(西安歐亞學(xué)院，西安 710065)

0 引言

交互式機器翻譯平臺是一種安裝在計算機載體上的翻譯平臺，平臺上安裝翻譯裝置，如同聲翻譯器、智能翻譯機，用于翻譯信息[1]。當(dāng)被翻譯的信息出現(xiàn)變化時，翻譯平臺也會跟著變化，確保翻譯結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨著經(jīng)濟的加速發(fā)展，國際之間的溝通越來越多，如何解決國際溝通中的語言障礙已經(jīng)成為一個重點研究內(nèi)容。目前世界各地在機器翻譯這一領(lǐng)域投入了大量的研究，經(jīng)過不懈努力，機器翻譯技術(shù)愈加成熟，但是依舊存在一些問題難以攻克，機器翻譯技術(shù)目前仍然是人工智能領(lǐng)域的十大難題之首。

近年來，交互式機器翻譯平臺得到了快速的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用在計算機等智能設(shè)備中，交互式機器翻譯平臺是一種集合控制學(xué)、電子學(xué)、翻譯學(xué)等多個學(xué)科為一體的裝置，研發(fā)過程涉及的關(guān)鍵理論和技術(shù)主要是交互式機器翻譯結(jié)構(gòu)和交互式機器翻譯回路控制策略。傳統(tǒng)的交互式機器翻譯平臺控制技術(shù)多是利用伺服編碼器，容易被外界信息干擾，控制精度往往難以達到要求[2]。目前科學(xué)家提出了多種控制手段，如最優(yōu)控制、變結(jié)構(gòu)控制以及模糊控制等，能夠有效抑制非線性擾動帶來的影響，解決傳統(tǒng)控制算法存在的問題，上述方法在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境、系統(tǒng)性能指標(biāo)來進行選擇[3]。

RNN編碼器是由CRN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的編碼器，能夠?qū)⑽淖中畔⒕幋a成一個固定長度的向量，生成其它文字序列[4]。本文以RNN編碼器為背景，深入研究了交互式機器翻譯平臺控制技術(shù)，分析了翻譯平臺結(jié)構(gòu)，針對翻譯平臺的基本控制回路進行改進，通過設(shè)計控制模型實現(xiàn)信息的精確翻譯，其翻譯精度決定了交互式翻譯平臺的控制精度。

1 RNN編碼器控制下的交互式機器翻譯平臺結(jié)構(gòu)

交互式機器翻譯平臺使用的結(jié)構(gòu)為交互結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)框架確保平臺的穩(wěn)定性，合理插入RNN編碼器是確保實現(xiàn)翻譯平臺控制技術(shù)的前提[5]。在RNN編碼器控制下的交互式機器翻譯平臺根據(jù)交互結(jié)構(gòu)，可以分為單級交互結(jié)構(gòu)和復(fù)合交互結(jié)構(gòu)。

1.1 RNN編碼器控制下的單級交互式機器翻譯平臺結(jié)構(gòu)

單級交互結(jié)構(gòu)使用的機械框架有兩種，分別是二框架二軸、三框架三軸。單級交互結(jié)構(gòu)是目前交互式機器翻譯平臺采用最多的機械結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，可靠性高，消耗成本低。圖1為交互式機器翻譯平臺二框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 交互式機器翻譯平臺二框架結(jié)構(gòu)示意圖

圖1中的交互式翻譯平臺二框架結(jié)構(gòu)擁有2個框架，利用穩(wěn)定回路隔離外界信息在方位軸和俯仰軸上造成的擾動，確保主動軸的設(shè)置項始終穩(wěn)定。利用二框架設(shè)計的交互式機器翻譯平臺難以隔絕外界信息在滾軸上造成的擾動，所以只能在不需要主動軸旋轉(zhuǎn)的場合中應(yīng)用。在翻譯過程中，RNN編碼器會自動控制，框架中的各軸與平臺平行[6]。在二框架結(jié)構(gòu)上加入滾動軸，形成三框架結(jié)構(gòu)，利用平臺工作時產(chǎn)生的角速度，形成穩(wěn)定的控制回路，確保翻譯過程的穩(wěn)定性，在系統(tǒng)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，平臺也能夠正常運行。加入滾動軸后，軸與軸之間的耦合性更加復(fù)雜，控制相對困難。交互式機器翻譯平臺三框架結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 交互式機器翻譯平臺三框架結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 RNN編碼器控制下的復(fù)合交互式機器翻譯平臺結(jié)構(gòu)

復(fù)合結(jié)構(gòu)利用復(fù)合框架光學(xué)元件組成，翻譯平臺的每個角都有兩個旋轉(zhuǎn)框架，置于外層的為外框架，置于內(nèi)層的為內(nèi)框架，利用控制回路實現(xiàn)平臺控制。交互式機器翻譯平臺復(fù)合結(jié)構(gòu)如圖3。

圖3 交互式機器翻譯平臺復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖

圖3結(jié)構(gòu)中的平臺運行速度不同，RNN編碼器的安裝方式也不同，翻譯平臺可以分為兩種交互式結(jié)構(gòu)，一種是RNN編碼器安裝在內(nèi)框架的結(jié)構(gòu)，一種是RNN編碼器安裝在外框架的結(jié)構(gòu)。當(dāng)RNN編碼器安裝在內(nèi)框架時，利用翻譯元件構(gòu)成穩(wěn)定的控制回路，該回路能夠確?？刂凭龋环Q為精控制回路。由內(nèi)框架操控外框架工作，外框架在隨著角位移運動過程中，內(nèi)框架始終處于中心位置，外框架的控制回路隨著內(nèi)框架控制回路的，被稱為粗控制回路。平臺內(nèi)框架的控制器能夠校正憑條工作速率，外框架的控制器負責(zé)控制翻譯速率。

2 交互式機器翻譯平臺基本控制回路研究

利用多框架控制交互式機器翻譯平臺，采用的控制方法為整體控制法，為了擴大平臺的工作范圍，翻譯平臺的內(nèi)框架始終處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，平臺外框架隨著內(nèi)框架的工作狀態(tài)改變而改變[7]。平臺內(nèi)框架結(jié)構(gòu)上裝有RNN編碼器，當(dāng)平臺工作時，外界信息產(chǎn)生的干擾會逐級耦合到主動軸上，影響平臺工作的穩(wěn)定性。安裝在內(nèi)框架的RNN編碼器能夠感知到外界的干擾速率，篩選敏感信號，將得到的敏感信號送到內(nèi)框架的電機中，由電機產(chǎn)生控制力矩，驅(qū)動電機工作，進而產(chǎn)生能夠抑制干擾信息的運動，抵消外界干擾速率，確保翻譯平臺視軸的穩(wěn)定指向。在內(nèi)框架軸中同時加入傳感器，傳感器內(nèi)部產(chǎn)生控制信號，由控制回路傳給外框架中的兩個電機，使外框架隨著內(nèi)框架運行。

加入RNN編碼器后的交互式機器翻譯平臺的主要任務(wù)是克服翻譯過程平臺振動，確保平臺主動軸處于穩(wěn)定狀態(tài)。為實現(xiàn)交互式機器翻譯平臺在短時間內(nèi)準(zhǔn)確高效地翻譯語言，平臺基本控制回路應(yīng)該具備如下功能：(1)穩(wěn)定功能，防止外界信息干擾平臺運行，保證平臺的穩(wěn)定性；(2)鎖定功能，在確定翻譯目標(biāo)后，將目標(biāo)鎖定在特定位置；(3)掃描功能，在大范圍內(nèi)，掃描需要翻譯的信息，以便能夠快速準(zhǔn)確獲得翻譯信息；(4)自動控制功能，在進行翻譯工作時，控制平臺的翻譯速率，實現(xiàn)自動控制。

為了保證交互式機器翻譯平臺能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，完成多項任務(wù)，在平臺結(jié)構(gòu)中加入了多種控制回路，與RNN編碼器結(jié)合運行，實現(xiàn)平臺的速率控制工作、各設(shè)備工作位置控制工作以及自動翻譯控制工作[8]。

2.1 交互式機器翻譯平臺速度穩(wěn)定控制回路

交互式機器翻譯平臺中的速率穩(wěn)定回路負責(zé)確保翻譯過程中平臺的工作速率，是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵回路。機器翻譯平臺的速率控制回路共有兩套，分別負責(zé)控制內(nèi)框架速率和外框架速率。速率穩(wěn)定回路控制原理框圖如下圖4所示。

圖4 速率穩(wěn)定回路控制原理框圖

圖4中，RNN編碼器作為控制回路的測量元件，功率放大器作為放大元件，利用速率校正器和電機形成反饋電路。交互式機器翻譯平臺的主動軸在受到載體干擾后，會發(fā)生慣性運動，測量出主動軸在慣性空間產(chǎn)生的角速度，利用放大器將放大后的功率傳給電機，由電機產(chǎn)生補償力矩，補償力矩的大小與干擾信號力矩一致，但方向相反，互相抵消，使平臺在慣性空間的角速度為0，確保平臺工作穩(wěn)定[9]。上圖中的wi代表輸入的角速度指令，在不同工作模式下，輸入的速度指令不同，wo代表翻譯平臺速度控制回路輸出的速度信號，Md為外界干擾信息產(chǎn)生的干擾力矩，該干擾力矩會與框架上的干擾力矩以及平臺設(shè)備轉(zhuǎn)動過程的摩擦力矩生成耦合作用。

2.2 交互式機器翻譯平臺位置控制回路

位置回路主要是負責(zé)控制交互式機器翻譯平臺工作過程中各信號所處的位置。由于機器翻譯平臺得到的輸入指令不同，所以位置回路執(zhí)行的任務(wù)不同，可分為隨動任務(wù)、鎖定任務(wù)和掃描任務(wù)。交互式機器翻譯平臺內(nèi)外框架坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)關(guān)系如圖5所示。

圖5 交互式機器翻譯平臺內(nèi)外框架坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)關(guān)系

以O(shè)為坐標(biāo)原點，建立O—XYZ坐標(biāo)軸，其中ZA、ZB表示外框架在Z軸上所處的坐標(biāo)點，XA、XB、XC、XD表示外框架在X軸上所處的坐標(biāo)點，YA、YB、YC表示外框架在Y軸上所處的坐標(biāo)點，Za、Zb表示內(nèi)框架在Z軸上所處的坐標(biāo)點，Xa、Xb、Xc、Xd表示內(nèi)框架在X軸上所處的坐標(biāo)點，Ya、Yb、Yc表示內(nèi)框架在Y軸上所處的坐標(biāo)點。內(nèi)外框架通過傳感器建立連接，當(dāng)翻譯數(shù)量大時，平臺內(nèi)框架的各個軸都要位于零點位置，外框架利用隨動回路跟隨內(nèi)框架運動。隨動回路與內(nèi)外框架的傳感器配合工作，分析內(nèi)框架與外框架之間的夾角，利用反饋環(huán)節(jié)補償旋轉(zhuǎn)角。交互式機器翻譯平臺位置控制回路原理框圖表示為下圖6的形式。

圖6 交互式機器翻譯平臺位置控制回路原理框圖

圖6中，θe代表平臺內(nèi)框架輸出角的位置，θE代表平臺外框架輸出角的位置。為了使平臺中的翻譯目標(biāo)始終在工作范圍內(nèi)，進行鎖定工作，設(shè)定兩個回路，利用三角波和正弦波信號鎖定目標(biāo)位置，指令信號不同，鎖定方式不同。交互式機器翻譯平臺在加入RNN編碼器后，具備自動翻譯功能，在對翻譯平臺進行控制時，干擾力矩會分成摩擦力矩和載體力矩，分析翻譯平臺工作過程產(chǎn)生的角速度，通過速率校正器校正平臺速率，利用驅(qū)動電機產(chǎn)生補償力矩，從而達到控制目的。

3 基于RNN編碼器交互式機器翻譯平臺穩(wěn)定控制

通過控制回路確保交互式機器翻譯平臺的穩(wěn)定性，利用RNN編碼器進行控制工作。交互式機器翻譯平臺多安裝在智能設(shè)備中，很容易受到干擾信息以及輸入的誤差信息影響，對其進行控制可以確保翻譯精度。交互式機器翻譯平臺內(nèi)部安裝的傳感器會產(chǎn)生靜態(tài)誤差或動態(tài)誤差，誤差大小與翻譯速率有關(guān)，在對不明確信息進行翻譯時，平臺的穩(wěn)定性更差。為實現(xiàn)穩(wěn)定控制，使用被動隔離法和主動穩(wěn)定法，在探測傳感器上安裝懸掛框架，以臺體支撐框架，臺體內(nèi)部加入敏感載體，在確定存在外界干擾信息后，產(chǎn)生補償力矩，平衡干擾信息對于機器翻譯平臺造成的影響，確保機器翻譯平臺處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。交互式機器翻譯平臺穩(wěn)定控制工作流程如圖7所示。

圖7 交互式機器翻譯平臺穩(wěn)定控制工作流程圖

分析圖7，平臺各項參數(shù)經(jīng)過初始化設(shè)置之后，翻譯平臺執(zhí)行翻譯任務(wù)，RNN編碼器根據(jù)平臺翻譯信息數(shù)量以及翻譯內(nèi)容進行編碼，分析平臺是否受到外界信息干擾，如果未受到外界信息干擾，則不需要啟動控制工作；如果受到外界信息干擾，需要設(shè)定平衡力矩，進行控制，計算控制效果，當(dāng)達到優(yōu)化后的控制效果，完成控制。

4 交互式機器翻譯平臺控制技術(shù)性能測試

為了證明本文研究的基于RNN編碼器的交互式機器翻譯平臺控制技術(shù)的有效應(yīng)和實用性，以Intel處理器作為硬件環(huán)境，Windows10為操控系統(tǒng)，運用對比法設(shè)計實驗，通過與傳統(tǒng)技術(shù)進行對比，評估該控制技術(shù)性能。

4.1 實驗參數(shù)設(shè)置

設(shè)置實驗參數(shù)如下：設(shè)定電源提供的電壓為15 V，提供的電流為50 A，選用的翻譯數(shù)據(jù)集來自于美國哈佛大學(xué)，開發(fā)軟件為Visual C++軟件，采用的編寫語言為C語言，處理器為數(shù)字信號處理器，利用人機操作界面分析控制技術(shù)工作效果，設(shè)定外界干擾力矩為550gf.cm。

4.2 實驗條件

選用同一計算機生產(chǎn)的兩臺交互式機器翻譯平臺，在互聯(lián)網(wǎng)上下載翻譯樣本，樣本精度為20 bit/s，通過MATLAB進行仿真實驗，并對翻譯信號進行去噪處理。

交互式機器翻譯平臺如圖8所示。

圖8 交互式機器翻譯平臺

4.3 實驗結(jié)果分析

利用上述實驗參數(shù)和實驗條件，選取伺服編碼器的控制技術(shù)和RNN編碼器的控制技術(shù)同時對同一交互式機器翻譯平臺的翻譯過程進行控制，分析加入常值干擾后的輸入響應(yīng)曲線和輸出響應(yīng)曲線。

(1)常值干擾下的輸入響應(yīng)曲線對比如圖9。

圖9 常值干擾下的輸入響應(yīng)曲線

在常值干擾下，使用傳統(tǒng)伺服編碼器控制的控制技術(shù)控制的交互式機器翻譯平臺，輸入響應(yīng)曲線波動最大值為1.5 mrad/s，波動最小值為0.55 mrad/s，在校正時，角速度輸出基本實現(xiàn)穩(wěn)定。使用本文研究的RNN編碼器控制技術(shù)控制的機器翻譯平臺輸入角度最大波動值僅為0.48 mrad/s，輸入最小波動值僅為0.23 mrad/s，相較于傳統(tǒng)控制技術(shù)，波動得到明顯減小，有效提高機器翻譯平臺的抗干擾性能。

(2)常值干擾下的輸出響應(yīng)曲線對比如圖10。

圖10 常值干擾下的輸出響應(yīng)曲線

觀察圖10可知，通過伺服編碼器控制的交互式機器翻譯平臺得到的輸出響應(yīng)曲線波動最大值為可以達到1.71 mrad/s，波動最小值為0.63 mrad/s?；赗NN編碼器設(shè)計的控制技術(shù)可以保留伺服編碼器的一切控制特征，并在此基礎(chǔ)上進行加強，減少干擾信號對交互式機器翻譯平臺造成的影響，使翻譯平臺可以實現(xiàn)穩(wěn)定無靜差，加強翻譯平臺的動態(tài)響應(yīng)性能，降低干擾信號對翻譯平臺造成的影響。

4.4 實驗結(jié)論

根據(jù)上述實驗結(jié)果，得到如下實驗結(jié)論：伺服編碼器具有的動態(tài)響應(yīng)能力較差，雖然能夠增加交互式機器翻譯平臺的開環(huán)增益，但會降低平臺運行過程中的穩(wěn)定性，極易受到外來信息干擾。

相較于伺服編碼器對于交互式翻譯平臺的控制能力，利用RNN編碼器研究的控制技術(shù)控制能力明顯增強，能夠有效降低輸入響應(yīng)曲線和輸出響應(yīng)曲線的波動值，滿足翻譯平臺對穩(wěn)定性和快速性提出的要求。該技術(shù)具有更高的使用價值，在確保機器翻譯平臺工作穩(wěn)定性這一方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

5 結(jié)束語

文章利用RNN編碼器研究了一種新的交互式機器翻譯平臺控制技術(shù)，利用視軸穩(wěn)定機理研究控制方法，探討了加入RNN編碼器后交互式機器翻譯平臺的不同架構(gòu)，著重分析了復(fù)合框架結(jié)構(gòu)，通過引入速率控制回路和位置控制回路控制平臺工作速度和信息所在位置，針對控制過程穩(wěn)定性進行優(yōu)化設(shè)計，同時使用被動隔離法和主動穩(wěn)定法確?？刂乒ぷ鞣€(wěn)定執(zhí)行。實驗結(jié)果表明，設(shè)計的控制平臺技術(shù)能夠抑制干擾信息在平臺中的傳播，確保翻譯結(jié)果的穩(wěn)定性。