[发明专利]一种基于大脑情感学习的无人机推力变向智能控制方法

摘要

本发明公开了一种基于大脑情感学习的无人机推力变向智能控制方法，将大脑情感学习智能控制算法原理应用在无人机推力变向控制中。本发明通过两个大脑情感学习控制器，分别控制了无人机横向和纵向的推进，实现了偏转方向的运转，提升了无人机的性能。所设计的推力变向控制方法，控制律计算比较简单，但是控制参数具有在线调节能力，提高了飞行控制系统的智能水平。

主权项

一种基于大脑情感学习的无人机推力变向智能控制方法，其特征在于，包括推力纵向偏转控制模块和推力横向偏转控制模块；所述推力纵向偏转控制模块包括推力纵向智能控制接收器；推力横向偏转控制模块包括推力横向偏转控制智能控制接收器；该方法包括如下步骤：1)推力纵向偏转控制模块步骤：1.1)参数初始化：设定感官输入函数和情感暗示函数的权系数向量ωlon；设定杏仁体组织A的学习权值初值Vlon，眶额皮质组织O的学习权值初值Wlon；设定A‑O组织权值的调节率系数υlon；1.2)推力纵向智能控制器接收外部纵向输入信号，所述外部纵向输入信号包括俯仰姿态角反馈值、俯仰姿态角指令值、俯仰角速率反馈值和升降舵偏角反馈值；所述外部纵向输入信号通过推力纵向智能控制器后得到纵向感官输入信号SIlon和纵向奖励信号REWlon：SIlon＝ωlon(1)eθ+ωlon(2)θ+ωlon(3)θc+ωlon(4)q+ωlon(5)δeREWlon＝ωlon(5)eθ+ωlon(6)q+ωlon(7)δe1.3)纵向下更新杏仁体组织A的学习权值初值Vlon和眶额皮质组织O的学习权值初值Wlon，更新律表示为：杏仁体组织A的学习权值更新率：ΔVlon＝υlon(1)max(0,REWlon‑VlonSIlon)，此时Vlon＝Vlon+ΔVlon；眶额皮质组织O的学习权值更新率：ΔWlon＝υlon(2)(VlonSIlon‑WlonSIlon‑REWlon)，此时Wlon＝Wlon+ΔWlon；1.4)纵向下计算杏仁体组织和眶额皮质组织输出信号Alon，以及纵向智能控制模块输出信号Olon，分别为：Alon＝VlonSIlonOlon＝WlonSIlon差值为纵向偏角信号Elon＝Alon‑Olon；2)推力横向偏转控制模块步骤：2.1)参数初始化：设定感官输入函数和情感暗示函数的权系数向量ωlat；设定杏仁体组织A的学习权值初值Vlat，眶额皮质组织O的学习权值初值Wlat；设定A‑O组织权值的调节率系数υlat；2.2)推力横向智能控制器接收外部横向输入信号，所述外部横向输入信号包括滚转姿态角反馈值、滚转姿态角指令值、滚转角速率反馈值和副翼偏角反馈值；所述外部横向输入信号通过推力横向智能控制器后得到横向感官输入信号SIlat和横向奖励信号REWlat：SIlat＝ωlat(1)eφ+ωlat(2)φ+ωlat(3)φc+ωlat(4)p+ωlat(5)δrREWlat＝ωlat(6)eφ+ωlat(7)p+ωlat(8)δr式中，eθ＝θ‑θc为俯仰角误差,θ为俯仰角，θc为俯仰角指令，q为俯仰角速率，δe为升降舵偏角，eφ＝φ‑φc为滚转角误差,φ为滚转角，φc滚转角指令，p为滚转角速率，δr为副翼偏角；2.3)横向下更新杏仁体组织A的学习权值初值Vlat，眶额皮质组织O的学习权值初值Wlat，更新律表示为：杏仁体组织A的学习权值更新率：ΔVlat＝υlat(1)·max(0,REWlat‑VlatSIlat)，Vlat＝Vlat+ΔVlat；眶额皮质组织O的学习权值更新率：ΔWlat＝υlat(2)(VlatSIlat‑WlatSIlat‑REWlat)，Wlat＝Wlat+ΔWlat；2.4)横向下计算计算杏仁体组织和眶额皮质组织输出信号Alat，以及横向智能控制模块输出信号Olat，分别为：Alat＝VlatSIlatOlat＝WlatSIlat差值为推力横向偏角信号Elat＝Alat‑Olat；3)将所述推力纵向偏角信号Elon和推力横向偏角信号Elat输入给推力偏转装置执行机构，通过偏转装置实现偏转运动。