[发明专利]一种高速运载工具人工智能控制系统及其方法

权利要求书

1.一种高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，包括：

感知单元，通过传感元件采集系统的气路数据，根据气路数据判断高速运载工具尾部压强大小，并用数据采集系统将气路数据转化为电压信号；

执行单元，利用电压信号控制高速运载工具尾部的流动结构；

控制单元，利用机器学习控制算法，用于根据控制目标对高速运载工具尾部的表面压强大小进行控制。

2.根据权利要求1所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述执行单元包括射流激励器，当所述射流激励器通电时，所述控制单元通过控制算法设置射流激励器的频率、占空比。

3.根据权利要求2所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述射流激励器包括：第一射流激励器，布置于高速运载工具倾斜后背面的尾窗上缘；第二射流激励器，布置于高速运载工具倾斜后背面的尾窗两侧边缘；第三射流激励器，布置于高速运载工具垂直后背面上边缘；第四射流激励器，布置于高速运载工具垂直后背面下边缘。

4.根据权利要求3所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述第一射流激励器、第三射流激励、第四射流激励器的射流喷口由一排微射流圆孔组成，所述第二射流激励器的射流喷口为一狭槽。

5.根据权利要求3所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述第一射流激励器与第二射流激励器的射流喷口角度为与高速运载工具倾斜后背面垂直，所述第三射流激励器与第四射流激励器的射流喷口角度与水平方向成向上45°角。

6.根据权利要求2所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述射流激励器由激励器腔体和激励器盖板组成，所述激励器腔体的一端连接气源、另一端为射流喷口，所述激励器腔体的射流喷口面与高速运载工具尾部表面保持平齐，所述激励器腔体形状为扩散型的流线型，所述激励器盖板设置在激励器腔体外部。

7.根据权利要求2所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述执行单元还包括流量控制器，所述流量控制器连接射流激励器，所述流量控制器通过调节阀门开度大小控制所述射流激励器的射流出口流量大小。

8.根据权利要求2所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述控制单元通过控制算法设置射流激励器频率、占空比的执行步骤包括：

a1.进行初始化，获得一个权重矩阵和三个初始控制函数；

a2.根据权重随机抽取获得新控制函数，各个参数的初始抽样概率相等，并记录在控制函数中各个参数对应的层；

a3.使用初始控制函数进行试验获得对应价值函数J值，并将获取到的J值从小到大进行排序，其中，价值函数J值为高速运载工具尾窗和垂直后背面处的压力系数的加权平均值的相反数；并分别执行步骤a4和a5；

a4.若J值大于事先设置好的惩罚阈值或小于奖励阈值，则对权重矩阵中对应层进行减少抽样概率的惩罚或增加抽样概率的奖励，并获得新的权重矩阵，根据新的权重矩阵随机获取一个新的控制函数，并重复执行步骤a2；若J值不大于事先设置好的惩罚阈值或不小于奖励阈值，则不执行操作；

a5.若新的控制函数对应的J值小于事先设置好的优化阈值，将该控制函数取代J值排序第三的控制函数，然后使用下降单纯形算法进行探索优化；若新的控制函数对应的J值大于优化阈值，则依据最新的权重矩阵获取新的控制函数，并反馈步骤a2。

a6.重复执行步骤a2～a5直至满足结束条件为止。

9.根据权利要求1所述的高速运载工具人工智能控制系统，其特征在于，所述感知单元根据气路数据判断高速运载工具尾部压强大小的判断标准为：

气路数据由压力测量仪器测得，由伯努利方程和来流方向的压强获得如下压强大小判断标准C_p：

式中P——高速运载工具后背面气路数据(Pa)；

P₀——高速运载工具上游自由来流静压(Pa)。

10.一种高速运载工具人工智能控制方法，其特征在于，所述权利要求1至9任一项高速运载工具人工智能控制系统的执行过程。