在自主水下航行器(AUV)中,如何结合适应性动态编程(ADP)和神经网络估计器(NNE)来设计一个鲁棒的跟踪控制策略?请详细说明。
时间: 2024-11-02 10:19:29 浏览: 29
结合适应性动态编程(ADP)和神经网络估计器(NNE)设计鲁棒AUV跟踪控制策略是一个高度专业化的技术问题,涉及到控制理论、机器学习和海洋工程等多个领域。为了深入探讨这一问题,我建议你参考《神经网络驱动的鲁棒AUV跟踪控制:ADP在扰动与故障下的应用》一文,它详细介绍了如何将ADP与神经网络相结合来实现这一目标。
参考资源链接:[神经网络驱动的鲁棒AUV跟踪控制:ADP在扰动与故障下的应用](https://wenku.csdn.net/doc/71kh43ek6p?spm=1055.2569.3001.10343)
首先,适应性动态编程(ADP)是一种基于模型的控制策略,它通过迭代学习过程,无需精确的系统模型,就能找到最优控制策略。而神经网络估计器(NNE)则能够模拟复杂的非线性函数关系,用来估计系统的动态特性,例如舵机故障和海洋流扰动。
在设计鲁棒跟踪控制策略时,首先需要定义一个性能指标函数,该函数用于评估系统当前状态与期望状态之间的差异。接下来,通过两个神经网络估计器(NNEs)来分别估计舵机故障和海洋流扰动对AUV性能的影响。然后,这些估计值被用于ADP框架中构建性能指标函数。
利用政策迭代(PI)策略,可以通过迭代方式逼近解决哈密顿-雅可比-贝尔曼(HJB)方程。HJB方程是控制理论中用于求解最优控制问题的重要数学工具。通过构造动作神经网络和价值函数(即批评神经网络),控制器能够在不确定性因素存在的情况下,寻找使系统状态保持在预定安全域内的最优策略。
最后,通过Lyapunov稳定性定理,可以证明所设计的控制策略具有均匀最终有界性(UUB)的特性,即系统能够保持稳定跟踪性能,即使在面对舵机故障和海洋流扰动的情况下也能稳定运行。这种设计方法确保了AUV在海洋环境中的鲁棒性和可靠性。
对于希望进一步研究并实践这一控制策略的读者,我强烈推荐这篇论文,它不仅在理论上具有创新性,而且在实际应用上具有重要的指导意义。通过学习论文中的方法和理论,研究者和工程师可以更好地理解和应用ADP和神经网络技术来提升自主水下航行器的性能。
参考资源链接:[神经网络驱动的鲁棒AUV跟踪控制:ADP在扰动与故障下的应用](https://wenku.csdn.net/doc/71kh43ek6p?spm=1055.2569.3001.10343)
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