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面向群智能算法的无人机集群协同智能决策技术研究

文献类型:学位论文

作者沈越
答辩日期2023-05
文献子类硕士
关键词无人机集群 态势评估 协同目标分配 协同航迹规划 群智能算法
英文摘要

近年来,无人机技术取得了飞速发展,无论在军事还是民用领域都取得了越来越广泛的应用。军事上,无人机应用逐步呈现出集群化、智能化和自组织化等特点,由此,自然产生了对于无人机集群协同智能决策技术研究的需要。无人机集群协同智能决策技术是决定具有自组织智能协同的无人机集群能否投入实战应用的关键技术问题,包括“智能通信组网”、“智能指挥控制”、“智能态势感知与评估”、“智能目标分配决策”、“智能航迹规划决策”、“智能飞行控制决策”、“智能武器分配决策”、“智能毁伤评估”等一系列领域技术的研究。

本文通过选取“智能态势感知与评估”、“智能协同目标分配”、“智能协同航迹规划”三方面智能决策技术,以群智能算法为主要研究对象,对无人机集群协同智能决策技术进行了简要研究:

首先针对现有以目标威胁值排序的主流态势评估方法不适用于同构无人机集群空中对抗任务的问题,引入一种以打击命中率和反击命中率为核心的新型态势表示形式,研究了一种结合模糊集理论与多属性分析、基于打击收益损失比矩阵的态势评估模型;

其次,在态势评估的基础上,基于对无人机集群协同目标分配的建模,针对群智能算法应用于无人机集群协同目标分配常发生的易过早陷入局部极值而无法跳出的算法“早熟”问题,以混合粒子群算法为研究对象,提出基于引入堵塞检测”机制与“强制打散”操作的自适应打散混合粒子群算法,研究了基于该算法的无人机集群协同目标分配;

而后,假设已知无人机集群协同目标分配最终分配结果的前提下,完成了对于单机在线航迹规划的建模,针对现有航迹规划算法无法适用于透明态势动态任务环境下对于移动任务目标在线航迹规划的问题,以狼群算法为研究对象,提出了一种基于改进狼群算法并结合滚动时域优化方法与二维等步长航迹生成方法的单机在线航迹规划算法,研究了该算法在所建模单机在线航迹规划上的仿真应用,并与原狼群算法进行了优化性能的差异比较;

最后,将上述对于单机在线航迹规划的研究拓展延伸到无人机集群协同在线航迹规划中来,在单机在线航迹规划问题建模的基础上引入协同性约束和要求重新构造无人机集群协同在线航迹规划模型,针对透明态势动态任务环境下对于移动任务目标的无人机集群协同在线航迹规划问题,以萤火虫算法为研究对象,提出了一种基于改进萤火虫算法并结合滚动时域优化方法与二维等步长航迹生成方法的无人机集群协同在线航迹规划算法,验证了该算法可以用于文中所建模的无人机集群协同在线航迹规划问题的优化求解,并与原萤火虫算法进行了优化性能的差异比较。

学科主题算法理论
语种中文
页码95
源URL[http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/51672]  
专题毕业生_硕士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
沈越. 面向群智能算法的无人机集群协同智能决策技术研究[D]. 2023.

入库方式: OAI收割

来源:自动化研究所

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