新制導(dǎo)炸彈智能控制系統(tǒng)的研究
控制系統(tǒng)是制導(dǎo)炸彈的關(guān)鍵部位。目前,所有制導(dǎo)炸彈的控制系統(tǒng)都是基于一定的數(shù)學(xué)模型,以固定的方式修正彈道誤差。由于存在各種不可預(yù)知的誤差因素,但控制方式卻不可調(diào)整,造成制導(dǎo)炸彈的實際命中精度不高?;诖?,提出了一種新的制導(dǎo)炸彈智能控制系統(tǒng),該系統(tǒng)引入具有前置濾波特性的非單點模糊化技術(shù),針對非單點模糊推理系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)不易調(diào)整的問題,提出用梯度下降算法和遺傳算法構(gòu)成的混合并行學(xué)習(xí)算法調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù),從而能夠自動處理受噪聲影響的訓(xùn)練數(shù)據(jù),提高命中精度。通過計算機仿真試驗,并與基于ANFIS的制導(dǎo)炸彈智能控制系統(tǒng)進(jìn)行比較,驗證了該控制系統(tǒng)的有效性。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/161479.htm1 非單點模糊推理系統(tǒng)(NSFIS)
提出的制導(dǎo)炸彈智能控制系統(tǒng)的核心是非單點模糊推理系統(tǒng)(NSFIS)。一個n輸入1輸出的模糊推理系統(tǒng),其模糊規(guī)則可表述如下
上的模糊集合,
和y∈V對應(yīng)于系統(tǒng)輸入和輸出變量,l=1,2,…,M為模糊規(guī)則數(shù)。
當(dāng)采用中心平均模糊消除器、乘積推理規(guī)則、高斯隸屬度函數(shù)和非單點模糊化時,得到的非單點模糊推理系統(tǒng)為
時,非單點模糊化與單點模糊化等價;當(dāng)輸入變量xk受到噪聲污染時,噪聲在非單點模糊器中會被因子
所克服。如果σx≥σFkl,噪聲將會在很大程度上被抑制。
2 NSFIS的參數(shù)學(xué)習(xí)算法
模糊推理系統(tǒng)是高度非線性系統(tǒng),在對復(fù)雜系統(tǒng)建模的過程中,其內(nèi)部參數(shù)
主要依靠某種學(xué)習(xí)算法對輸入一輸出數(shù)據(jù)對進(jìn)行訓(xùn)練來確定。目前,用于模糊推理系統(tǒng)的學(xué)習(xí)算法主要是梯度下降算法和遞推最小二乘算法。梯度下降算法簡單易行、運算量小,但收斂速度慢,容易陷入局部極值,且對信號的譜性依賴較大;遞推最小二乘算法收斂速度很快,對信號譜性無依賴,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運算量大且存在長期數(shù)值穩(wěn)定的問題。從工程的角度考慮,因為非單點模糊推理系統(tǒng)的計算復(fù)雜度本身就較大,所以運算量大的遞推最小二乘算法不適合采用。為了彌補梯度下降算法的缺點,文中引入遺傳算法。遺傳算法是模擬生物進(jìn)化過程的一種全局優(yōu)化搜索算法,其目標(biāo)函數(shù)既不要求連續(xù),也不要求可微,僅要求問題可計算,而且它的搜索始終遍及整個解空間,容易得到全局最優(yōu)解。用梯度下降算法和遺傳算法同時并行的搜索解空間,并定期交換信息。這樣不僅避免了陷入局部極值的缺點,而且加快了收斂速度。雖然由于遺傳算法的加入,運算量增加了,但由于遺傳算法和梯度下降算法并行工作,所以沒有降低算法的實時性。采用減法聚類的方法設(shè)置初始參數(shù),進(jìn)一步加快了算法的收斂速度。文中所設(shè)計的非單點模糊推理系統(tǒng)參數(shù)學(xué)習(xí)算法如下:
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