Systems and Control

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손바닥 위의 콜라 인식 시스템

손바닥 위의 콜라 인식 시스템

정확한 우물 내 위치 확인은 석유 및 가스 작업에서 중요하지만 전통적인 표면 기반 케이싱 카라 로케이터(CCL) 모니터링에서는 신호 손실로 인해 자주 저해됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 임베디드 신경망을 사용한 현장 즉시 카라 인식 시스템을 제안합니다. 리소스 제약이 있는 ARM Cortex-M7 마이크로프로세서용 최적화된 가벼운 카라 인식 네트워크 (CRNs)를 도입하였습니다. 시간과 깊이별 분리 합성곱을 활용하여 가장 컴팩트한 모델은 계산 복잡도를 단지 8,208 MAC으로 줄였음에도 불구하고 F1 점수는 0.972을 유지하고 있습니다. 하드웨어 검증 결과 평균 추론 지연 시간이 343.2 μs임을 확인하여, 심각한 전력 및 공간 제약 조건하에서도 우물 내 장비에서 견고하고 자율적인 신호 처리가 가능함을 입증하였습니다.

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안전한 전력 그리드 예측  상태 공간 모델이 어떻게 도움될까?

안전한 전력 그리드 예측 상태 공간 모델이 어떻게 도움될까?

정확한 그리드 로드 예측은 안전에 중요합니다 과소예측은 공급 부족의 위험을 초래하고, 대칭 오차 메트릭은 이러한 운영 비대칭성을 가리게 됩니다. 우리는 MAPE를 넘어서 일방적인 신뢰성 리스크를 정량화하기 위한 운영자에게 이해가 쉬운 평가 프레임워크 -- 과소예측률(UPR), 꼬리 예비율(Reserve$_{99.5}^{ %}$) 요구사항, 명시적인 부기 진단(Bias$_{24h}$/OPR) -- 을 도입합니다. 이 프레임워크를 사용하여 2023년 11월부터 2025년 11월까지의 캘리포니아 독립계통연산자(CAISO) 데이터(5개 지역 전송 영역을 아우르는 84,498건의 시 hourly 기록)에서 롤링-오리진 워크포워드 백테스트를 통해 상태공간 모델(Mamba 변종)과 강력한 베이스라인을 평가하고 이러한 구조에 대한 열 지연 정렬된 날씨 융합 전략을 개발 및 평가합니다. 우리의 결과는 표준 정확도 메트릭이 운영 안전성의 부적절한 대리지표임을 보여줍니다 MAPE가 유사하더라도 모델은 실질적으로 다른 꼬리 예비 요구사항(Reserve$_{99.5}^{ %}$)을 암시할 수 있습니다. 우리는 명시적인 날씨 통합이 오차 분포를 좁혀 온도에 따른 수요 급증의 영향을 감소시키는 것을 보여줍니다. 또한 확률적 교정은 큰 오류 이벤트를 줄이지만, 시스템적인 스케줄 부기로 이어질 수 있습니다. 우리는 꼬리 위험을 최소화하고 무의미한 과예측을 방지하는 객관적으로 평가 가능한 타협점을 가능하게 하는 Bias/OPR 제약 목표를 도입합니다.

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쿠포먼 이론으로 안전한 제어 범위 예측하기

쿠포먼 이론으로 안전한 제어 범위 예측하기

본 연구에서는 알려지지 않은 비선형 동역학의 확률적 데이터 기반 안전 검증을 위한 확장 가능한 접근 가능성을 기반으로 하는 프레임워크를 제안합니다. 이에 Koopman 이론과 신경망(NN) 리프팅 함수를 사용하여 동역학의 근사 선형 표현을 학습하고, 이러한 공간에서 참조 궤적 분포의 클로즈드-루프 추적을 가능하게 하는 선형 제어기를 설계합니다. 클로즈드 루프 접근 가능한 집합은 리프팅된 공간에서 효율적으로 계산되며, NN 검증 도구를 통해 원래 상태 공간으로 다시 매핑됩니다. Koopman 동역학과 실제 시스템 간의 모델 불일치를 포착하기 위해 통계적 유효성을 갖는 오차 한계를 생성하기 위한 콘포멀 예측을 적용합니다. 이를 통해 사용자가 지정한 확률로 실제 궤적이 포함되도록 접근 가능 집합이 팽창됩니다. 이러한 경계는 참조에 따라 일반화되어 재사용 없이 재계산할 필요가 없습니다. 11차원 호퍼, 28차원 스위머로 구성된 고차원 MuJoCo 작업과 12차원 퀼코pter에서의 결과를 통해 기존 방법보다 개선된 접근 가능 집합 커버리지 비율, 계산 효율성 및 보수성을 확인할 수 있습니다.

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