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空天技术2024年第05期:可重复使用运载器扰动观测补偿强化学习控制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:浦甲伦;詹韬;李博皓;薛玉兰;

单位:哈尔滨工业大学航天学院;北京控制与电子技术研究所;

摘要:针对存在参数不确定性和外部干扰的可重复使用运载器姿态控制问题,提出一种基于扰动观测补偿的在线强化学习姿态控制律,包含补偿控制律和最优反馈控制律两部分。建立了运载器面向姿态控制的模型,将参数不确定性与外部干扰归结为总扰动。采用双幂次扰动观测器,精确观测飞行器所受总扰动,获得补偿控制律。针对无干扰条件下的控制模型,定义线性滑模面,并设计关于滑模变量与控制量的积分型性能指标,获得对应的最优控制模型。采用Actor-Critic架构进行在线强化学习,近似求解最优控制问题,获得最优反馈控制律。基于Lyapunov理论,证明了闭环控制系统所有信号的一致最终有界性,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

关键词:可重复使用运载器;;扰动观测器;;最优控制;;Lyapunov稳定性;;强化学习控制

基金资助:国家自然科学基金重点项目(52232014);国家自然科学基金联合基金项目(U2241215)