在作戰(zhàn)中,武器-目標(biāo)分配(WTA)問題是防空指揮的關(guān)鍵,其目的是尋求適當(dāng)?shù)奈淦鲗?duì)準(zhǔn)目標(biāo),提高作戰(zhàn)效率。WTA問題含有許多的變量,包括武器性能、目標(biāo)威脅程度等,因此是典型的非確定性多項(xiàng)式完全問題。由于軍事領(lǐng)域信息技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代化武器被廣泛的應(yīng)用,武器-目標(biāo)分配問題也受到了極大的關(guān)注。本文詳細(xì)介紹了WTA問題的研究現(xiàn)狀以及解決WTA問題的常用算法。并從對(duì)抗方式、目標(biāo)威脅度和時(shí)間因素的角度,對(duì)WTA問題進(jìn)行分類,分析了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)WTA問題的定義以及模型構(gòu)建。在已有研究成果的基礎(chǔ)上,本文對(duì)基于智能算法的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)WTA問題進(jìn)行重點(diǎn)研究。針對(duì)靜態(tài)單目標(biāo)武器目標(biāo)分配問題中已有算法收斂速度慢以及收斂精度差的問題,本文提出了一種基于改進(jìn)的人工魚群算法的分配方案。該方案引入粒子群算法對(duì)魚群的視野進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,并結(jié)合遺傳算子以防止算法陷入局部最優(yōu),在實(shí)戰(zhàn)場景中進(jìn)行了各種算法的仿真,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較分析,仿真結(jié)果證明改進(jìn)后算法能夠有效地提高收斂速度以及收斂精度。針對(duì)靜態(tài)單目標(biāo)武器目標(biāo)分配中目標(biāo)函數(shù)單一的問題,本文建立了基于毀傷效能最大和用彈量最少的雙目標(biāo)優(yōu)化模型,最大限度地提高對(duì)敵人的預(yù)期傷害,同時(shí)對(duì)導(dǎo)彈的成本進(jìn)行了最小化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,為了提高算法收斂速度和精確度,本文進(jìn)一步提出了基于多目標(biāo)人工魚群算法的兩階段進(jìn)化策略,改進(jìn)了傳統(tǒng)魚群算法的聚群、追尾的行為規(guī)則,形成了新的狀態(tài)更新規(guī)則。并且運(yùn)用改進(jìn)遺傳算子對(duì)得到的Pareto前沿解及種群進(jìn)行更新。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)的多目標(biāo)人工魚群算法成功地應(yīng)用于WTA的求解過程中,在提高收斂速度的同時(shí),能夠取得更好的解。針對(duì)動(dòng)態(tài)武器目標(biāo)分配問題中現(xiàn)有模型對(duì)來襲目標(biāo)運(yùn)動(dòng)及多通道武器的使用考慮不夠充分的缺陷,本文在分析了動(dòng)態(tài)WTA問題的模型和解決WTA問題的常用智能算法基礎(chǔ)上,提出了武器-目標(biāo)配對(duì)時(shí)間窗和多階段武器目標(biāo)分配模型,進(jìn)一步解決動(dòng)態(tài)戰(zhàn)場環(huán)境下,多通道武器轉(zhuǎn)火和來襲目標(biāo)分階段打擊等問題。為實(shí)現(xiàn)這一模型在實(shí)際戰(zhàn)場中的仿真模擬,提出了一種改進(jìn)的蟻群算法,重新定義了轉(zhuǎn)移概率的計(jì)算方式和信息素增量的計(jì)算規(guī)則規(guī)則,最后對(duì)改進(jìn)的算法在防空作戰(zhàn)中的效果進(jìn)行驗(yàn)證,仿真結(jié)果證明了改進(jìn)算法在動(dòng)態(tài)問題中的可行性,能夠在實(shí)際戰(zhàn)場中快速地給出有效的打擊方案。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：E91;TP18
【部分圖文】：

受保護(hù)目標(biāo)圖 2.3 靜態(tài) WTA 場景態(tài) WTA 問題的定義以及模型構(gòu)建態(tài) WTA 定義靜態(tài) WTA 未考慮出現(xiàn)新目標(biāo)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)和武器發(fā)射時(shí)間等問題足會(huì)導(dǎo)致分配方案無效的后果，因此建立動(dòng)態(tài) WTA 問題的模型題可以簡單地理解為是對(duì)靜態(tài) WTA 問題的多次實(shí)現(xiàn)，而終止被使用或者沒有來襲目標(biāo)再次出現(xiàn)。但是，要想真正的解決動(dòng)復(fù)雜的多。首先，在 DWTA 問題中會(huì)受到很多實(shí)際因素（例如窗問題）的限制，由于這些約束的存在為算法尋找可行解增加了WTA 問題生成分配方案時(shí)，不僅僅要考慮當(dāng)前的作戰(zhàn)狀態(tài)，還產(chǎn)生的結(jié)果。因此動(dòng)態(tài) WTA 要在靜態(tài) WTA 模型的基礎(chǔ)上，加的時(shí)間窗問題。除此之外，還需考慮在一次分配結(jié)束后出現(xiàn)新目

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文以看出，改進(jìn)后的算法在相同迭代次數(shù)內(nèi)取得的全局最小于傳統(tǒng)人工魚群算法和遺傳算法，說明改進(jìn)算法可以在優(yōu)的分配方案，使得敵方的來襲目標(biāo)的存活概率更小，對(duì)的算法在一定程度上有效的改善了算法的精確度。然而，每次迭代中都利用了食物濃度排序和遺傳算子，同樣迭代略長于其他兩種算法。驗(yàn)證算法的收斂速度，分別對(duì)三種算法的最優(yōu)收斂曲線和仿真結(jié)果如圖 3.4 和圖 3.5 所示。

會(huì)略長于其他兩種算法。步驗(yàn)證算法的收斂速度，分別對(duì)三種算法的最優(yōu)收斂曲線和平。仿真結(jié)果如圖 3.4 和圖 3.5 所示。圖 3.4 三種算法的最優(yōu)收斂曲線比較
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2 楊奇松;王順宏;王然輝;牛曉潔;;分階段對(duì)地打擊武器-目標(biāo)分配建模與決策[J];彈道學(xué)報(bào);2017年02期

3 韓松臣，秦俊奇，韓品堯，邵成勛;馬爾可夫決策過程在目標(biāo)分配中的應(yīng)用[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1996年02期

4 肖金科;李為民;江蕭君;呂誠中;;末段反導(dǎo)目標(biāo)分配問題研究[J];飛航導(dǎo)彈;2017年02期

5 劉傳波;邱志明;吳玲;王航宇;;動(dòng)態(tài)武器目標(biāo)分配問題的研究現(xiàn)狀與展望[J];電光與控制;2010年11期

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7 張海兵;徐誠;李世永;;貪心遺傳算法及其在武器目標(biāo)分配問題中的應(yīng)用[J];彈道學(xué)報(bào);2007年02期

8 魏鐵濤;屈香菊;;多機(jī)協(xié)同與多目標(biāo)分配任務(wù)規(guī)劃方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2009年08期

9 姚遠(yuǎn);秦玲;;蟻群算法在武器目標(biāo)分配問題中的應(yīng)用[J];福建電腦;2007年03期

10 黃樹采,李為民;目標(biāo)分配問題的蟻群算法研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2005年01期

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5 苗衛(wèi)強(qiáng);改進(jìn)的文化算法研究及應(yīng)用[D];南昌航空大學(xué);2014年

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8 馬亞邦;大氣層外多攔截器協(xié)同反導(dǎo)任務(wù)若干問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

9 丁江濤;彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)目標(biāo)分配研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

10 張雪梅;無人作戰(zhàn)飛機(jī)攻擊地面目標(biāo)的研究與應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2863599