[发明专利]飞行器控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质有效

专利信息
申请号: 202111608105.1 申请日: 2021-12-27
公开(公告)号: CN113985924B 公开(公告)日: 2022-04-08
发明(设计)人: 周志明;刘振;蒲志强;易建强 申请(专利权)人: 中国科学院自动化研究所
主分类号: G05D1/10 分类号: G05D1/10
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 乔慧
地址: 100190 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 飞行器 控制 方法 装置 设备 计算机 可读 存储 介质
【权利要求书】:

1.一种飞行器控制方法,其特征在于,包括:

通过传递函数结合飞行器的法向过载、俯仰舵偏角和特征参数,确定法向过载到俯仰舵偏角的第一传递函数,所述第一传递函数表示为;

通过所述传递函数结合所述飞行器的俯仰角速度、俯仰舵偏角和特征参数,确定俯仰角速度到俯仰舵偏角的第二传递函数,所述第二传递函数表示为;

通过所述传递函数结合所述飞行器的攻角、俯仰舵偏角和特征参数,确定攻角到俯仰舵偏角的第三传递函数,所述第三传递函数表示为;

将所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述第三传递函数进行组合,构建所述飞行器模型;

通过所述飞行器的法向过载、俯仰角速度、攻角、俯仰舵偏角和特征参数设置奖励函数,所述奖励函数表示为,其中,立即奖励,为实际过载与指令的偏差,立即奖励表示当控制效果与实际效果的偏差较大时,则输出一个较大的惩罚;当控制效果与实际效果的偏差较小时,则输出一个几乎为零的惩罚;用于约束控制输入的能量;稀疏奖励表示若过载偏差大于0.1且小于0.5时,取1;若过载偏差小于0.1时,取5;其余情况都取0;表示系统的过载偏差大于100或小于-100时,则结束本次探索,输出=-500;

根据所述飞行器模型中的模型参数,确定飞行器的观测量数据和智能体动作数据;

基于所述观测量数据或/和所述智能体动作数据,对actor网络和critic网络进行训练,输出确定性策略和动作值函数;

通过深度确定性策略梯度算法,对所述确定性策略中的actor网络参数和所述动作值函数中的critic网络参数进行更新,得到最优actor网络和最优critic网络;

基于所述最优actor网络和所述最优critic网络构建在线控制器,通过所述在线控制器对所述飞行器进行控制;

通过辅助控制器辅助actor网络和critic网络的训练,其中,辅助控制器为比例控制器,比例控制器的增益系数为;

通过指令、所述辅助控制器、所述俯仰舵偏角、所述法向过载、飞行动作及当前环境确定到达稳态时,actor网络输出的俯仰舵偏角为零。

2.根据权利要求1所述的飞行器控制方法,其特征在于,所述深度确定性策略梯度算法包括actor当前网络和actor目标网络,

通过深度确定性策略梯度算法对所述确定性策略中的actor网络参数进行更新,得到最优actor网络,包括:

通过所述actor当前网络对所述确定性策略中的初始actor网络参数进行更新,以及根据当前状态选择当前动作与当前环境进行交互,生成下一步状态,并将所述下一步状态传输至经验回放池中;

通过所述actor目标网络在所述经验回放池中获取所述下一步状态,以及根据所述下一步状态选择最优下一动作,计算出目标actor网络参数;

通过所述actor目标网络根据所述初始actor网络参数、所述目标actor网络参数和惯性更新率,确定最新actor网络参数,以及通过所述最新actor网络参数更新所述目标actor网络参数,得到所述最优actor网络。

3.根据权利要求1所述的飞行器控制方法,其特征在于,所述深度确定性策略梯度算法包括critic当前网络和critic目标网络,

通过深度确定性策略梯度算法对所述动作值函数中的critic网络参数进行更新,得到最优critic网络,包括:

通过所述critic当前网络对所述动作值函数中的初始critic网络参数进行更新,计算出当前动作的函数值,以及根据所述当前动作的函数值构建待处理动作值函数;

通过所述critic目标网络对所述待处理动作值函数进行估计,得到目标critic网络参数;

通过所述critic目标网络根据所述初始critic网络参数、所述目标critic网络参数和惯性更新率,确定最新critic网络参数,以及通过所述最新critic网络参数更新所述目标critic网络参数,得到所述最优critic网络。

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