计算机科学 > 机器人技术
[提交于 2023年5月22日
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标题: 航天器神经制导与控制中的最优性原理
标题: Optimality Principles in Spacecraft Neural Guidance and Control
摘要: 旨在探索太阳系的航天器和无人机的设计需要充分利用机载资源,以确保任务的成功。因此,传感器和运动行为通常基于分配给每个任务的高级别、可量化且最优的原则,并利用最优控制理论中的成熟工具来实现。 计划好的行为是在地面制定并通过传输到机载系统中,其中控制器的任务是跟踪上传的引导配置文件。 我们在此提出,端到端神经网络引导与控制系统(这里称为G&CNets)可以将依据这些最优原则的行为负担转移到机载系统上。这样,传感器信息可以实时转化为最优计划,从而提高任务的自主性和鲁棒性。 我们讨论了在模拟环境中训练这种神经架构用于行星际转移、着陆以及近距离操作的主要成果,强调了神经模型成功学习最优原则的结果。 然后,我们建议无人机竞速作为测试这些架构在真实机器人平台上的理想环境,从而增加对未来太空探索任务中使用这些架构的信心。 无人机竞速与航天器任务共享有限的机载计算能力和由所寻求的最优原则诱导出的相似控制结构,但同时也涉及不同程度的不确定性和未建模效应。 此外,G&CNets在资源受限的无人机上的成功应用展示了它们将实时最优控制推向更广泛种类机器人系统的潜力,无论是在太空中还是在地球上。
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