تحسين بايزي آمن لأنظمة التحكم المعقدة باستخدام عمليات غاوس التراكمية

تعتبر تقنية تحسين بايزي الآمن (Safe Bayesian Optimization) إحدى الأدوات المتقدمة في مجال التحكم الآلي، خاصةً في الأنظمة الآلية والميكانيكية التي تتسم بتعقيدها. ورغم أن الضبط التلقائي لوحدات التحكم يعد خياراً جذاباً، إلا أن الأساليب التقليدية لا تخلو من المخاطر، حيث إن تنفيذ أي استعلام يتم على النظام الفعلي يمكن أن يؤدي إلى عواقب غير آمنة.

تقدم الورقة البحثية الحالية طريقة مبتكرة تحمل اسم extsc{SafeCtrlBO}، تهدف إلى تحسين أنظمة التحكم المتعددة المرتبطة بعضها ببعض. تستند الطريقة إلى تقنيات عمليات غاوس التراكمية (Additive Gaussian Processes) التي تسمح بتشفير الهيكلية ذات الترتيب المنخفض عبر مكاسب وحدات التحكم، مما يقلل من التعقيد المرتبط بالمجالات العالية الأبعاد.

بالإضافة إلى ذلك، تعمل هذه الطريقة على استبدال الحسابات المكلفة المرتبطة بطرق الاستكشاف التقليدية على غرار extsc{SafeOpt} بقواعد توسيع جديدة تعتمد على الحدود، مما يحافظ على سلوك التوسيع الآمن المقصود تحت شروط هندسية محددة، وقد تم التحقق من ذلك تجريبياً.

أظهرت التجارب التي أجريت على مجموعة من المعايير التركيزية ومنصة التحكم في سرعة محرك مغناطيسي دائم (PMSM) أنه يمكن لـ extsc{SafeCtrlBO} الوصول إلى معلمات تحكم عالية الأداء مع عدد أقل من التقييمات في الأجهزة مقارنةً بأساليب تحسين بايزي الآمنة التقليدية، مما يعكس كفاءة كبيرة دون الإخلال بمبدأ الأمان المضمون.

إذا كنت مهتماً بالاستفادة من هذه التقنية المتطورة، يمكنك الاطلاع على الكود عبر الرابط التالي: [رابط الكود](https://github.com/hxwangnus/SafeCtrlBO).