604495492

Sterowanie neuronowe bezzałogowym pojazdem podwodnym 473

problemu optymalizacyjnego, w którym, przyjmując błąd wyjściowy neuronu w postaci [1,

2],

<k) = y_d(k)-y(k)    (8)

gdzie: y_d - żądana odpowiedź układu; y - aktualna odpowiedź układu, należy zminimalizować kryterium mające postać:

J=^E\ę(kf)    (9)

gdzie: E - operator wartości oczekiwanej.

Do rozwiązania tak sformułowanego problemu optymalizacyjnego i określenia optymalnych wartości parametrów neuronu zastosowano metodę gradientów sprzężonych. Aktualizacja wartości parametrów sieci neuronowej przeprowadza się po każdorazowej prezentacji wektora uczącego zgodnie z równaniem [2]:

v(k +1) = v(i) - i?V„./|_>__>(ł| +    0°)

gdzie: v - uogólniony parametr sieci, r\ - współczynnik uczenia, /j - współczynnik sprzężenia, k - krok iteracji.

Biorąc pod uwagę kryterium minimalizacji, gradient może być wyrażony równaniem [1,

2]:

— = £{-e(4)F'(g,J'(*)K(*)}    (11)

au

gdzie: S_v(k) - wektor wrażliwości sygnału gamma na zmianę parametru v , F' - pochodna funkcji aktywacji neuronu.

3. BADANIA DOŚWIADCZALNE

Na regulator składają się dwie sieci neuronowe: sieć sterująca i sieć identyfikująca (rys. 4), zaś cały regulator wypracowuje sygnał sterujący w dwóch etapach [3]. W pierwszym etapie sieć identyfikująca przeprowadza identyfikację stanu obiektu w danej chwili czasowej, wokół bieżącego punktu równowagi, na podstawie informacji o bieżącym kursie oraz bieżącej prędkości obrotowej wokół osi normalnej pojazdu (prędkość zmiany kursu). Do nauki jako wzorcowy podawany jest sygnał sterujący kursem pojazdu. W drugimi etapie następuje przepisanie wag z sieci identyfikującej do sieci sterującej. W ten sposób sieć sterująca powinna posiadać transmitancję zbliżoną do odwrotnej transmitancji obiektu w danej chwili czasowej, a więc wokół bieżącego punktu równowagi. Na wejście tej sieci podawana jest informacja o rozbieżności między kursem zadanym i bieżącym oraz w związku z tym, że dąży się do tego, żeby pojazd miał zerową prędkość obrotową wokół osi normalnej pojazdu (brak