論文の概要: Bounded Channel-Adaptive Spectral Learning for Forward-Consistent Inverse Flapping-Wing Aerodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.38730v1
- Date: Wed, 30 Sep 2026 01:06:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:26.933762
- Title: Bounded Channel-Adaptive Spectral Learning for Forward-Consistent Inverse Flapping-Wing Aerodynamics
- Title(参考訳): 前向きの逆フラッピング翼空力に対する境界チャネル適応スペクトル学習
- Abstract要約: 羽ばたき翼の車両は、ストローク、偏差、ピッチ運動の調整された変化を通じて空気力学力とモーメントを調節する。
既存のシーケンスモデルは時間的依存を捉え、スペクトル法はフラッピング運動の周期的構造を利用することができる。
本稿では,繰り返し時間予測を主表現として保持するBCS-GRU(Bunded Channel-Adaptive Spectral Residual Gated Recurrent Unit)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Flapping-wing vehicles regulate aerodynamic forces and moments through coordinated variations in stroke, deviation, and pitch motion. Because the resulting loads depend on both the instantaneous wing configuration and its preceding motion history, recovering suitable wing kinematics from a desired aerodynamic trajectory is a challenging inverse problem. Existing sequence models capture temporal dependencies, while spectral methods can exploit the periodic structure of flapping motion. However, unrestricted frequency-domain augmentation may interfere with temporal representations and produce inconsistent corrections across kinematic variables and prediction horizons. We propose the Bounded Channel-Adaptive Spectral Residual Gated Recurrent Unit (BCS-GRU), which retains recurrent temporal prediction as its primary representation and restricts spectral information to a controlled output-specific correction. We further introduce a causally aligned forward-consistency objective that evaluates predicted kinematics through a separately trained and frozen aerodynamic surrogate. Experiments under a unified episode-level protocol show that BCS-GRU improves inverse prediction over recurrent and adaptive-spectral baselines, with greater benefits at longer prediction horizons. Forward-consistent fine-tuning further improves surrogate-based aerodynamic consistency while maintaining mean kinematic accuracy. These results demonstrate that controlled spectral correction and forward-consistent learning provide an effective framework for history-aware inverse modelling of flapping-wing aerodynamics.
- Abstract(参考訳): 羽ばたき翼の車両は、ストローク、偏差、ピッチ運動の調整された変化を通じて空気力学力とモーメントを調節する。
結果として生じる負荷は、瞬時翼配置とそれ以前の運動履歴の両方に依存するため、望ましい空力軌道から適切な翼運動学を回復することは、難しい逆問題である。
既存のシーケンスモデルは時間的依存を捉え、スペクトル法はフラッピング運動の周期的構造を利用することができる。
しかし、制限のない周波数領域の増大は時間的表現に干渉し、運動学変数と予測水平線をまたいだ矛盾した補正をもたらす可能性がある。
本稿では,再帰的時間予測を主表現として保持し,スペクトル情報を制御された出力固有補正に制限するBCS-GRU(Bunded Channel-Adaptive Spectral Residual Gated Recurrent Unit)を提案する。
さらに、別々に訓練された凍結空力サロゲートを用いて、予測キネマティクスを評価する、因果的に整合した前方整合性目標を導入する。
統合されたエピソードレベルのプロトコルによる実験では、BCS-GRUは繰り返しおよび適応スペクトルベースラインに対する逆予測を改善し、より長い予測地平線においてより優れた利点を示す。
前向きの微調整により、平均運動精度を維持しながら代理ベースの空気力学的整合性がさらに向上する。
これらの結果は,制御スペクトル補正と前方一致学習が,羽ばたき翼空力学の履歴認識逆モデリングに有効な枠組みであることを示す。
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