發(fā)布時(shí)間：2020-03-25 03:41

【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,飛行器在作戰(zhàn)中扮演著越來(lái)越重要的角色。如何快速、準(zhǔn)確地為飛行器規(guī)劃出一條合理航路是導(dǎo)航管理的研究熱點(diǎn)之一。尤其如今戰(zhàn)場(chǎng)越發(fā)趨于智能化,飛行器在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)為了避免雷達(dá)的探測(cè),實(shí)現(xiàn)低空突防,需要依照地形的變化規(guī)劃一條最優(yōu)航線,這對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的勝負(fù)起到了關(guān)鍵的作用。本文針對(duì)復(fù)雜環(huán)境中的多機(jī)協(xié)同航路規(guī)劃問(wèn)題,采用改進(jìn)的A星算法,展開(kāi)漸進(jìn)式研究,包括面向巡航的單機(jī)二維航路規(guī)劃、面向低空突防的單機(jī)三維航路規(guī)劃以及基于任務(wù)的多機(jī)協(xié)同航路規(guī)劃,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)改進(jìn)算法進(jìn)行驗(yàn)證。論文的主要工作包括:1.針對(duì)飛行器的巡航階段的航路規(guī)劃,首先利用了傳統(tǒng)A星算法進(jìn)行了航路規(guī)劃,然后針對(duì)其不足提出了基于自適應(yīng)柵格地圖法的改進(jìn)A星算法,最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)的算法具有搜索速度快和使用內(nèi)存小的優(yōu)點(diǎn)。2.針對(duì)面向低空突防任務(wù)的航路規(guī)劃,首先建立航路規(guī)劃空間以及約束模型,并利用數(shù)字地圖技術(shù)建立了三維模擬數(shù)字地形,然后結(jié)合飛行器的性能約束,對(duì)A星算法進(jìn)行了改進(jìn),并在不同的代價(jià)中引入權(quán)重系數(shù),根據(jù)不同的任務(wù)要求選擇不同的權(quán)重值,最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法能夠?qū)崿F(xiàn)多約束條件下的三維航路規(guī)劃,并能夠適應(yīng)不同任務(wù)的需求。3.針對(duì)基于任務(wù)的多機(jī)協(xié)同航路規(guī)劃,本文根據(jù)實(shí)際任務(wù)需求提出了三種協(xié)同模式,并在各個(gè)模式中提出對(duì)應(yīng)的協(xié)同策略,在編隊(duì)保持模式中提出以長(zhǎng)機(jī)的狀態(tài)作為協(xié)同變量,并在轉(zhuǎn)彎點(diǎn)進(jìn)行速度調(diào)整,保證在飛行過(guò)程中時(shí)刻保持編隊(duì)隊(duì)形;在時(shí)間協(xié)同模式中,提出了對(duì)應(yīng)的時(shí)間協(xié)同策略、碰撞調(diào)控策略以及速度調(diào)整策略,為從多個(gè)出發(fā)點(diǎn)出發(fā)的飛行器規(guī)劃出同時(shí)到達(dá)同一目標(biāo)點(diǎn)的航路;在任務(wù)協(xié)同模式中提出了帶有時(shí)間約束的協(xié)同規(guī)劃算法,在代價(jià)函數(shù)中添加一項(xiàng)與時(shí)間有關(guān)的代價(jià),通過(guò)比較預(yù)定到達(dá)時(shí)間和預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間的差值確定優(yōu)先擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn),并實(shí)時(shí)調(diào)整飛行速度;在各個(gè)模式中通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了策略的有效性。
【圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文空間的路徑規(guī)劃劃分為垂直和水平兩個(gè)階段，，兩方向分別計(jì)算，構(gòu)建動(dòng)態(tài)搜索樹(shù)，最終合并出最后的航路，但是利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃對(duì)于復(fù)雜或者較大的區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，仍然存在時(shí)間和存儲(chǔ)空間指數(shù)增加的情況[14]。航路規(guī)劃算法智能算法 啟發(fā)式算法 其他算法A

務(wù)的飛行器規(guī)劃航路，建立航路規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，利用傳統(tǒng) A 星算法進(jìn)行航路規(guī)劃，并對(duì)傳統(tǒng) A 星算法進(jìn)行改進(jìn)。2.1 航路規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的建立飛行器航路規(guī)劃的問(wèn)題可以描述為：給定飛行器的出發(fā)點(diǎn)sP 和目的點(diǎn)eP 后，在一定的區(qū)域 內(nèi)，為飛行規(guī)劃出一條滿(mǎn)足約束條件一條航路，該航路是從起點(diǎn)到終點(diǎn)能夠滿(mǎn)足一系列的約束條件的航路節(jié)點(diǎn)的集合，使得其某項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)最小，可表達(dá)為式(2-1)。min ( ). . ( ) 0lF ls t g l (2-1)航路規(guī)劃相關(guān)問(wèn)題可以分為以下幾個(gè)部分：規(guī)劃空間、威脅模型、航路點(diǎn)的表示以及航路規(guī)劃算法，如圖 2.1 所示。航路點(diǎn)表示
【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】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V249.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王震宇;熊家新;陳純;劉麗;;四軸飛行器的數(shù)學(xué)模型[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

2 張益明;;“切比雪夫距離”下的軌跡探究[J];數(shù)學(xué)教學(xué);2015年08期

3 范作娥;施建禮;馬培蓓;;攻擊時(shí)間可控的動(dòng)態(tài)航路規(guī)劃算法[J];新型工業(yè)化;2014年02期

4 關(guān)旭寧;魏瑞軒;郭慶;王樹(shù)磊;李政陽(yáng);;多無(wú)人機(jī)時(shí)序到達(dá)協(xié)同控制方法[J];電光與控制;2014年01期

5 劉振峰;謝洪森;危水根;;基于文化蟻群算法的三維飛行器航路規(guī)劃[J];計(jì)算機(jī)仿真;2013年05期

6 俞志英;郭戈;錢(qián)方;;基于反饋線性化的車(chē)輛編隊(duì)控制[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

7 吳劍;喻玉華;周繼強(qiáng);黃一敏;;無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃中的變步長(zhǎng)A~*算法[J];電光與控制;2011年05期

8 張忠林;曹志宇;李元韜;;基于加權(quán)歐式距離的k_means算法研究[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年01期

9 張艷;高曉光;魏小豐;;四維空間中的無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃及仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年24期

10 李玲娟;豆坤;;層次分析法中判斷矩陣的一致性研究[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2009年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 爾古打機(jī);決策中成對(duì)比較矩陣的數(shù)據(jù)理論與方法[D];電子科技大學(xué);2014年

2 陳志泊;GIS中柵格數(shù)據(jù)時(shí)空數(shù)據(jù)模型及其應(yīng)用的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 郭敬磊;基于DEM數(shù)據(jù)的三維地形地類(lèi)可視化研究[D];東南大學(xué);2016年

2 黃大倫;基于遺傳算法的航跡規(guī)劃的研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 張連慶;小型飛航導(dǎo)彈方案彈道優(yōu)化與末端制導(dǎo)律設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

4 柯星;動(dòng)態(tài)環(huán)境下多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D];電子科技大學(xué);2013年

5 任牧青;基于聲觀通的AUV三維編隊(duì)控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

6 田群方;多導(dǎo)彈協(xié)同制導(dǎo)及編隊(duì)飛行控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 杜運(yùn)磊;無(wú)人飛行器航跡規(guī)劃研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2599334