本文關(guān)鍵詞：多UCAV在線協(xié)同任務(wù)分配技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 無人作戰(zhàn)飛機(jī) 航路預(yù)規(guī)劃 防空火力壓制 在線任務(wù)分配 CBBA算法

【摘要】：在動(dòng)態(tài)變化的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中,在線協(xié)同任務(wù)分配技術(shù)是多無人作戰(zhàn)飛機(jī)實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)和高效協(xié)同的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文從問題的描述與建模開始,分別以對(duì)地攻擊任務(wù)和防空火力壓制任務(wù)為背景,在有限集中的分布式控制體系中,重點(diǎn)研究了多無人作戰(zhàn)飛機(jī)在線協(xié)同任務(wù)分配中威脅區(qū)約束、協(xié)同約束和時(shí)序約束的處理方法,并進(jìn)行了仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證。首先,闡述了多無人作戰(zhàn)飛機(jī)在線協(xié)同任務(wù)分配問題的實(shí)時(shí)性、分布性和復(fù)雜性,分析了多無人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上對(duì)多無人作戰(zhàn)飛機(jī)在線協(xié)同任務(wù)分配問題的相關(guān)概念進(jìn)行了定義和描述,并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。其次,考慮到戰(zhàn)場(chǎng)威脅對(duì)任務(wù)分配問題的影響,給出了基于改進(jìn)RRT算法的在線航路預(yù)估方法,在基本的RRT算法中加入了啟發(fā)式估價(jià)函數(shù),改進(jìn)了新節(jié)點(diǎn)生成的采樣策略。采取回歸分析的方法解決局部最優(yōu)問題,有效地解決了基本RRT算法隨機(jī)性大,規(guī)劃路徑重復(fù)性差的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)性和快速性的有效折中。再次,著眼于協(xié)同約束處理,以多無人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同執(zhí)行對(duì)地攻擊任務(wù)為背景,針對(duì)算法CBBA要求一個(gè)任務(wù)只能分配給一個(gè)Agent的缺陷,采取將需要多架無人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同執(zhí)行的目標(biāo)進(jìn)行復(fù)制,而后依據(jù)CBBA算法框架分別求解的方法,實(shí)現(xiàn)了多無人作戰(zhàn)飛機(jī)在線協(xié)同任務(wù)分配的目的,同時(shí)設(shè)計(jì)了綜合考慮路徑距離和威脅代價(jià)的評(píng)價(jià)函數(shù),對(duì)基于改進(jìn)RRT的在線航路預(yù)估方法在CBBA框架下進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,著眼于時(shí)序約束處理,結(jié)合多無人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同執(zhí)行防空火力壓制任務(wù)的需求,對(duì)基于招聘的任務(wù)分配算法進(jìn)行了改進(jìn)。一方面為每架無人作戰(zhàn)飛機(jī)設(shè)置任務(wù)路徑,任務(wù)分配按照任務(wù)間時(shí)序約束的優(yōu)先級(jí)依次進(jìn)行,另一方面,任務(wù)分配過程中,計(jì)算每個(gè)任務(wù)的開始時(shí)間和完成時(shí)間,要求無人作戰(zhàn)飛機(jī)到達(dá)任務(wù)的時(shí)間必須大于或者等于其前繼任務(wù)的完成時(shí)間。實(shí)現(xiàn)了防空火力壓制任務(wù)的快速在線分配,同時(shí)最大限度地減少了無人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)時(shí)的等待時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：無人作戰(zhàn)飛機(jī) 航路預(yù)規(guī)劃 防空火力壓制 在線任務(wù)分配 CBBA算法
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279;O212.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-11
• 縮略語對(duì)照表11-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 研究背景15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 問題建模15-16
• 1.2.2 求解算法16-17
• 1.2.3 在線任務(wù)分配17-18
• 1.3 論文的研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 在線協(xié)同任務(wù)分配問題分析與模型建立19-27
• 2.1 多UCAV在線協(xié)同任務(wù)分配問題的特點(diǎn)19-20
• 2.1.1 UCAV之間的協(xié)同性19
• 2.1.2 任務(wù)分配的實(shí)時(shí)性19-20
• 2.1.3 任務(wù)分配的自主性20
• 2.2 多UCAV在線協(xié)同控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3 多UCAV在線協(xié)同任務(wù)分配問題的建模21-25
• 2.3.1 多UCAV在線協(xié)同任務(wù)分配問題的目標(biāo)22-23
• 2.3.2 多UCAV在線協(xié)同任務(wù)分配問題的約束條件23-24
• 2.3.3 多UCAV在線協(xié)同任務(wù)分配問題的數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 基于改進(jìn)RRT的在線航路預(yù)規(guī)劃技術(shù)27-37
• 3.1 問題分析與求解思路27-30
• 3.1.1 任務(wù)分配與航路規(guī)劃27-28
• 3.1.2 在線航路預(yù)規(guī)劃技術(shù)的研究思路28-29
• 3.1.3 RRT算法介紹29
• 3.1.4 航路代價(jià)計(jì)算29-30
• 3.2 面向在線航路預(yù)規(guī)劃的RRT算法改進(jìn)策略30-32
• 3.2.1 采用多重隨機(jī)采樣策略30-31
• 3.2.2 引入啟發(fā)式估價(jià)函數(shù)31-32
• 3.2.3 利用回歸分析消除局部最優(yōu)32
• 3.3 基于改進(jìn)RRT的在線航路預(yù)估算法描述32-33
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)33-36
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置33
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于擴(kuò)展CBBA的對(duì)地攻擊任務(wù)在線協(xié)同分配37-49
• 4.1 基于CBBA的問題分析與建模37-40
• 4.1.1 CBBA簡單介紹37
• 4.1.2 CBBA的研究回顧與分析37-38
• 4.1.3 基于CBBA的求解思路38-39
• 4.1.4 基于CBBA的問題建模39-40
• 4.2 面向?qū)Φ毓羧蝿?wù)在線協(xié)同分配的CBBA擴(kuò)展40-41
• 4.2.1 信息結(jié)構(gòu)40
• 4.2.2 評(píng)價(jià)函數(shù)的設(shè)計(jì)40-41
• 4.2.3 基于CBBA框架的多機(jī)協(xié)同實(shí)現(xiàn)41
• 4.3 基于擴(kuò)展CBBA的在線協(xié)同任務(wù)分配算法描述41-42
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)42-47
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)一43-44
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)二44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第五章 基于改進(jìn)RBTA的SEAD任務(wù)在線協(xié)同分配49-65
• 5.1 問題描述與求解分析49-53
• 5.1.1 SEAD任務(wù)介紹49-50
• 5.1.2 SEAD任務(wù)分配問題的求解思路50-51
• 5.1.3 RBTA算法介紹51-52
• 5.1.4 基于RBTA算法的SEAD任務(wù)分配問題模型52-53
• 5.2 面向SEAD任務(wù)的RBTA改進(jìn)策略53-56
• 5.2.1 信息結(jié)構(gòu)53
• 5.2.2 時(shí)序約束的處理方法53-54
• 5.2.3 任務(wù)分配目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制設(shè)計(jì)54-56
• 5.3 面向SEAD任務(wù)的改進(jìn)RBTA算法流程圖56-58
• 5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證58-63
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)一59-61
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)二61-63
• 5.5 本章小結(jié)63-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 論文總結(jié)65-66
• 6.2 進(jìn)一步的研究方向66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 作者簡介73-74

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本文編號(hào)：1001937