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基于执行依赖启发式动态规划的船舶减摇鳍在线最优控制
投稿时间:2020-11-01    点此下载全文
引用本文:阮光维,李铁山,于仁海,刘琪.基于执行依赖启发式动态规划的船舶减摇鳍在线最优控制[J].南京信息工程大学学报,2021,13(1):10~16
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作者单位E-mail
阮光维 大连海事大学 航海学院, 大连, 116026
越南海事大学 航海学院, 越南 海防, 180000 
 
李铁山 大连海事大学 航海学院, 大连, 116026
电子科技大学 自动化工程学院, 成都, 611731 
tieshanli@126.com 
于仁海 大连海事大学 航海学院, 大连, 116026  
刘琪 大连海事大学 航海学院, 大连, 116026  
基金项目:国家自然科学基金(51939001,61976033);大连市重点学科重大课题科技创新基金(2018J11CY022);辽宁省兴辽英才计划高水平创新创业团队(XLYC1908018,XLYC1807046);辽宁省自然科学基金(20180550082,2019-ZD-0151);中央高校基本科研业务费项目(3132019345)
中文摘要:针对船舶线性横摇系统,设计了一种基于执行依赖启发式动态规划(ADHDP)方法的在线学习最优减摇鳍控制器.在设计过程中直接使用输入输出数据获取系统状态值.利用评价网络来逼近针对船舶减摇鳍控制系统设计的性能指标函数,并通过执行网络获得最优控制律,这两个网络都是多层前馈神经网络,即反向传播(BP)神经网络.在训练过程中,这两个神经网络不仅可以使用实时测量数据,也可以减少船舶横摇模型的内部误差和不确定性干扰的影响,从而提高系统的鲁棒性.最后,仿真结果表明所提出的ADHDP控制器对于降低船舶横摇有很好的控制效果.
中文关键词:执行依赖启发式动态规划(ADHDP)  自适应动态规划  船舶减摇鳍  最优控制
 
Online optimal control for ship fin stabilizer system based on action dependent heuristic dynamic programming
Abstract:When ships are sailing on the sea,roll motion will greatly reduce the safety of ships and cargo,as well as the health of the crew.Therefore,the ship roll stabilization device has become one of the indispensable equipment on the ship.As an active roll reduction device,fin stabilizer is widely used for roll reduction due to its good anti-rolling performance.In this paper,an online learning optimal controller based on action dependent heuristic dynamic programming (ADHDP) is proposed for the ship fin stabilizer system.The input and output data,instead of a system model,are used in the design to obtain the system state.Two back propagation neural networks,including a critic network and an action network,are used to approximate the performance function and obtain the control law,respectively.The two neural networks can use real-time measurement data,and reduce internal model error and the uncertainty disturbance,thus improve the robustness of the system.Finally,the effectiveness of the proposed ADHDP controller is validated by simulation results.
keywords:action dependent heuristic dynamic programming (ADHDP)  adaptive dynamic programming  ship fin stabilizer  optimal control
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