣinṣin:
Pẹlu Python-iṣakoso fun iṣẹ gbigbe ṣiṣi-lupu atẹle atẹle: (a) Ya aworan ara; (b) ni nọmba ṣe iṣiro ala ere ati ala alakoso; (c) gbejade igbejade ti o ṣe afiwe iwọnyi si awọn ibi-afẹde ọkọ ofurufu (>= 6 dB,>=45°). Jẹ ki koodu ṣe asọye; Ṣe alaye kini igbesẹ kọọkan n ṣe. Gbigbe iṣẹ: [nom/den]
Awoṣe 2 - Apẹrẹ iwọn apoowe ọkọ ofurufu:
Ran mi lọwọ lati ṣe apẹrẹ ọgbọn atẹle aabo fun ọkọ ofurufu adase: aṣẹ aseto ni titẹsi, awọn idiwọ [iyara, giga, ifosiwewe fifuye, awọn opin ipolowo]. Bawo ni oludari ṣe ṣe àlẹmọ aṣẹ naa, ihuwasi ailewu wo ni o yẹ ki o yipada si ni ọran ti irufin opin? Kọ eyi sinu koodu pseudo-ki o fun awọn idi fun ipinnu kọọkan.
Awoṣe 3 — Eto igbelewọn eto imulo RL:
Ṣaaju ki o to gbe eto imulo ikẹkọ imuduro ni ọkọ ofurufu, ṣeto eto igbelewọn: (a) iru eti ati awọn oju iṣẹlẹ ti o buruju ni MO yẹ ki n ṣe idanwo; (b) bawo ni MO ṣe wọn sim-to-realgap; (c) bawo ni MO ṣe ṣe ijabọ aabo ọran ti o buruju, kii ṣe apapọ; (d) ninu idi eyi oluṣakoso aabo yẹ ki o muu ṣiṣẹ. Jẹ ki abajade jẹ atokọ ayẹwo.
Awoṣe 4 - Ipo ikuna ati itupalẹ ailewu-ikuna:
Ṣe atokọ awọn ipo ikuna fun eto iṣakoso atẹle [awọn sensosi, awọn oṣere, ẹyọ iṣiro] ati daba ihuwasi ailewu fun ọkọọkan: ikuna sensọ, duro actuator, idaduro iṣiro, pipadanu ibaraẹnisọrọ. Kọ ọna wiwa ati ilana iyipada ipinle ailewu fun ikuna kọọkan. Ni pato samisi aaye ikuna ẹyọkan.
Awọn ọran Mini
Case 1 - Ibinu pinpin njẹ. Ẹgbẹ kan gba ere ibinu ti a ṣeto lati AI fun iyipo ipolowo UAV; Akoko dide ni kikopa jẹ iwunilori ni 0.4 s. Nigbati ala ti a ṣeduro nipasẹ AI ti ṣe iṣiro, ala ere jẹ 3.2 dB ati ala ala jẹ iwọn 22; ni isalẹ awọn ibi-afẹde ọkọ ofurufu (6 dB, 45°). Ni ọkọ ofurufu gangan, nigbati idaduro actuator 50 ms ti wa ni afikun, oscillates opin eto eto. Ere naa dinku nipasẹ 40% ati ipin ti a fa si ibi-afẹde, akoko dide pọ si 0.7 s, ṣugbọn eto naa duro logan. Ẹkọ: iṣẹ iwọntunwọnsi pẹlu ipin; Simulation ko ṣe ẹri otito.
Case 2 - Siwa faaji fi awọn ofurufu. Ilana RL ti a kọ fun ibalẹ adase jẹ aṣeyọri ni 99.7% ti awọn ibalẹ iṣere 5,000. Ninu ọlọjẹ ti o buruju, ẹgbẹ idanwo naa rii pe ni awọn oju iṣẹlẹ 14 nibiti awọn wiwọja kọja ala-ilẹ kan, eto imulo ṣe itọsọna ọkọ ofurufu kuro ni oju opopona. apoowe aabo ti o rọrun ti a gbe labẹ ipele ẹkọ yoo funni ni aṣẹ lilọ-kiri ni ọran ti ikorita ati awọn irufin opin iyapa; Gbogbo awọn oju iṣẹlẹ 14 jẹ abajade lailewu. Ẹkọ: Layer ti ẹkọ gbọdọ wa pẹlu nẹtiwọki ailewu Ayebaye kan.
Ọran 3 - Aṣiṣe aaye kan jẹ aṣemáṣe. Ninu apẹrẹ kan, sensọ iyara afẹfẹ kan jẹ ifunni mejeeji ofin iṣakoso ati eto ikilọ. Iṣayẹwo ipo ikuna AI ṣe afihan pe ti o ba dina sensọ yii, iṣakoso mejeeji ati ikilọ yoo jẹ aṣiwere nigbakanna, ie ikuna aaye kan. Ẹgbẹ naa ṣafikun orisun iyara ominira keji (fun apẹẹrẹ iyara orisun-GPS tabi pitot keji) ati wiwa aibikita. Ẹ̀kọ́: ìgbẹ́kẹ̀lé orísun ẹyọ kan ti àbáwọlé pàtàkì-àbò jẹ ailáyà tí ó gbọ́dọ̀ rí.
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Iṣe airoju pẹlu iduroṣinṣin. Idahun kiakia ko tumọ si agbara; Ala ti ko to nitootọ nmu aisedeede wa.
- Asise kikopa fun otito. Simulation ti o ro pe actuator/ sensọ foju palairi ati ariwo; Ijerisi ni hardware jẹ pataki.
- Gbẹkẹle iṣẹ ṣiṣe apapọ. Ailewu jẹ iwọn nipasẹ ọran ti o buru julọ; toje sugbon lewu awọn oju iṣẹlẹ jẹ itẹwẹgba.
- Lilo eto imulo ẹkọ laisi abojuto. Nẹtiwọọki nkankikan ti ko le ṣe iṣeduro kii yoo fi sinu ọkọ ofurufu laisi apoowe aabo kilasika kan.
- Bypassing awọn ipo ikuna. Ti o ba jẹ pe awọn ikuna aaye kan ati ikuna-ailewu ihuwasi ni a gbero ni ipari apẹrẹ kuku ju ni ibẹrẹ, yoo pẹ ju.
Ni akojọpọ
Išakoso ọkọ ofurufu jẹ agbegbe nibiti aṣiṣe jẹ lẹsẹkẹsẹ ati ti ko le yipada. Ṣe imudara itupalẹ iduroṣinṣin AI, apẹrẹ oludari, iṣeto kikopa, ati awọn eto imulo adaṣe; Ṣugbọn iṣẹ ṣiṣe to dara ko tumọ si ala iduroṣinṣin to dara, ati awọn eto imulo ẹkọ ko lagbara ni awọn ofin ti iṣeduro / alaye. Ailewu adaṣe wa ni ile faaji siwa ti o ṣajọpọ ipele ẹkọ pẹlu apoowe ailewu kilasika ati ijẹrisi ti oludari kọọkan ni awọn ofin ti apoowe ọkọ ofurufu, ala iduroṣinṣin, ọran ti o buruju ati ipo ikuna. Ailewu kii ṣe nipasẹ apapọ, ṣugbọn nipasẹ ọran ti o buru julọ.
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Ṣetumo awoṣe aṣoju fun iṣoro iṣakoso ti o rọrun (fun apẹẹrẹ lupu giga giga multicopter). Lilo AI, (a) gbejade eto ere akọkọ ati iwe afọwọkọ iṣiro ala iduroṣinṣin, iṣiro ṣayẹwo, (b) ṣe afiwe si awọn ala ibi-afẹde ati ṣatunṣe ti ko ba to, (c) gbejade ipo ikuna ati atokọ ailewu-ailewu fun eto naa. Ṣe ọnà rẹ kannaa apoowe aabo ni pseudocode ki o si kọ awọn oju iṣẹlẹ ti o buruju.
akojọ ayẹwo
- [] Mo ṣe iṣiro ere oludari ati ala ipele ati ṣe afiwe rẹ pẹlu ibi-afẹde ọkọ ofurufu.
- [] Mo ṣe idanwo abajade kikopa labẹ idaduro actuator/ariwo sensọ.
- [] Mo ṣe ayẹwo iṣẹ nipasẹ ihuwasi ọran ti o buruju, kii ṣe apapọ.
- [] Mo ti ṣalaye apoowe aabo Ayebaye fun awọn ilana ẹkọ.
- [] Mo ti ṣe atokọ awọn ipo ikuna ati awọn ihuwasi ailewu kuna.
- [] Mo ti samisi awọn aṣiṣe aaye ẹyọkan ati ṣafikun ominira.