Core Concepts
Durch die Synchronisation eines neuromorphen Reglers mit dem Pendel als rhythmischem System kann eine effiziente und robuste Steuerung des Pendels erreicht werden.
Abstract
Der Artikel präsentiert einen neuromorphen, ereignisbasierten Ansatz zur Steuerung eines Pendels. Das Pendel wird als rhythmisches System betrachtet, das durch einen ebenfalls rhythmischen Regler gesteuert wird.
Der Regler besteht aus einem Automaten, der die gewünschte Abfolge von Sensor- und Aktorereignissen erzeugt, sowie einem Regler, der die zeitliche Abstimmung dieser Ereignisse optimiert. Dieser zweistufige Ansatz nutzt die Vorteile ereignisbasierter Steuerung, wie geringe Energieaufnahme und Robustheit gegenüber Modellungenauigkeiten.
Im Überdämpfungsbereich kann das Pendel durch Synchronisation des Reglers mit dem Pendel einfach gesteuert werden, indem die Amplitude der Schwingungen durch die Stärke der Impulse des Reglers kontrolliert wird. Im unterdämpften Bereich ist eine zusätzliche Phasenregelung notwendig, um die Stabilität großer Schwingungen zu erhöhen.
Der adaptive Regler passt die Parameter des neuromorphen Schaltkreises an, um die gewünschte Frequenz und Amplitude der Pendelschwingungen zu erreichen. Die Ergebnisse zeigen, dass der neuromorphe Ansatz eine effiziente und robuste Steuerung des Pendels ermöglicht.
Stats
Die Amplitude der Pendelschwingungen steigt monoton mit den Reglerparametern g−
s und g+
us an.
Die Frequenz der Pendelschwingungen kann durch Anpassen der Parameter g+
us reguliert werden.
Quotes
"Die ereignisbasierte Natur der Interaktion zwischen Regler und gesteuertem System bietet viele potenzielle Vorteile. Vor allem ist der Energieaustausch zwischen den Systemen auf die Ereignisse beschränkt. Infolgedessen ist die zeitliche Spärlichkeit der Ereignisse ein direktes Maß für die Energieeffizienz des Designs."
"Hochimpedanzregelung während der Ereignisse ist eine inhärente Quelle der Robustheit gegenüber Modellunsicherheiten. Die zeitliche Spärlichkeit der Ereignisse sorgt gleichzeitig für eine niederimpedante Regelung, wenn über die Zeit gemittelt wird."