In the field of space exploration, floating platforms play a crucial role in scientific investigations and technological advancements. However, controlling these platforms in zero-gravity environments presents unique challenges, including uncertainties and disturbances. This paper introduces an innovative approach that combines Proximal Policy Optimization (PPO) with Model Predictive Control (MPC) in the zero-gravity laboratory (Zero-G Lab) at the University of Luxembourg. This approach leverages PPO's reinforcement learning power and MPC's precision to navigate the complex control dynamics of floating platforms. Unlike traditional control methods, this PPO-MPC approach learns from MPC predictions, adapting to unmodeled dynamics and disturbances, resulting in a resilient control framework tailored to the zero-gravity environment. Simulations and experiments in the Zero-G Lab validate this approach, showcasing the adaptability of the PPO agent. This research opens new possibilities for controlling floating platforms in zero-gravity settings, promising advancements in space exploration.


翻译:在空间探索领域,浮动平台在科学研究和科技进步中发挥着关键作用。然而,在零重力环境下控制这些平台面临着独特的挑战,包括不确定性和扰动。本文提出了一种创新方法,将近似策略优化(PPO)与模型预测控制(MPC)相结合,应用于卢森堡大学的零重力实验室(Zero-G Lab)。该方法利用PPO的强化学习能力和MPC的精确性,以应对浮动平台复杂的控制动力学。与传统控制方法不同,这种PPO-MPC方法从MPC预测中学习,适应未建模动力学和扰动,从而构建了一个专为零重力环境设计的鲁棒控制框架。在Zero-G Lab进行的仿真和实验验证了该方法的有效性,展示了PPO智能体的适应能力。这项研究为零重力环境下浮动平台的控制开辟了新的可能性,有望推动空间探索的进步。

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