Research of Parallel Computing Neuro-fuzzy Networks for Unmanned Vehicles
2021
Donato Repole

Aizstāvēšana
28.12.2021. 12:00, Elektrotehnikas un vides inženierzinātņu fakultātē, e-sēde, Teams platformā

Zinātniskais vadītājs
Leslie Robert Adrian

Recenzenti
Pēteris Apse-Apsītis, Raja Mazuir Raja Ahsan Shah, Andrés Gabriel García

Promocijas darbs ilustrē autora pētījumus saistībā ar “neironu faziloģikas kontrolleriem”, kam pamatā ir VHDL. Autora akadēmiskie pētījumi ietver daudzus “neironu faziloģikas kontrolleru” izmēģinājumus, un daļa pētījumu ir vērsta uz dažādu to ieviešanas metožu novērtēšanu. Lēmums izmantot VHDL kā “kontrollera aparatūras aprakstīšanas valodu” ir autora akadēmisko pētījumu rezultāts, kas ir autora starptautisko rakstu pamatā. Promocijas darba sākumā ir autonomas mobilās robotikas lietojuma, transportlīdzekļu lietojuma un mazu autonomu bezpilota lidaparātu (atvasinājums no radiovadāmām lidmašīnām) pārskats, kurā aprakstīts konteksts promocijas darba ietvaros. Turpmāk disertācijā aprakstīts lēmumu pieņemšanas process, izvēloties VHDL kā “kontrollera aparatūras aprakstīšanas valodu”, kas cieši saistās ar iespēju dažādību un priekšrocībām, izmantojot FPGA, nevis daudzkodolu MCU. Liela daļa uzmanības tiek pievērsta FPGA paralēlās apstrādes funkcionalitātei. Promocijas darbā tiek pārbaudītas metodes, lai mazinātu uz VHDL balstīta apraksta sarežģītību un progresīvu mācību procesu ieviešanu. Promocijas darbā tiek pētīts jauns programmatūras rīks augsta līmeņa “neironu faziloģikas kontrollera” aprakstam, kas spēj izpildīt kontrollera simulācijas, optimizācijas uzdevumus, veikt mācīšanās/apmācības uzdevumus un spēj eksportēt kontrolleri VHDL kodā. Disertācijā tiek piedāvāts uz VHDL balstītu “neironu faziloģikas kontrolleru” pētījumu izmantošanas gadījums ar mērķi izmantot mācīšanās/apmācības kontrollera spējas mehāniskās konstrukcijas noslogošanai. Šī pieeja ir vērsta uz kontrollera precīzu noregulēšanu ar atkārtojumu palīdzību, kas ļauj kontrollera parametrus pielāgot radiovadāmas lidmašīnas mehāniskajām īpašībām, kura tiks pārveidota par mazu bezpilota lidaparātu. Kā priekšnosacījums kontrollera koncepcijai tiek izveidota virkne mehānisku un elektrisku/elektronisku aparatūras pieņēmumu un definīciju. Šajā priekšlikumā galvenā uzmanība tiek pievērsta kontrollera projektēšanas stratēģijai, rūpīgi pārbaudot “neironu faziloģikas kontrolleru” veidošanas procesu, aprakstu un simulāciju. Tā kā sistēmas priekšnosacījumi un robežnosacījumi ir pilnībā skaidri, tad, lai izveidotu universālu lidaparāta kontrolleri, disertācijas mērķis ir radīt “neironu faziloģikas kontrolleri”, kas spētu imitēt cilvēka kā pilota rīcību. Ir mēģinājumi izveidot faziloģikas kontrollera simulāciju (faziloģikas kontrolleris ir “neironu faziloģikas kontrollera” pamats pirms mācīšanās/apmācības un optimizācijas procesa), mācīšanās/apmācības procesu un optimizācijas procesu. Tādu kontrolleri ar iemācīšanās opciju var būt ļoti sarežģīti izveidot un tā veidotājam jāpaļaujas uz izturīgiem programmatūras rīkiem – mācīšanās/apmācības paātrināšanas rīka izvēle kļūst par izšķirošu soli disertācijā aprakstītā izmantojuma gadījumā. Vēl nozīmīgāki ir “Simulācijas apstākļu” nosacījumi, kuros būtu jātestē “pamata faziloģikas kontrolleris”. Patiesībā obligāts nosacījums atbilstošam mācīšanās/apmācības procesam ir izmantot “pamata faziloģikas kontrolleri” kā sistēmas centru, kas jau spēj veikt vienkāršus uzdevumus. Disertācijā vispārējā ideja ir ieviest tādu projektēšanas stratēģiju, kuras mērķis ir izstrādāt risinājumus mobilo robotu transportlīdzekļu (jebkāda veida) sarežģītai kontrolleru arhitektūrai vai pat dažādām industriālām vajadzībām. Šis darbs dod iespēju turpināt pētījumus par autonomu robotiku, jeb radīt autonomu bezpilota lidaparātu no lētas RC (radiovadāmas) lidmašīnas. Vienkāršotu RC lidmašīnas projektu var izmantot kā pēdējo variantu neveiksmīgāka rezultāta gadījumā, lai izveidotu kontrolleri, kur 3D formātā izdrukātu un mājās uzbūvētu lidaparātu procesa gaitā un ar pārrunāto algoritmu palīdzību varētu pārveidot par AUAV. Mācīšanās/apmācības procesu imitēšana un to atkārtojums dažādos mehānismos un dažādām RC lidmašīnām, ko pārveidotu par AUAV, pētniekiem varētu kļūt par informācijas zelta raktuvēm. Patiesi, uzticamu procesu noteikšana ļauj pētniekiem atkārtoti izmantot vienus un tos pašus principus pilnīgi atšķirīgiem pielietojumiem, ko ierobežo tikai pētnieka iztēle. Promocijas darbs ir uzrakstīts angļu valodā. Visi kopsavilkumi un secinājumi, kā arī pētījumu rezultāti ir saistīti ar hipotēzi un mijiedarbību starp tiem. Pētījumu rezultātiem ir potenciāls attīstīties citos projektos, kas sastāvētu no dažādām metodoloģijām, kas rastos no pētījumiem.


Atslēgas vārdi
neuro-fuzzy controllers
DOI
10.7250/9789934226939

Repole, Donato. Research of Parallel Computing Neuro-fuzzy Networks for Unmanned Vehicles. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2021. 249 lpp.

Publikācijas valoda
English (en)
RTU Zinātniskā bibliotēka.
E-pasts: uzzinas@rtu.lv; Tālr: +371 28399196