本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃研究

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【摘要】：任務(wù)規(guī)劃是無人機能否科學合理執(zhí)行任務(wù)的重要環(huán)節(jié)。研究異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃建模與算法,為無人機制定出滿足作戰(zhàn)需求的任務(wù)計劃,使多無人機系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能優(yōu)于各無人機獨立作戰(zhàn)效能的總和,是發(fā)揮多無人機協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢的關(guān)鍵,具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義。本文針對異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃特點對任務(wù)規(guī)劃模型及算法開展研究,分析任務(wù)之間的各種約束關(guān)系,給出了能夠體現(xiàn)任務(wù)之間相互協(xié)調(diào)的任務(wù)規(guī)劃描述方法;針對同時多任務(wù)指派問題的復(fù)雜性,提出了異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃模型和相應(yīng)的算法;基于VR-Forces設(shè)計開發(fā)了虛擬現(xiàn)實實驗環(huán)境。主要研究工作和創(chuàng)新點如下:(1)研究了異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃問題。根據(jù)多無人機多任務(wù)的任務(wù)優(yōu)先級、目標位置、時間要求等屬性對任務(wù)規(guī)劃問題進行了描述,提出了任務(wù)規(guī)劃分解的特點、原則和內(nèi)容,建立了異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃的工作機制,給了出任務(wù)規(guī)劃的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和基本流程。(2)建立了異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃數(shù)學建模。提出了任務(wù)規(guī)劃的建模思想,同時在對任務(wù)合理分解的基礎(chǔ)上,建立了單基地異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃問題的數(shù)學模型,在多基地問題上,針對經(jīng)典的MILP模型,提出了改進的MILP模型。(3)設(shè)計了基于禁忌搜索的異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃算法。異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃模型的約束條件較多,利用禁忌搜索算法對其進行求解的關(guān)鍵在于設(shè)計合適的移動算子、搜索策略、禁忌列表和特赦準則等等。針對模型特點,本文設(shè)計了合適的算法組件,確保了解個體的合法性和移動算子的可行性。(4)研究了異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃效能評估問題。根據(jù)效能評估指標的選取原則和異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃的特點,運用層次分析法建立了異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃的效能評估指標體系,并結(jié)合建立的指標體系建立了模糊綜合評估模型。(5)開發(fā)了異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃虛擬現(xiàn)實模擬實驗環(huán)境。結(jié)合異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃模型和算法的理論研究,開發(fā)了基于VRForces的異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),設(shè)計了仿真案例,并對模型和算法進行實驗驗證。
【關(guān)鍵詞】：異構(gòu)多無人機 任務(wù)規(guī)劃 效能評估 虛擬現(xiàn)實
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景及意義12-15
• 1.1.1 應(yīng)用需求12-14
• 1.1.2 理論需求14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 問題模型16-17
• 1.2.2 求解算法17-18
• 1.3 現(xiàn)有研究的不足18
• 1.4 本文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排18-20
• 第二章 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃問題分析20-28
• 2.1 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃問題描述20-22
• 2.1.1 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃特點20-21
• 2.1.2 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃原則21-22
• 2.1.3 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃內(nèi)容22
• 2.2 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃工作機制22-27
• 2.2.1 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22-24
• 2.2.2 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃技術(shù)要求24-25
• 2.2.3 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃基本流程25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃問題建模28-45
• 3.1 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃建模思路28
• 3.2 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃任務(wù)分解28-31
• 3.2.1 情報偵察29
• 3.2.2 目標指示29-30
• 3.2.3 炮火校射30
• 3.2.4 電子干擾30
• 3.2.5 火力打擊30-31
• 3.2.6 毀傷評估31
• 3.3 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃數(shù)學建模31-43
• 3.3.1 單基地異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃模型31-35
• 3.3.2 多基地異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃模型35-40
• 3.3.3 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃模型分析40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 基于TS的異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃算法45-61
• 4.1 任務(wù)規(guī)劃算法研究的意義45
• 4.2 任務(wù)規(guī)劃算法的分類45-48
• 4.2.1 數(shù)學規(guī)劃方法46
• 4.2.2 智能優(yōu)化算法46-47
• 4.2.3 啟發(fā)式算法47-48
• 4.3 基于TS的異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃算法研究48-57
• 4.3.1 禁忌搜索算法描述48-50
• 4.3.2 禁忌搜索的關(guān)鍵要素50-54
• 4.3.3 基于TS的異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃算法設(shè)計54-57
• 4.4 Matlab仿真57-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃效能評估61-71
• 5.1 作戰(zhàn)效能評估概述61
• 5.2 作戰(zhàn)效能評估方法比較分析61-63
• 5.3 異構(gòu)多無人機作戰(zhàn)效能評估指標體系63
• 5.4 異構(gòu)多無人機作戰(zhàn)效能評估模型建立63-65
• 5.5 異構(gòu)多無人機作戰(zhàn)效能評估計算實例65-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 第六章 異構(gòu)多無人機多任務(wù)規(guī)劃仿真實驗71-90
• 6.1 VR-Forces軟件簡介71-72
• 6.2 基于實體參數(shù)數(shù)據(jù)庫的實體模型72-74
• 6.3 實體行為仿真框架74-75
• 6.4 任務(wù)設(shè)置和數(shù)據(jù)請求75-78
• 6.5 虛擬場景地形制作78-81
• 6.6 任務(wù)規(guī)劃虛擬現(xiàn)實仿真實驗81-89
• 6.6.1 任務(wù)規(guī)劃可行性實驗81-85
• 6.6.2 任務(wù)規(guī)劃性能對比實驗85-86
• 6.6.3 任務(wù)規(guī)劃作戰(zhàn)效能實驗86-89
• 6.7 本章小結(jié)89-90
• 第七章 總結(jié)與展望90-92
• 7.1 總結(jié)90-91
• 7.2 展望91-92
• 參考文獻92-97
• 致謝97-99
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文專利99

【參考文獻】

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本文編號：988393