收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微小型飞行器强化学习控制方法研究

张鑫  
【摘要】:微小型制导弹药是一类典型的微小型飞行器,具有尺寸小、便于携带、精度高、附带损伤小等特点,可装备于无人机或单兵作战,将在未来战争中起到重要作用。在微小型制导弹药的控制中,最优控制作为姿态控制的一种基本策略,可以通过最小化性能指标,获得具有最优性能的调节器或跟踪器。但在设计控制器时,通常需要建立准确的系统模型,而在实际飞行过程中,由于环境的影响及制导弹药自身的变化,导致控制模型不易获取或具有很强的非线性,因而不易求得控制策略。本研究对人工智能(Artificial Intelligence)技术在传统飞行器控制中的应用进行探索。以微小型制导弹药为研究对象,利用强化学习(Reinforcement Learning)方法对其制导与控制进行研究。首先建立微小型制导弹药的动力学模型。利用绝对导数与相对导数的关系得到弹体运动方程组,进而对其线性化得到弹体俯仰通道短周期运动状态方程,主要考虑攻角及俯仰角速率两个状态变量。讨论常用的强化学习方法,并选择Actor-Critic结构进行控制器设计。其次研究线性二次型控制问题。针对跟踪控制,建立增广矩阵并引入折扣代价函数(Discounted Performance Function),推导得到折扣代数黎卡提方程(Discounted Algebraic Riccati Equation)。利用Actor-Critic结构及策略迭代方法,在系统状态矩阵未知的情况下求解最优控制解。与直接求解ARE方程的结果进行对比,分别验证了强化学习方法可以得到二次型最优跟踪器及调节器,并讨论了设计最优调节器时,代价函数的权值设置对状态收敛速度及精度的影响。最后考虑输入量受限的情况,将其等效为带有饱和控制器的非线性系统。建立非二次型代价函数及跟踪哈密尔顿-雅可比-贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman)方程,并给出离线策略迭代算法。利用神经网络近似非线性值函数,求得近似最优解。利用数值仿真得到带有饱和控制器的微小型制导弹药的近似最优跟踪控制策略,验证了强化学习方法设计跟踪器的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 谌莹;范军芳;苏中;;微小型制导弹药的尾翼气动特性研究[J];弹箭与制导学报;2016年01期
2 赵春博;范军芳;刘宁;;微小型制导弹药姿态解算方法仿真研究[J];系统仿真学报;2019年12期
3 李翔;李法忠;;国外舰炮制导弹药的发展现状及特点分析[J];舰船科学技术;2020年05期
4 孙世岩;朱惠民;宋歆;徐迅之;;舰炮制导弹药发展研究[J];火力与指挥控制;2016年12期
5 王强;石丽娜;严慎武;王晓军;;国外末制导弹药的发展与研究[J];飞航导弹;2013年04期
6 肖林;张可佳;;舰炮制导弹药保障性及其参数分析[J];四川兵工学报;2013年01期
7 姜广顺;杨召甫;吴千秋;;精确制导弹药的作战效能分析[J];火力与指挥控制;2012年05期
8 袁辉;王凤山;;精确制导弹药实体及其效应模型设计[J];计算机应用;2012年07期
9 邱荣剑;张永录;;国外舰炮制导弹药发展概况及趋势[J];飞航导弹;2011年01期
10 汪德虎;黄义;孙续文;;舰炮对岸信息化制导弹药及作战运用[J];飞航导弹;2011年02期
11 聂林;潘露伟;任风云;;空地制导弹药质量监控分析[J];质量与可靠性;2011年06期
12 立平;伊拉克战争中美(英)军投放的制导弹药占68%[J];航天电子对抗;2003年05期
13 王泉水;美海军127mm增程制导弹药计划获得进展[J];舰载武器;2001年04期
14 周军;全天候打击的精确制导弹药[J];飞航导弹;2000年03期
15 时兆峰;法国将试验GPS制导弹药[J];飞航导弹;2000年06期
16 秦鹏鑫,王泉水;美海军将于2003年装备增程制导弹药[J];舰载武器;2000年03期
17 郝炎祯;诸德放;洪治国;陈勇;;基于图像匹配的电视制导弹药作战使用分析[J];军械工程学院学报;2017年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 武媛媛;徐屹东;李晓林;;精确制导弹药研究现状及其发展[A];第十五届中国航天电子技术研究院学术交流会优秀论文集[C];2018年
2 李宗良;邓钦;;烟雾对抗激光弹药研究[A];2013第一届中国指挥控制大会论文集[C];2013年
3 牛壮;刘银水;王陆一;杨曙东;李晓晖;;微小型容积式泵研究及应用进展[A];第九届全国流体传动与控制学术会议(9th FPTC-2016)论文集[C];2016年
4 陶冶;房建成;盛蔚;;一种微小型无人机导航和控制方法的实验研究[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
5 于宪钊;苏玉民;王兆立;杨亮;;微小型水下机器人阻力性能的数值模拟[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年
6 查长流;丁希仑;俞玉树;;微小型空中机器人大容量数据记录仪的设计与实现[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第五分册)[C];2013年
7 唐士建;;微小型空间探测相机管理控制系统设计及应用[A];第二十五届全国空间探测学术研讨会摘要集[C];2012年
8 高杨;;微小型组合锁原理样机的研制[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(二)[C];2005年
9 刘克非;张之敬;周敏;;基于车铣技术的微小型零件完整加工[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
10 张维韬;冯德兴;;奇异最优控制的渐近分析和一个未解决问题[A];1991年控制理论及其应用年会论文集(下)[C];1991年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李国中;微小型安全系统关键技术研究[D];北京理工大学;2016年
2 宋瑞银;冷热源微小型热电电源的研究[D];浙江大学;2006年
3 李忠新;精密复杂微小型构件车铣复合加工技术研究[D];北京理工大学;2014年
4 李月;空中抛撒的微小型多机器人抗冲击设计与协同控制[D];北京理工大学;2015年
5 高霓;微小型水下潜器近自由液面操纵性预报[D];哈尔滨工程大学;2013年
6 万逵芳;微小型湿空气透平循环研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2009年
7 邓磊;不完全布尔网络的能控性与最优控制及在博弈中的应用[D];电子科技大学;2019年
8 崔小红;非线性不确定系统最优控制的自适应动态规划法研究[D];东北大学;2017年
9 廖玉梅;微波加热解冻的最优控制[D];贵州大学;2019年
10 张小莉;介观模型和新的机械化学模型的分布最优控制[D];吉林大学;2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张鑫;微小型飞行器强化学习控制方法研究[D];北京信息科技大学;2019年
2 牛鑫培;制导弹药气动舵机关键技术分析及解决办法[D];南京理工大学;2008年
3 孙娟;某中口径指令制导弹药电磁式舵机设计[D];南京理工大学;2012年
4 余海;四冲程微小型摆动式发动机损失分析和优化[D];南京航空航天大学;2018年
5 李二波;高精度微小型车铣复合加工机床静动态性能研究[D];北京理工大学;2016年
6 李月;压电陶瓷激活微小型热化学电池的关键技术研究[D];沈阳理工大学;2019年
7 姜宁翔;一种微小型反作用飞轮控制器设计与实现[D];国防科学技术大学;2016年
8 顾钊源;基于粒子滤波的微小型移动机器人红外定位方法研究[D];郑州大学;2018年
9 路小燕;基于自适应扩展卡尔曼滤波的微小型航姿系统设计与实现[D];南京航空航天大学;2018年
10 周玉林;基于ORB特征点的微小型机器人的识别与跟踪[D];燕山大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 信息产业部电子科技情报研究所研究部 崔德勋;精确制导弹药作战效能提升[N];中国电子报;2003年
2 张梦湉;国外微小型导弹技术发展分析[N];中国航空报;2018年
3 通讯员 杨春 吴娟娟 陈悦 本报记者 罗永林;战兴产业孕育转型新动能[N];安徽经济报;2017年
4 本报记者 吕瑞东;大力扶持微小型企业[N];吉林日报;2012年
5 记者 梁红建;深入调研撰写提案 为微小型企业发展建言[N];协商新报;2012年
6 黄艳 记者 涂冰;推介微小型创业项目 开展就业岗位进社区活动[N];宜春日报;2007年
7 记者 黄蕾;促就业从微小型企业着手[N];国际金融报;2004年
8 本报记者 薛亚芳;微小型创业孕育“小老板”[N];人才市场报;2005年
9 本报记者  李予阳 王晋 徐立京 许跃芝;扭住就业谋发展[N];经济日报;2006年
10 宋原立;微小型餐饮店整治方案将出台[N];人民政协报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978