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中文题名:

 基于机器学习的自行车直行控制    

姓名:

 张力文    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 中文    

学科代码:

 070101    

学科专业:

 数学与应用数学    

学生类型:

 学士    

学位:

 理学学士    

学位年度:

 2017    

学校:

 北京师范大学    

校区:

 北京校区培养    

学院:

 数学科学学院    

第一导师姓名:

 白明    

第一导师单位:

 数学科学学院    

提交日期:

 2017-05-21    

答辩日期:

 2017-05-16    

外文题名:

 Controlling a bicycle to drive straight based on machine learning    

中文关键词:

 自行车机器人 ; 双旋翼车把驱动 ; PD控制器 ; 机器学习 ; 线性回归    

中文摘要:
本文将自行车机器人的研究和机器学习的应用有机结合,以自行车走直线这一简单运动控制问题为例,探究了机器学习在控制领域的应用。以PID控制器为基本框架,先后研究了手调参数的PD控制和机器学习调参的PD控制,后者的研究可为日后的数据驱动控制系统发展做铺垫。研究中为控制实验搭建了实体机,创新地提出双旋翼车把驱动方式,既保持了前轮驱动的灵活性,又避免了对车体的改装。还在机器学习阶段提出了由目标函数性质指导训练数据处理的方法。最终实验结果表明,基于机器学习的PD控制器能够控制小车实现十分稳定的直线行走,抗干扰性能较强。
外文摘要:
This research combines the control of the riderless bicycle and machine learning. The case study of how to control a riderless bicycle to drive straight is presented to explore the application of machine learning in the field of automated control. In this research, the PID controller is used as the framework, and PD controller designed by human and PD controller designed using machine learning are studied. The later study will lay the foundation for the development of data-driven controlling in future. In the research, the researcher builds an experimental riderless bicycle and introduces the notion of a driving solution with 2 rotor handlebars, which not only maintains the flexibility of the front-wheel drive but also avoids modifying the body of the bicycle. At the stage of the study of the machine learning PD controller, the approach of processing the training datasets guided by the nature of objective function is applied. The final results of this research demonstrate that the machine learning PD controller can stably control the bicycle to drive straight and resist interferences.
参考文献总数:

 29    

优秀论文:

 北京师范大学优秀本科论文    

作者简介:

 北京师范大学数学科学学院2013级本科生    

插图总数:

 41    

插表总数:

 3    

馆藏号:

 本070101/17116    

开放日期:

 2017-05-21    

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