新制導炸彈智能控制系統(tǒng)的研究

　　控制系統(tǒng)是制導炸彈的關(guān)鍵部位。目前，所有制導炸彈的控制系統(tǒng)都是基于一定的數(shù)學模型，以固定的方式修正彈道誤差。由于存在各種不可預知的誤差因素，但控制方式卻不可調(diào)整，造成制導炸彈的實際命中精度不高?；诖?，提出了一種新的制導炸彈智能控制系統(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)成的混合并行學習算法調(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的制導炸彈智能控制系統(tǒng)進行比較，驗證了該控制系統(tǒng)的有效性。

　　1 非單點模糊推理系統(tǒng)(NSFIS)

　　提出的制導炸彈智能控制系統(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對應于系統(tǒng)輸入和輸出變量，l=1，2，…，M為模糊規(guī)則數(shù)。

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　　當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。

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　　2 NSFIS的參數(shù)學習算法

　　模糊推理系統(tǒng)是高度非線性系統(tǒng)，在對復雜系統(tǒng)建模的過程中，其內(nèi)部參數(shù)

主要依靠某種學習算法對輸入一輸出數(shù)據(jù)對進行訓練來確定。目前，用于模糊推理系統(tǒng)的學習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化過程的一種全局優(yōu)化搜索算法，其目標函數(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置初始參數(shù)，進一步加快了算法的收斂速度。文中所設計的非單點模糊推理系統(tǒng)參數(shù)學習算法如下：

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