直入正题,以下给出自己对这两种建模方法的思考:
(1)两者的对比
- 建模方法:
- 传统方法:依赖物理定律建立微分方程(白箱模型),如倒立摆动力学方程
- 神经网络:通过数据驱动构建输入-输出映射(黑箱/灰箱模型),如用神经网络逼近非线性函数
- 适用场景
- 传统方法:系统可建模且参数较准确(白箱情况),如倒立摆,无人机姿态控制
- 神经网络:系统难以建模或存在强非线性(黑/灰箱情况),如人形机器人行走、复杂流体控制
(2) 到底选择神经网络还塞传统模型化方法建模呢,好难选呀
- 两者都要不香么,现代控制工程常采用混合架构,例如:
- 上层用MPC生成参考轨迹(基于模型)
- 下层用神经网络补偿模型误差(数据驱动)
(3) 总结:
- 优先掌握模型化方法:在倒立摆项目中先用LQR/PID实现基础控制,理解稳定性与能控性本质。
- 谨慎使用神经网络,通常在以下情况下才考虑:
- 系统存在未建模动态(如摩擦、空气动力学扰动)
- 接受亚最优解和黑箱特性
- 具备充足算力和数据采集能力
- 探索混合控制架构:例如用LQR保证稳定性,用神经网络补偿执行器非线性,这是当前工业界的主流方向。两者结合才是王道