技術
為真實任務,打造恰如其分的智慧。
LINKU 將 AI 與控制整合於小巧的機器——圍繞任務設計、可在現場運作,並能隨條件變化持續調校。
為任務設計
我們圍繞明確任務設計系統。從感測到模型,各層皆可依場景、限制與條件變化進行調校。
可於現場運作
運算與決策可在裝置端進行,不必依賴雲端往返。視部署方式而定,系統可在離線時持續運作,資料也可留在本地——適用於重視延遲、連線條件或資料處理方式的場域。
設計帶來效益
硬體規格定義邊界,不等於最終成果。軟硬協同設計協調模型、控制、感測與硬體,讓系統接近其實用極限。我們關注的是限制條件內真正有用的任務表現。
可持續調校
當部署條件允許蒐集資料與更新時,現場資料可用於後續調校、模型更新或控制修正。改善是工程流程,不是自動發生的承諾。
控制模擬
相同的模擬硬體,兩種控制策略。
兩側模擬相同的受控體、目標、干擾與雜訊。左側使用合理整定的固定增益 PID;右側在相同模擬硬體上採用由公開最佳實務組成的模型導向控制。這呈現軟硬協同設計中控制層的一項貢獻,並非實體硬體驗證。較快的安定可支援更高節拍;較小的誤差可降低機構與感測所需的餘裕。
模擬示意,非量測資料 · 兩側共用同一目標、同一干擾與同一雜訊序列 · 尊重 prefers-reduced-motion,離屏自動暫停
常見作法
模型導向
移動游標=移動目標 · 點擊=同時對兩邊施加干擾 · 下方細線=誤差的時間軌跡(越平越好)
點圓環=設定目標 · 按「施加干擾」=同時干擾兩邊 · 下方細線=誤差軌跡(越平越好)
給工程師:模型與參數
受控體(兩側相同) J·θ̈ = τ − b·θ̇ + d(t),J = 1,b = 0.15,|τ| ≤ 6;迴路 240 Hz、感測延遲 1 拍(兩側相同)
感測(兩側相同) 編碼器量化 1.5°(≈240 CPR),高斯雜訊 σ = 0.5°;兩側共用同一雜訊序列(common random numbers)
常見作法(合理整定的基本 PID) 固定增益 PID:τ = 20·e + ∫12·e − 5.8·ω̂f(ζ ≈ 0.65);速度=編碼器 6 拍差分+一階低通(dirty derivative,ω ≈ 20 rad/s);抗飽和=條件式積分(輸出飽和時停積);階躍指令直接餵——無軌跡規劃、無模型前饋、無估測器、不補償感測延遲
模型導向控制(公開最佳實務的正確部署) 穩態卡爾曼(α–β)估測+一拍前向預測;近似時間最優速度 governor(PTOS:遠處 v ≤ √(2a·e)、近處線性終端,a ≤ 0.8·τmax/J,留回授餘裕);模型前饋 τff = J·a_ref + b·ω_ref;動量式擾動觀測器(ω ≈ 12 rad/s)估測並抵消外力矩;回授 τfb = 40·(θref−θ̂) + 11·(ωref−ω̂),ζ ≈ 0.87
干擾 點擊=對兩側同時注入等量衝擊力矩;環境擾動為連續小雜訊力矩(共用序列)
統計 安定=事件後首次進入 ±2° 帶並停留 0.3 s 的時間(兩側同一定義;誤差全程見下方細線)
範圍 右側全部為公開教科書級技術;本模擬只隔離呈現協同設計中控制層的一項貢獻,並非實體硬體量測證據
感測(兩側相同) 編碼器量化 1.5°(≈240 CPR),高斯雜訊 σ = 0.5°;兩側共用同一雜訊序列(common random numbers)
常見作法(合理整定的基本 PID) 固定增益 PID:τ = 20·e + ∫12·e − 5.8·ω̂f(ζ ≈ 0.65);速度=編碼器 6 拍差分+一階低通(dirty derivative,ω ≈ 20 rad/s);抗飽和=條件式積分(輸出飽和時停積);階躍指令直接餵——無軌跡規劃、無模型前饋、無估測器、不補償感測延遲
模型導向控制(公開最佳實務的正確部署) 穩態卡爾曼(α–β)估測+一拍前向預測;近似時間最優速度 governor(PTOS:遠處 v ≤ √(2a·e)、近處線性終端,a ≤ 0.8·τmax/J,留回授餘裕);模型前饋 τff = J·a_ref + b·ω_ref;動量式擾動觀測器(ω ≈ 12 rad/s)估測並抵消外力矩;回授 τfb = 40·(θref−θ̂) + 11·(ωref−ω̂),ζ ≈ 0.87
干擾 點擊=對兩側同時注入等量衝擊力矩;環境擾動為連續小雜訊力矩(共用序列)
統計 安定=事件後首次進入 ±2° 帶並停留 0.3 s 的時間(兩側同一定義;誤差全程見下方細線)
範圍 右側全部為公開教科書級技術;本模擬只隔離呈現協同設計中控制層的一項貢獻,並非實體硬體量測證據
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