基于强化学习的舰载机着舰直接升力控制技术

作     者：柳仁地 江驹 张哲 刘翔 

作者机构：南京航空航天大学自动化学院 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0835[工学-软件工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主　　题：舰载机自动着舰 深度强化学习 近端策略优化算法 直接升力控制 UDP通信 

摘      要：针对舰载机自动着舰过程中受甲板运动及舰尾流扰动很容易发生触舰危险的问题，提出了基于近端策略优化(PPO)算法的舰载机自动着舰直接升力控制方法。PPO控制器以俯仰角、高度、航迹倾斜角、俯仰角速率、高度误差和航迹倾斜角速率等6个状态变作为输入，以襟翼的舵偏角增量作为输出，实现舰载机在着舰时航迹倾斜角的快速响应。与传统控制器相比，PPO控制器中的Actor-Critic框架大大提高了控制量的计算效率，降低了参数优化的难度。仿真实验基于MATLAB/Simulink中的F/A-18飞机动力学/运动学模型。利用PyCharm平台上构建的深度强化学习训练环境，通过UDP通信实现两个平台之间的数据交互。仿真结果表明：所提方法具有响应速度快、动态误差小的特点，能够将着舰的高度误差稳定在±0.2 m以内，具有较高的控制精度。