無人機(jī)的任務(wù)分配是無人機(jī)研究的重點(diǎn)問題。在實(shí)際飛行中風(fēng)對(duì)無人機(jī)的控制方式產(chǎn)生重要影響,導(dǎo)致無人機(jī)的地速大小和方向發(fā)生改變,從而使無人機(jī)飛行相同航跡任務(wù)的飛行時(shí)間發(fā)生改變,因此,在考慮風(fēng)的前提下研究以最小化無人機(jī)飛行時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)的無人機(jī)任務(wù)分配問題具有一定的實(shí)際意義。首先,針對(duì)旋翼無人機(jī)在風(fēng)場(chǎng)環(huán)境下的任務(wù)分配問題進(jìn)行研究。根據(jù)風(fēng)速、無人機(jī)空速和地速之間的矢量關(guān)系,以無人機(jī)完成所有任務(wù)點(diǎn)訪問并返回起點(diǎn)時(shí)的時(shí)間最小化為優(yōu)化目標(biāo),構(gòu)建了變速VRP模型(VS-VRP),并通過實(shí)驗(yàn)證明了風(fēng)對(duì)旋翼無人機(jī)任務(wù)分配結(jié)果存在的影響。然后,在上述問題的基礎(chǔ)上考慮固定翼無人機(jī)存在動(dòng)力學(xué)約束,將任意兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)間的歐式距離拓展為杜賓路徑,進(jìn)一步地對(duì)風(fēng)影響下的固定翼無人機(jī)任務(wù)分配進(jìn)行研究。構(gòu)建了杜賓路徑變速VRP模型(DP-VS-VRP)。通過設(shè)計(jì)交叉算子和變異算子,采用遺傳算法對(duì)該問題有風(fēng)以及不同風(fēng)場(chǎng)情形進(jìn)行求解,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在考慮無人機(jī)動(dòng)力學(xué)約束的情形下,風(fēng)場(chǎng)存在對(duì)固定翼無人機(jī)任務(wù)分配同樣存在影響,且該模型能夠有效的給出無人機(jī)在固定風(fēng)場(chǎng)環(huán)境下的任務(wù)分配方案。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V279
【部分圖文】：

39POPSIZE=600 POPSIZE=800圖 4.9 風(fēng)速為 5m/s 的東風(fēng)環(huán)境中，不同規(guī)模、交叉、變異概率下固定翼無人機(jī)最短航時(shí)Fig 4.9 Minimum time in east wind field with wind speed of 5 m/s obtained by using differentpopulation sizes and crossover and mutation probabilities

(b) 不同種群規(guī)模下，交叉概率對(duì)算法求解結(jié)果的影響圖 4.10 不同種群規(guī)模下，交叉和變異概率對(duì)算法求解結(jié)果的影響ffect of crossover and mutation probabilities on the results of the algorithm unpopulation sizes觀地體現(xiàn)不同種群和不同交叉和變異概率下算法求解結(jié)果的差0 的種群規(guī)模下，選擇三組交叉和變異概率的配置，在同樣的實(shí)實(shí)驗(yàn)，得到最短時(shí)間平均值隨迭代次數(shù)變化的情況如圖 4.11

(b) Popsize =800圖 4.11 兩種種群規(guī)模下三種交叉和變異概率配置下算法求解過程gorithm solving process when given two population sizes and three kindand mutation probability configurations規(guī)模為 400 時(shí)，三組交叉和變異概率配置下算法計(jì)算結(jié)果為 0.9 和變異概率為 0.5 時(shí)，算法的求解效果最好；當(dāng)種群組交叉和變異概率配置下算法計(jì)算結(jié)果的差異明顯減小，特后，(Pc=0.9, Pm=0.5)和(Pc=0.7, Pm=0.2)下可以得到相同的計(jì)的是，較小的種群規(guī)模在相同的迭代次數(shù)下可以降低算法考慮上述實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中將交叉概率設(shè).5，種群規(guī)模設(shè)為 400，迭代次數(shù)設(shè)為 200。結(jié)對(duì)風(fēng)影響下的固定翼無人機(jī)任務(wù)分配問題基于 VS-VRP 模-VS-VRP 模型，并針對(duì)該模型設(shè)計(jì)了遺傳算法中的交叉算子
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2858292