Pull to refresh
7
0
Ерашов Алексей @AlexEra

Системы управления, робототехника

Send message

Пишем на Питоне сразу хорошо

Reading time8 min
Views46K

Привет Хабр!

Сегодня я сниму костюм аниматора и вместо развлечений расскажу вам немного за питон.

Я довольно посредственный программист, но иногда мне удаётся усыпить что-нибудь бдительность, и меня считают сеньором. И вот как-то так получилось, что я стал делать много код ревью. Просматривая файл за файлом, я вдруг увидел, что люди и проекты меняются, а вот моменты, к которым я, зануда такая, придираюсь, остаются теми же. Поэтому я решил собрать самые частые паттерны в эту сумбурную статью и надеюсь, что они помогут вам писать более чистый и эффективный питон-код.

Читать далее
Total votes 34: ↑33 and ↓1+40
Comments46

Синхронные двигатели с постоянными магнитами на роторе: управление (синус и/или трапеция)

Reading time11 min
Views43K

В продолжение темы модельно ориетированного проектирования, публикую очередную статью Калачева Юрия Николаевича, автора книги Моделирование в электроприводе. Инструкция по пониманию. Данный текст еще готовится к публикации в специализированных изданиях, но читатели хабра увидят его первые.

От теории к практике, наглядно, понятно и занимательно.

Читать далее
Total votes 25: ↑25 and ↓0+25
Comments59

Удивительно быстрые алгоритмы

Reading time5 min
Views26K

Изучая программирование я встречаю примеры невозможных алгоритмов. Интуиция говорит, что такого не может быть, но компьютер опровергает её простым запуском кода. Как такую задачу, требующую минимум кубических затрат по времени, можно решить всего за квадрат? А вон ту я точно решу за линию. Что? Есть гораздо более эффективный и элегантный алгоритм, работающий за логарифм? Удивительно!


В этой статье я приведу несколько таких "ломающих шаблоны" алгоритмов, показывающих что интуиция может сильно переоценивать временную сложность задачи.


Интересно? Добро пожаловать под кат!

Читать дальше →
Total votes 19: ↑17 and ↓2+21
Comments28

Мышление письмом

Reading time9 min
Views58K


Начните записывать мысли, чтобы усилить мышление. Этот совет я слышал много раз, но только в этом году решил сам попробовать. Результаты так впечатлили, что я решил описать опыт и поделиться теоретическими рассуждениями.

Что же я получил после полугода использования мышления письмом?
Читать дальше →
Total votes 67: ↑66 and ↓1+89
Comments85

Методы оптимизации нейронных сетей

Reading time17 min
Views218K

В подавляющем большинстве источников информации о нейронных сетях под «а теперь давайте обучим нашу сеть» понимается «скормим целевую функцию оптимизатору» лишь с минимальной настройкой скорости обучения. Иногда говорится, что обновлять веса сети можно не только стохастическим градиентным спуском, но безо всякого объяснения, чем же примечательны другие алгоритмы и что означают загадочные \inline \beta и \inline \gamma в их параметрах. Даже преподаватели на курсах машинного обучения зачастую не заостряют на этом внимание. Я бы хотел исправить недостаток информации в рунете о различных оптимизаторах, которые могут встретиться вам в современных пакетах машинного обучения. Надеюсь, моя статья будет полезна людям, которые хотят углубить своё понимание машинного обучения или даже изобрести что-то своё.


image


Под катом много картинок, в том числе анимированных gif.

Читать дальше →
Total votes 78: ↑78 and ↓0+78
Comments74

Символьные вычисления средствами Python. Часть1. Основы

Reading time7 min
Views76K
image

При решении задач математического моделирования процессов и объектов часто очень практично использовать алгоритмы на языке Python с использованием символьных вычислений. Основываясь на библиотеке SymPy, Python с успехом справляется с решением уравнений и систем, интегрированием и дифференцированием, вычислением пределов, разложением в ряд и суммированием рядов, упрощением выражений, выполняет поиск решения дифференциальных уравнений и систем.
Читать дальше →
Total votes 25: ↑24 and ↓1+23
Comments13

Интересности и полезности python

Reading time6 min
Views41K
Я уже несколько лет программирую на python, однако, недавно осознал, что множество полезных приёмов и интересных моментов прошли мимо меня, возможно, я не один такой, поэтому решил перечислить их здесь, надеюсь, данные приёмы пригодятся кому-то в работе или побудят познакомиться с этим языком поближе.
Читать дальше →
Total votes 53: ↑49 and ↓4+45
Comments44

LQR оптимизация систем управления

Reading time13 min
Views9.5K

Введение


На Habr были опубликованы несколько статей [1,2,3], прямо или косвенно касающиеся указанной темы. В связи с этим, нельзя не отметить публикацию [1] с названием “Математика на пальцах: линейно-квадратичный регулятор”, которая популярно поясняет принцип работы оптимального LQR контролера.

Мне захотелось продолжить указанную тему, рассмотрев практическое применения метода динамической оптимизации, но уже на конкретном примере средствами Python. Сначала пару слов о терминологии и методе динамической оптимизации.

Методы оптимизации делятся на статические и динамические. Объект управления находится в состоянии непрерывного движения под действием различных внешних и внутренних факторов. Следовательно, оценка результата управления дается за время управления Т, и это задача динамической оптимизации.

С помощью методов динамической оптимизации решаются задачи, связанные с распределением ограниченных ресурсов на протяжении некоторого промежутка времени, а целевая функция записывается в виде интегрального функционала.

Математическим аппаратом решения таких задач являются вариационные методы: классическое вариационное исчисление, принцип максимума Л.С. Понтрягина и динамическое программирование Р. Беллмана.

Анализ и синтез систем управления выполняется во временной, частотной областях и в пространстве состояний. Анализ и синтез систем управления в пространстве состояний введен в учебные программы, однако приведенные в учебных материалах методики с применением SQR контролера рассчитаны на применение Matlab и не содержат практически реализуемых примеров анализа.
Читать дальше →
Total votes 15: ↑15 and ↓0+15
Comments2

Использование библиотеки Python Control Systems Library для проектирования систем автоматического управления

Reading time4 min
Views20K

Здравствуйте!


С появлением библиотеки Python Control Systems Library [1], решение основных задач проектирования систем автоматического управления (САУ) средствами Python значительно упростилось и теперь практически идентично решению таких задач в математическом пакете Matlab.

Однако, проектирование систем управления с применение указанной библиотеки имеют ряд существенных особенностей, которых нет в документации [1], поэтому особенностям использования Python Control Systems Librar и посвящена данная публикация.

Начнём с инсталляции библиотеки. В документации говориться о загрузке двух модулей slycot и control, на самом деле для нормальной работы нужна ещё библиотека numpy+mkl, остальные устанавливаются автоматически при загрузке control.

Указанные модули можно скачать с сайта [2]. В документации так же сказано, что для интерфейса по умолчанию нужно просто импортировать контрольный пакет следующим образом: import control.

Однако, при таком импортировании библиотека не работает ни одном из примеров. Для импортирования библиотеки необходимо применить from control import* как и для импортировании окружения matlab: from control. matlab import *[1].

Рассматривать специализированную библиотеку Python Control Systems Library можно только применительно к задачам проектирования систем автоматического управления, поэтому мы так и поступим.
Читать дальше →
Total votes 14: ↑13 and ↓1+12
Comments0

Нескучный туториал по NumPy

Reading time19 min
Views231K
Меня зовут Вячеслав, я хронический математик и уже несколько лет не использую циклы при работе с массивами…

Ровно с тех пор, как открыл для себя векторные операции в NumPy. Я хочу познакомить вас с функциями NumPy, которые чаще всего использую для обработки массивов данных и изображений. В конце статьи я покажу, как можно использовать инструментарий NumPy, чтобы выполнить свертку изображений без итераций (= очень быстро).

Не забываем про

import numpy as np

и поехали!
Читать дальше →
Total votes 26: ↑26 and ↓0+26
Comments19

Робот-тележка на ROS. Часть 5. Работаем в rviz и gazebo: xacro, новые сенсоры

Reading time10 min
Views9K
Посты серии:
8. Управляем с телефона-ROS Control, GPS-нода
7. Локализация робота: gmapping, AMCL, реперные точки на карте помещения
6. Одометрия с энкодеров колес, карта помещения, лидар
5. Работаем в rviz и gazebo: xacro, новые сенсоры.
4. Создаем симуляцию робота, используя редакторы rviz и gazebo.
3. Ускоряемся, меняем камеру, исправляем походку
2. Софт
1. Железо

В прошлый раз удалось добиться следующих целей:

  • визуализировать робота, создав xacro-файл, содержащий urdf-описание робота;
  • создать два launch файла, один из которых позволяет разместить робота в редакторе-симуляторе Gazebo;
  • поуправлять роботом в симуляторе Gazebo с клавиатуры.

В этом посте оформим проект в виде модулей xacro, чтобы он стал более читаемым (ранее для наглядности мы затолкали все описание в один xacro файл). Добавим виртуальную видеокамеру и imu. Просмотрим как добавлять в gazebo посторонние предметы окружающего мира.
Total votes 8: ↑8 and ↓0+8
Comments0

Что такое *args и **kwargs в Python?

Reading time4 min
Views405K
Функции — это жизнь. Правда? Если вы только начали осваивать Python, неважно — первый ли это ваш язык программирования, или вы пришли в Python из другого языка, то вы уже знаете о том, что количество параметров в объявлении функции соответствует количеству аргументов, которые передают функции при вызове.



Это — основы. Это то, что помогает людям понимать окружающий мир. Но утверждение «количество параметров равно количеству аргументов» закладывает в голову новичка бомбу замедленного действия, которая срабатывает после того, как он увидит в объявлении функции таинственные конструкции *args или **kwargs.

Не позволяйте всяким значкам загонять себя в ступор. Тут нет ничего архисложного. В общем-то, если эти конструкции вам незнакомы — предлагаю с ними разобраться.
Читать дальше →
Total votes 39: ↑32 and ↓7+44
Comments15

Основные linux-команды для новичка

Reading time14 min
Views856K
Linux — это операционная система. Как винда (windows), только более защищенная. В винде легко подхватить вирус, в линуксе это практически невозможно. А еще линукс бесплатный, и ты сам себе хозяин: никаких тебе неотключаемых автообновлений системы!

Правда, разобраться в нем немного посложнее… Потому что большинство операций выполняется в командной строке. И если вы видите в вакансии «знание linux» — от вас ожидают как раз умение выполнять простейшие операции — перейти в другую директорию, скопировать файл, создать папочку… В этой статье я расскажу про типовые операции, которые стоит уметь делать новичку. Ну и плюс пара полезняшек для тестировщиков.

Я дам кратенькое описание основных команд с примерами (примеры я все проверяла на cent os, red hat based системе) + ссылки на статьи, где можно почитать подробнее. Если же хочется копнуть еще глубже, то см раздел «Книги и видео по теме». А еще комментарии к статье, там много полезного написали)
Читать дальше →
Total votes 64: ↑49 and ↓15+50
Comments170

Операционные усилители: 10 схем на (почти) все случаи жизни

Reading time15 min
Views485K
Всем привет!

В последнее время я по большей части ушел в цифровую и, отчасти, в силовую электронику и схемы на операционных усилителях использую нечасто. В связи с этим, повинуясь неуклонному закону полураспада памяти, мои знания об операционных усилителях стали постепенно тускнеть, и каждый раз, когда все-таки надо было использовать ту или иную схему с их участием, мне приходилось гуглить ее расчет или искать его в книгах. Это оказалось не очень удобно, поэтому я решил написать своего рода шпаргалку, в которой отразил наиболее часто используемые схемы на операционных усилителях, приведя их расчет, а также результаты моделирования в LTSpice.


Читать дальше →
Total votes 102: ↑100 and ↓2+135
Comments54

Gnuplot и с чем его едят

Reading time11 min
Views55K

Наверняка многие из вас листая западные научные издания видели красивые и простые графики. Возможно некоторые из вас задумывались в чём же эти учёные мужи визуализируют свою данные. И вот есть шикарный и очень простой инструмент для построения графиков, который есть практически везде: Windows, linux, android, и прочих, уверен даже есть под ДОС. Он надёжен, прост и позволяет представить в виде красивых графиков любые текстовые-табличные данные.
Total votes 38: ↑37 and ↓1+51
Comments26

Разработка электроники. О микроконтроллерах на пальцах

Reading time20 min
Views110K


Задумывая технологический стартап, вы совсем не обязаны быть асом в электронике, гораздо больше шансов на хорошую идею имеет узкий специалист со знанием основ маркетинга, но, даже заказывая кому-то разработку, ориентироваться в возможностях современной элементной базы и представлять цену решения необходимо обязательно. Иначе можно потребовать невозможного, либо получить устройство с завышенной себестоимостью на устаревшей элементной базе.
Под катом попытка кратко и просто рассказать о возможностях современных микроконтроллеров людям от них далёким. Для тех, у кого есть идея нового электронного устройства, но отсутствует представление о том, что такое микроконтроллер. Те, кто хочет сделать первый шаг от занимательных экспериментов с платформой ардуино к проектированию собственных устройств, также могут найти в ней простые, но полезные советы. Я старался, не останавливаясь на технических подробностях, для этого и книги не достаточно изложить суть и дать несколько простейших, но полезных советов по схемотехнике, чтобы предостеречь от элементарных ошибок начинающих.
Микроконтроллеры - это просто!
Total votes 72: ↑65 and ↓7+58
Comments218

Синтез регулятора методом обратной задачи динамики

Reading time12 min
Views9.7K
В задачах управления бывают случаи, когда закон движения управляемого объекта известен и необходимо разработать регулятор с определенными характеристиками. Порой задача осложняется тем, что уравнения, описывающие управляемый объект, оказываются нелинейными, что осложняет построение регулятора. В связи с этим были разработаны несколько методов, позволяющих учесть нелинейные особенности строения объекта управления, одним из которых и является метод обратной задачи динамики.

Читать дальше →
Total votes 15: ↑15 and ↓0+15
Comments4

Создание архитектуры программы или как проектировать табуретку

Reading time25 min
Views693K
Взявшись за написание небольшого, но реального и растущего проекта, мы «на собственной шкуре» убедились, насколько важно то, чтобы программа не только хорошо работала, но и была хорошо организована. Не верьте, что продуманная архитектура нужна только большим проектам (просто для больших проектов «смертельность» отсутствия архитектуры очевидна). Сложность, как правило, растет гораздо быстрее размеров программы. И если не позаботиться об этом заранее, то довольно быстро наступает момент, когда ты перестаешь ее контролировать. Правильная архитектура экономит очень много сил, времени и денег. А нередко вообще определяет то, выживет ваш проект или нет. И даже если речь идет всего лишь о «построении табуретки» все равно вначале очень полезно ее спроектировать.

К моему удивлению оказалось, что на вроде бы актуальный вопрос: «Как построить хорошую/красивую архитектуру ПО?» — не так легко найти ответ. Не смотря на то, что есть много книг и статей, посвященных и шаблонам проектирования и принципам проектирования, например, принципам SOLID (кратко описаны тут, подробно и с примерами можно посмотреть тут, тут и тут) и тому, как правильно оформлять код, все равно оставалось чувство, что чего-то важного не хватает. Это было похоже на то, как если бы вам дали множество замечательных и полезных инструментов, но забыли главное — объяснить, а как же «проектировать табуретку».

Хотелось разобраться, что вообще в себя включает процесс создания архитектуры программы, какие задачи при этом решаются, какие критерии используются (чтобы правила и принципы перестали быть всего лишь догмами, а стали бы понятны их логика и назначение). Тогда будет понятнее и какие инструменты лучше использовать в том или ином случае.

Данная статья является попыткой ответить на эти вопросы хотя бы в первом приближении.
Читать дальше →
Total votes 88: ↑85 and ↓3+82
Comments45

Фильтр Калмана — это легко

Reading time18 min
Views81K


Много людей, в первый раз сталкивающихся в работе с датчиками, склонны считать, что получаемые показания — это точные значения. Некоторые вспоминают, что в показаниях всегда есть погрешности и ошибки. Чтобы ошибки в измерениях не приводили к ошибкам в функционировании системы в целом, данные датчиков необходимо обрабатывать. На ум сразу приходит словосочетание “фильтр Калмана”. Но слава этого “страшного” алгоритма, малопонятные формулы и разнообразие используемых обозначений отпугивают разработчиков. Постараемся разобраться с ним на практическом примере.
Читать дальше →
Total votes 50: ↑48 and ↓2+69
Comments34

Кинематика дельта-робота

Reading time8 min
Views50K
Дельта-робот


В далёком 2009 году я загорелся идеей постройки собственного промышленного робота, который мог бы делать что-то полезное (а именно — сортировать мелкие детали на конвейере). Сразу скажу, что робота я построил (результат вы видите на заглавном фото), а заодно, в качестве побочного продукта, написал небольшую статью о кинематике дельта-роботов на форуме TrossenRobotics — американского продавца наборов из деталей для роботов. Они как раз проводили в то время какой-то конкурс для авторов. Конкурс я, разумеется, не выиграл, но статья на английском осталась. Несколько раз я порывался перевести её на родной язык, однако завершить начатое удалось только сейчас.

Если вы хотите построить свою модель дельта-робота, или просто разобраться, как можно вывести кинематические формулы для этого типа роботов (не выходя при этом за рамки школьной программы по алгебре и геометрии) — добро пожаловать под кат. Для тех, кто не очень любит теорию, в конце статьи приведены примеры готового кода на языке C.
Читать дальше →
Total votes 18: ↑18 and ↓0+18
Comments10

Information

Rating
Does not participate
Registered
Activity