Введение
1. Современные состояние методов предсказания и управления по предсказанию. Требования, предъявляемые к сенсорной и управляющей системам 14
1.1. Развитие и современное состояние нейросетевых методов управления 14
1.1.1. Исторический обзор 18
1.1.2. Биологические нейронные сети 19
1.1.3. Модель технического нейрона 21
1.1.4. Архитектуры искусственных нейронных сетей 22
1.1.5. Обучение искусственных нейронных сетей 23
1.1.6. Многослойные персептроны 27
1.2. Требования к сенсорной и управляющим системам игрового тренажера 29
1.2.1. Требования к сенсорной системе 33
1.2.2. Требования к системе управления 36
2. Предсказание состояния динамического объекта 39
2.1. Метод фильтрации и формирования оценки предсказания 40
2.1.1. Постановка задачи 41
2.1.2. Метод решения 41
2.1.3. Выбор начальных условий 43
2.2. Предсказание состояния линейной нестационарной системы 47
2.3. Предсказание состояния нелинейной системы 49
2.4. Выводы 56
3. Управление манипулятором на основе предсказания состояния внешней среды 58
3.1. Метод полиномиальной интерполяции 60
3.1.1. Решение задачи планирования траектории методом полиномиальной интерполяции..: 62
3.1.2. Моделирование процесса управления манипулятором 65
3.2. Нейросетевой метод планирования траектории 72
3.2.1. Постановка задачи нейросетевого планирования траектории 75
3.2.2. Вывод основных кинематических соотношений манипулятора 78
3.2.2.1. Прямая задача о положении 78
3.2.2.2. Обратная задача о положении 80
3.2.2.3. Прямая задача о скорости 84
3.2.2.4. Обратная задача о скорости 85
3.2.3. Алгоритм обучения нейронной сети 86
3.2.3.1. Алгоритм обратного распространения ошибки 87
3.2.3.2. Модификация алгоритма обратного распространения ошибки 92
3.2.3.3. Инициализация весов нейронной сети 101
3.2.4. Экспериментальные исследования нейронной сети 105
4. Вспомогательное математическое обеспечение 116
4.1. Вывод уравнений удара 116
4.2. Трехмерная калибровка системы технического зрения 122
4.2.1. Погрешности в трехмерных видеосистемах 122
4.2.2. Модель видеокамеры 127
4.2.3. Вывод уравнений калибровки 129
4.2.4. Решение уравнений калибровки 131
4.3. Восстановление трехмерных координат по двумерным 138
4.4. Выводы 140
5. Вопросы реализации 142
5.1. Аппаратная конфигурация 142
5.2. Управление интерфейсом видеозахвата 146
5.3. Вычислительные процессы 150
5.3.1. Подсистема калибровки 151
5.3.2. Подсистема двумерного слежения 153
5.3.3. Подсистема предсказания 156
Заключение 160
Список использованных источников 164
Приложение
