神经网络学习悬停。时间延迟?
2017-3-30 18:28:23
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我正在深入研究神经网络的机器学习,并在阅读部分理论和研究 torch 后,现在想使用神经网络学习简单直升机在参考高度处悬停所需产生的推力。
我有控制背景,并且知道通常不会使用神经网络或机器学习来完成此任务,但我认为这是一个很好的首要任务。
我想到我所需要的只是一个简单的线性回归(在 NN 形式中),以学习将测量高度映射到推力的函数(在参考高度处产生完全正确的推力以抵消重力)。
但这已经看起来有点复杂了。假设我有一个简单的动态模拟器,并且我每 fs Hz 收到一个高度测量值。我在我的模型上进行一次前向传播(请参见下面的模型代码)以计算模型的推力。到目前为止都很好。但是,效果不会立即可见,因此使用当前测量值还执行损失函数的前向和后向传播似乎不是正确的方法。或者说?
因此,最终的问题是:我所提出的简单线性回归是否能够解决所述问题,还是我需要使用更复杂的东西来捕获模型的“响应时间”。
require 'torch'
require 'nn'
local model = nn.Sequential()
model:add(nn.Linear(1, 1)) -- 简单的线性回归,一个输入(测量高度)和一个输出(推力)
local criterion = nn.MSECriterion -- 简单的均方误差损失函数
heigh_ref = 1
function height_measurement_callback(height_meas)
local thrust = model:forward(height_meas)
criterion:forward(height_meas, heigh_ref) -- ??
local grad = criterion:backward(height_meas, heigh_ref) -- ??
model:backward(height_meas, grad) -- ??
return thrust
end
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问题:设置一个特定的高度
h_desired,让程序找到相应的推力值。假设推力值和高度之间具有一一对应关系。理性解决方案:通过调整推力以基于当前高度差来减小
h_desired - h_current。机器学习方案:有一堆测量值,对它们进行回归分析,试图使用所得模型预测新值,验证预测,将实际值添加到训练集中。
假设神经网络的“前向路径”是计算预测值与实际值之间的偏差:
delta_i=(y_predicted_i - y_observed_i),而“反向通过”是计算y_predicted_i=k*x_i+b中的k和b,就没必要把它们分开。实际上,在这些操作之间,我很难想出任何合理的事情来。现在使用更新后的模型来预测推力的新值,这应该将您带到期望的高度,然后您进行新的测量,设置新的推力值,并查看它相应的高度值。显然,在将新的推力-高度对添加到训练数据并进行下一次线性回归迭代之前,您必须等待直升机停止移动。这不是关于“神经网络模型”而是关于数据采集过程。您不应将它们混淆在一起。在将数据添加到模型的经验之前,您必须始终完成测量。