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环境风利用的浮空器区域驻留深度强化学习控制方法
1
作者
柏方超
杨希祥
+2 位作者
邓小龙
龙远
侯中喜
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第2期78-88,共11页
针对平流层浮空器在动态风场中的区域驻留问题,面向不同的控制通道,基于深度强化学习D3QN算法设计了环境风利用的浮空器区域驻留控制器,研究了不同的奖励函数对区域驻留控制器性能的影响。在以区域驻留时长为3 d、区域驻留半径为50 km...
针对平流层浮空器在动态风场中的区域驻留问题,面向不同的控制通道,基于深度强化学习D3QN算法设计了环境风利用的浮空器区域驻留控制器,研究了不同的奖励函数对区域驻留控制器性能的影响。在以区域驻留时长为3 d、区域驻留半径为50 km的任务约束下,进行了区域驻留控制仿真。结果表明:与采用DDQN方法设计的区域驻留控制器相比,采用D3QN方法设计的控制器的性能显著提高,仅依靠高度调节控制轨迹的情况下,平均区域驻留半径可以达到25.26 km、驻留有效时间比为96.25%,在水平方向辅助动力推进的情况下,平均区域驻留半径可显著减小、驻留有效时间比可显著提高。同时,验证了基于深度强化学习设计的区域驻留控制器具有较强的鲁棒性,可通过不同的奖励函数设计控制器,满足不同的区域驻留任务需求。
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关键词
平流层浮空器
区域驻留控制
D3QN
动力推进
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职称材料
基于深度强化学习的风场中浮空器驻留控制
被引量：
2
2
作者
柏方超
杨希祥
+1 位作者
邓小龙
侯中喜
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2354-2366,共13页
建立了平流层浮空器区域驻留模型,在有动力和无动力推进的情况下,基于马尔可夫决策过程,将具有优先经验回放的双深度Q学习应用于平流层浮空器区域驻留控制。通过平均区域驻留半径、区域驻留有效时间比等参数来评价区域驻留控制方法的效...
建立了平流层浮空器区域驻留模型,在有动力和无动力推进的情况下,基于马尔可夫决策过程,将具有优先经验回放的双深度Q学习应用于平流层浮空器区域驻留控制。通过平均区域驻留半径、区域驻留有效时间比等参数来评价区域驻留控制方法的效果。典型风场中仿真分析结果指出:在区域驻留半径为50 km、区域驻留时间为3天的任务下,无动力推进的平流层浮空器的平均区域驻留半径为28.16 km,区域驻留有效时间比为83%;有动力推进平流层浮空器的平均区域驻留半径可达8.84 km,可实现区域驻留半径为20 km的飞行控制,区域驻留有效时间比为100%。
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关键词
平流层浮空器
动态风场
区域驻留控制
深度强化学习
动力推进
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职称材料
题名
环境风利用的浮空器区域驻留深度强化学习控制方法
1
作者
柏方超
杨希祥
邓小龙
龙远
侯中喜
机构
国防科技大学空天科学学院
出处
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第2期78-88,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(61903369,52272445)
湖南省杰出青年基金资助项目(2023JJ10056)。
文摘
针对平流层浮空器在动态风场中的区域驻留问题,面向不同的控制通道,基于深度强化学习D3QN算法设计了环境风利用的浮空器区域驻留控制器,研究了不同的奖励函数对区域驻留控制器性能的影响。在以区域驻留时长为3 d、区域驻留半径为50 km的任务约束下,进行了区域驻留控制仿真。结果表明:与采用DDQN方法设计的区域驻留控制器相比,采用D3QN方法设计的控制器的性能显著提高,仅依靠高度调节控制轨迹的情况下,平均区域驻留半径可以达到25.26 km、驻留有效时间比为96.25%,在水平方向辅助动力推进的情况下,平均区域驻留半径可显著减小、驻留有效时间比可显著提高。同时,验证了基于深度强化学习设计的区域驻留控制器具有较强的鲁棒性,可通过不同的奖励函数设计控制器,满足不同的区域驻留任务需求。
关键词
平流层浮空器
区域驻留控制
D3QN
动力推进
Keywords
stratospheric aerostat
station keeping control
D3QN
power propulsion
分类号
V274 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于深度强化学习的风场中浮空器驻留控制
被引量：
2
2
作者
柏方超
杨希祥
邓小龙
侯中喜
机构
国防科技大学空天科学学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2354-2366,共13页
基金
国家自然科学基金(61903369,52272445)
湖南省自然科学基金(2023JJ10056)。
文摘
建立了平流层浮空器区域驻留模型,在有动力和无动力推进的情况下,基于马尔可夫决策过程,将具有优先经验回放的双深度Q学习应用于平流层浮空器区域驻留控制。通过平均区域驻留半径、区域驻留有效时间比等参数来评价区域驻留控制方法的效果。典型风场中仿真分析结果指出:在区域驻留半径为50 km、区域驻留时间为3天的任务下,无动力推进的平流层浮空器的平均区域驻留半径为28.16 km,区域驻留有效时间比为83%;有动力推进平流层浮空器的平均区域驻留半径可达8.84 km,可实现区域驻留半径为20 km的飞行控制,区域驻留有效时间比为100%。
关键词
平流层浮空器
动态风场
区域驻留控制
深度强化学习
动力推进
Keywords
stratospheric aerostat
dynamic wind field
station keeping control
reinforcement learning
power propulsion
分类号
V274 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
环境风利用的浮空器区域驻留深度强化学习控制方法
柏方超
杨希祥
邓小龙
龙远
侯中喜
《国防科技大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于深度强化学习的风场中浮空器驻留控制
柏方超
杨希祥
邓小龙
侯中喜
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
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