Podrobno

Metoda za vodenje sistema voziček-palica s preiskovanjem prostora stanj : magistrsko delo
ID Geršak, Jan (Avtor), ID Bratko, Ivan (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (5,63 MB)
MD5: 59ED895A64EDE3AB31B95695E44E90BB

Izvleček
Problem voziček-palica je klasični problem v teoriji vodenja dinamičnih sistemov, pogosto uporabljen za testiranje krmilnih algoritmov in algoritmov strojnega učenja. To magistrsko delo prvič predstavlja vodenje sistema voziček-palica s preiskovanjem zveznega prostora stanj, kar doslej še ni bilo izvedeno. V nalogi je narejen pregled obstoječih pristopov za reševanje problema voziček-palica. Za realizacijo vodenja sistema s preiskovanjem zveznega prostora stanj so izpeljane enačbe dinamike tudi za vožnjo po neravnem terenu. Za preiskovanje zveznega prostora stanj pa so bili preiskušeni različni preiskovalni algoritmi, in sicer algoritem iskanja v globino z iterativnim poglabljanjem, algoritem A*, algoritem A* z omejenim spominom, algoritem kadarkoli A* in algoritem RTA*. Najprimernejši in najpogosteje uporabljen je bil algoritem RTA*. Da je preiskovanje zveznega prostora stanj učinkovito, je uporabljeno strojno učenje za učenje hevristične funkcije in prepoznavanje ciljnega stanja. V ta namen sta uporabljena metoda k najbližjih sosedov in naključni gozdovi. Vodenje sistema s preiskovanjem zveznega prostora stanj z RTA* se izkaže za uspešno že s pogledom naprej do globine 5. V poskusih s 100 naključno generiranimi testnimi stanji je bil sistem vedno uspešno voden do cilja. Vodenje sistema je bilo uspešno testirano tako na ravnini kot tudi na neravnem terenu, vključno s prečkanjem hriba in kotanje, kar kaže na robustnost in učinkovitost razvitega pristopa.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:voziček-palica, preiskovanje prostora stanj, strojno učenje, realno časovni A*, naključni gozdovi
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-164575 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:519.8
COBISS.SI-ID:213411331 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:01.11.2024
Število ogledov:634
Število prenosov:230
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Method for controlling the cart-pole system with state space search
Izvleček:
The cart-pole problem is a classic problem in the theory of control of dynamic systems, often used for testing control algorithms and machine learning algorithms. This master’s thesis for the first time presents the control of a cart-pole system through the searching of continuous state space. The thesis reviews existing approaches to solving the cart-pole problem. To realize the control of the system by searching the continuous state space, the dynamic equations are derived also for driving over the uneven terrain. Various search algorithms are tested for the searching of the continuous state space, namely iterative deepening search, A* algorithm, memory-limited A* algorithm, anytime A* algorithm, and RTA*. The most suitable and frequently used algorithm was RTA*. To make the exploration of the continuous state space efficient, machine learning was used to learn a heuristic function and recognize a goal state. For this purpose, the k-nearest neighbors method and random forests were used. Controlling the system by exploring the continuous state space proved to be successful by RTA* with lookahead depth 5. In experiments with 100 randomly generated start states, the system was always successfully driven to a goal state. The control of the system was successfully tested on a flat surface as well as uneven terrain, including crossing a hill and a crater, demonstrating the robustness and effectiveness of the developed approach.

Ključne besede:cart-pole, state space exploration, machine learning, real-time A*, random forests

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj