[发明专利]一种带缆水下高灵活度作业平台控制方法

权利要求书

1.一种带缆水下高灵活度作业平台控制方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1、采用DNN学习对水下映射环境中平台工作面坐标进行参数归一化处理；

S2、引入长度约束梯度法遍历最优带缆作业平台控制的工作面组参数；

S3、对现行状态下水映射环境的平台工作面组进行对称Z旋转修复，从而得到水下映射环境中最优带缆作业平台工作面组的参数集合；

步骤S1中所述的采用DNN学习对水下映射环境中平台工作面坐标进行参数归一化处理的操作包括：

设水下映射环境中模拟控制体姿态集为N，任一带缆水下高灵活作业平台控制工作面为：

x∈[l,u]；

则其深度解x′为：

x′＝l+u-x；

设D维梯度向量组的任一候选带缆水下高灵活作业平台控制工作面为P，则：

P＝(x₁,x₂,…,x_d)；

其中x_i∈[a_i,b_i],i＝1,2,…,d；

则其对应的深度解P'为：

P′＝(x₁′,x₂′,…,x′_d)；

其中x_i′＝l_i+u_i-x_i；

进行DNN学习参数归一化调用后，得到水下映射环境中对应的平衡集，再对所述平衡集均值和峰值排序，选取前N个所述平衡集均值对应的带缆水下作业平台控制工作面作为参数正则化水下映射环境参数集；

步骤S2中所述的引入长度约束梯度法遍历最优带缆作业平台控制的工作面组参数的操作包括：

(1)预置：

DNN学习参数归一化前的参数化带缆水下作业平台控制工作面为x⁽¹⁾，x⁽¹⁾∈Rⁿ；

作业拟控制方向d⁽ⁿ⁾取映射坐标方向；

水下作业控制步长

水流扰动正变量α，α＞1；

水流扰动负变量β，β∈(-1,0)；

操作执行干扰ε＞0；

使：

y⁽¹⁾＝x⁽¹⁾,k＝1,

式中，y⁽¹⁾为DNN学习参数归一化后的数值域带缆水下作业平台控制工作面目标；k为序号，k＝1,2,3…n；i,j为带缆水下作业平台控制工作面变量序号，j＝1,2,…,n，i＝1,2,…,n；

(2)水中带干扰的DNN学习参数归一化后的带缆水下作业平台控制工作面j对应的平衡集值跃升于DNN参数归一化前的缆水下作业平台控制工作面对应的平衡集值，如结果为1则使所述平台控制工作面j的下一个工作面等于现行状态下控制平台工作面，且带控制平台工作面j的控制操作步长正向延展α扰动系数倍；如为0则使所述平台控制工作面j的下一个带缆控制工作面等于现行状态下带缆控制平台工作面的子集迭代结果，且平台工作面j的控制操作步长负向延展β扰动系数倍；

(3)带缆水下高灵活作业平台控制平台工作面j若低于n，则使带缆水下作业平台工作面j的下一个控制面等于现行状态工作面，且跳转操作(2)；如取值相反跳转操作(4)；

(4)检测DNN参数归一化前的带缆水下控制平台工作面n+1对应的平衡集值是否小于DNN学习后的工作面对应平衡集值，如返回值为1则使所述DNN学习的参数工作面等于DNN学习参数归一化后的n+1点控制工作面，且返回操作(2)；如DNN学习参数归一化前的平台工作面n+1对应的平衡集值等于DNN学习参数归一化后的平台工作面对应平衡集值，则跳转操作(5)；

(5)检测DNN学习参数归一化后的控制平台工作面n+1对应的平衡集值是否小于DNN学习参数过程中的k点的控制平台工作面对应的平衡集值，返回值为1则进入操作(6)；否则，检测所有带缆水下高灵活作业平台控制平台工作面j，如满足控制平台工作面j点的步长不大于操作执行干扰，即结束，取DNN学习参数归一化前的k点的控制平台工作面x^(k)作为最优平台工作面，否则取DNN学习参数归一化后的控制平台工作面作为DNN学习参数归一化后n+1点的控制平台工作面，且使控制平台工作面j等于1，并返回操作(2)；

(6)使DNN学习参数归一化前的k+1点的正则化控制平台工作面等于DNN学习参数归一化后的n+1点的控制平台工作面，检测若DNN学习前的k+1点的参数工作面和k点的正则控制平台工作面不大于操作执行干扰，则将DNN学习前的k+1点的控制平台工作面x^(k+1)作为局部姿态极小点和状态方程，且结束计算；若取值相反进入操作(7)；

(7)使：

方程中，λ_i是所有沿偏导互斥方向的步长的加权数；

定义一组方向p⁽¹⁾,p⁽²⁾,...,p⁽ⁿ⁾

构造MENGELIT求解法，向量组{p^(j)}偏导互斥化，使：

随后设置所述向量组{p^(j)}数值归一化，使：

为带缆水下高灵活作业平台的控制平台工作面j点的最低互斥偏导中位数；根据该方程解出n个互斥向量；

(8)设置：

其中j＝1,2,...,n；

y⁽¹⁾＝x^(k+1)；

k＝k+1；

返回操作(2)。

2.根据权利要求1所述的一种带缆水下高灵活度作业平台控制方法，其特征在于：步骤S3中所述的对现行状态下水下映射环境中最优控制平台工作面进行对称Z旋转修复的操作包括：

对现行状态下水下映射环境中t时刻的最作业平台控制平台工作面执行萨默斯干扰策略，如下：

式中，表示干扰后带缆控制平台工作面的坐标，Gaussion(σ)为使用正态分布函数构造的满足萨默斯分布的随机变量；跃升型姿态坐标方程如下：

方程中，为干扰后带缆控制平台工作面的坐标对应的萨默斯平衡集值；为现行状态下水下映射环境中t时刻的萨默斯最优控制平台工作面对应的萨默斯平衡集值；

通过对现行状态下萨默斯最优带控制平台工作面进行干扰操作，进一步得到水下映射环境中最优带缆水下高灵活作业平台的控制平台工作面组的最优萨默斯平台工作面，至此迭代循环一轮结束。