一种结合自适应高斯短时傅里叶变换(Adaptive Gaussian Short-Term Fourier Transform)和Mamba框架的股票价格预测方法

《Engineering Applications of Artificial Intelligence》:A combined Adaptive Gaussian Short-Term Fourier Transform and Mamba framework for stock price prediction

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence 8

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  轨迹规划考虑运动精度。基于冗余自由度(6+3)并联机械臂(KRPM)的误差模型,引入综合敏感指数(ASI)和综合误差灵敏度(CES)分析误差特性,采用强化学习(RL)的TD3算法实现高精度轨迹规划,并通过数值模拟和实验验证有效性。

  在精密制造和微装配等高精度任务中,平行机构因其卓越的运动精度而受到广泛关注。然而,实际应用中,这些任务往往受到多种不确定因素的影响,从而对轨迹的运动精度构成挑战。因此,研究如何在轨迹规划过程中考虑运动精度,成为提升平行机构在高精度任务中可靠性的关键。本文围绕这一主题,以一种具有(6+3)自由度的运动冗余平行机构(KRPM)为研究对象,系统探讨了在考虑运动精度的轨迹规划方法,并通过数值模拟和实验验证其有效性。

运动冗余的平行机构通常具备比所需自由度更多的运动能力,这使得其在复杂任务中具有更高的灵活性和适应性。然而,这种冗余特性也带来了新的挑战,尤其是在误差分析和轨迹规划方面。传统的轨迹规划方法主要关注效率、能量消耗和轨迹的平滑性,而较少涉及运动精度这一关键因素。因此,为了提高轨迹的运动精度,需要引入新的分析工具和优化策略。本文提出了一种基于强化学习(RL)的轨迹规划方法,特别采用了双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法,以解决高精度轨迹规划中的多目标和高维优化问题。

在研究过程中,首先对KRPM的运动学进行了分析,并建立了一个综合考虑结构误差、驱动输入误差和关节间隙的误差模型。这一模型有助于量化误差对轨迹精度的影响,为后续的误差特性分析和轨迹优化提供了理论基础。接着,本文引入了聚合敏感度指数(ASI)和综合误差敏感度(CES)两个指标,用于评估KRPM在不同工作空间中的误差敏感性。通过这些指标,可以更直观地了解误差分布情况,并据此优化轨迹规划策略。

在轨迹规划方面,本文将问题建模为一个马尔可夫决策过程(MDP),并采用TD3算法进行求解。这种建模方式使得轨迹规划不仅能够考虑运动精度,还能在效率、能量和轨迹平滑性之间找到最佳平衡点。此外,为了提高轨迹规划的可行性,本文采用了离线学习的方式,因为在线学习可能导致较长的学习时间,并且持续的探索可能会对实际物理系统造成损害。因此,本文提出的方法更适合在离线环境下进行应用。

在实验验证部分,本文搭建了一个基于KRPM的实验平台,并在特定的工作空间中进行了轨迹规划实验。实验中使用了一个边长为10毫米的立方体作为工作空间,以验证轨迹规划方法的实际应用效果。实验结果表明,本文提出的方法在保证轨迹运动精度的同时,也能够有效提升系统的运行效率和稳定性。通过对比传统方法和本文提出的方法,可以发现基于RL的轨迹规划方法在处理高精度任务时具有更强的适应性和优化能力。

综上所述,本文的研究成果为高精度轨迹规划提供了一种新的方法,特别是在运动冗余的平行机构中,该方法能够有效应对多参数误差对运动精度的影响。通过引入误差模型和敏感度指标,以及采用基于TD3算法的强化学习方法,本文为轨迹规划提供了更加全面和精确的解决方案。此外,实验结果验证了该方法的可行性,表明其在实际应用中具有良好的性能表现。未来的研究可以进一步优化该方法,使其适用于更广泛的高精度任务,并探索其在不同应用场景中的适应性。
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