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PHYSICS TESTING / MuJoCo 3.15

比较训练前后,
验证每一次落地。

同一辆车、同一个初态,比较未调参、人工基线和训练后的控制。下面的自由试验可以重新计算你设置的飞行。

正在加载着色车模…

Meshy 外观按车长4.1 m等比缩放;蓝色碰撞体决定接触和训练结果。外观宽高与碰撞近似不同,可勾选“碰撞体”叠加查看。

12 个固定单向喷口是可控性实验配置。车重、推力与尺寸仍是假设,不能据此证明 Tesla 实车能完成这些动作。

01 / PAIRED TEST

相同初态,逐步对照

读取训练记录…

0.00 s

黄线为喷口对车的推力方向;雾迹沿相反的排气方向扩散,强弱跟随实际推力。雾迹的速度和扩散仅为视觉示意。柱条显示实际阀门开度,数值为实际推力,单位 kN。网格每格 1 m。拖动可旋转,滚轮可缩放。

每一代的真实学习记录

改善了哪些指标

展开 15 个参数的变化
查看固定留出与失败边界

02 / FRESH SIMULATION

改变初态,再飞一次

按“计算新试验”加载物理引擎

运行时在你的浏览器里做接触与刚体积分。每次使用下面的初态重新计算;可暂停、单步推进或在空中施加世界 +Y 冲量。

两项 kickflip 按近地正立起步训练。高空直接选择 kickflip 可能卡在起跳阶段;空中任意姿态请选“任意姿态回正”测试。自由设置超出训练范围时不保证成功。

供气全程随压力下降。喷气控制车身姿态及竖直起降,不主动改变水平速度。

实时物理世界等待运行

黄点是整车重心。世界 X / Y / Z 固定在地面;车体 X / Y / Z 随姿态旋转,X 指向车头。直箭头:每 1 m/s 画 0.28 m。弧箭头:按当前角速度转动 0.5 s 的方向与角度。滚转、俯仰、偏航采用 ZYX 顺序,角速度按车体坐标。编辑初态会结束当前试验。

没有预设姿态轨迹。高度过低、推力不足或喷口失效都可能导致失败。

运行后显示本机实测耗时。

p95表示95%的样本不超过该耗时。20 ms 是模拟控制周期。计算计时不含模型载入和绘图;往返与界面处理另计,一次通信最多推进4个控制窗,不能把往返时间当作单窗计算时间。计算变慢会使模拟时间落后于现实时间;实测低于预算不能证明硬实时保证。

03 / HOW IT WORKS

每 20 ms 决定一次怎么喷

  1. 读取状态当前模拟器真值:位置、姿态、速度、角速度、气量、接触;尚无传感器噪声或姿态估计
  2. 反馈控制离地后缓慢滚转并积累上升动量,再快速转身与制动;不控制水平速度
  3. 分配到喷口用 F = Σf 与 τ = Σr×f,把目标合力和力矩分配为 12 个非负阀门命令
  4. 物理世界推进有限气量、压力衰减、阀滞后、风扇和轮胎接触共同作用;MuJoCo 每 2 ms 积分

基础PD与倒置修复

r6已有姿态P与角速度D,I为0。修复版保留反馈,限制目标角速度,按当前气压估算刹转余量,先分配姿态力矩,再分配竖直喷力。近正立时另做固定姿态的竖直刹降预测。它是单独记录的控制结构修复,不是第101代训练。查看同初态对照与失败边界 ↗

每个周期重新闭环计算

控制器持续读取当前状态,不是仅按初态求出整条轨迹。目前直接使用 MuJoCo 真值,相当于理想传感器;尚未加入 IMU、测距噪声、延迟或姿态融合。实车控制仍需单独完成这些环节。

训练的是参数,不是画面

CEM 交叉熵搜索采样 15 个控制参数,保留高分候选,更新采样分布。奖励包含实际峰值高度、动作完成、稳定接触,扣除耗气、耗时与冲击。人工基线独立保留,不参与搜索初始化。

这次没有训练神经网络。所有候选都通过同一个世界检验,最终参数在固定开发评估集上选择,开发集 12 例中有 2 例也用于训练。使用 120 个任务初态与 80 个自由姿态做固定留出评估,均未参与本轮拟合或参数选择。这批初态在上一版开发中已经使用过,适合跨版本配对比较。

只控制姿态及竖直起降

目标水平喷力为零。轮胎摩擦、风扇排气,以及阀门延迟或喷口饱和造成的残差仍可能改变水平速度;系统不会把速度强行锁定。

全程降压供气

假设气体按多方过程膨胀,压力比例为剩余气量比例的 1.2 次方;喷力上限跟随压力降低,没有稳压阶段。压力是相对值,没有冒充实车储罐压力。

低重心的假设

平地整车重心离地 0.50 m,纵横向居中;车轮与车壳质量共同满足这个重心。此值参考低置电池的电动车量级,气体在本简化模型中对称消耗,重心保持不变。依据与边界 ↗

怎样才算平稳落地

完成指定翻转,车身未触地,碰撞速度与接触力未超限;随后至少三轮接触连续 1 秒,竖直速度与侧滑速度均 <0.30 m/s、轮胎接地点滑移 <0.50 m/s、角速 <0.20 rad/s、倾角 <8°。允许沿车头方向滚动,不要求刹停或返回起点。两项 kickflip 另须实际重心峰值达到 5 m,这是本轮工程目标,不是实车的通用安全下限。

风扇近地压差吸力和排气推力共用功率。离开密封间隙后,压差吸力消失。轮胎接触和碰撞壳是简化模型,尚无实车标定。

Taichi 适合并行数值计算与可微仿真。这里选 MuJoCo,是为了直接使用刚体、接触与摩擦求解,并让本地训练和浏览器采用同一引擎。训练问题记录 ↗ · 材质、传感器与耗时说明 ↗ · 参数与测试记录 ↗ · 旧版试验存档 ↗