在偏遠(yuǎn)復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境下,無人機(jī)能夠順利完成極度危險(xiǎn)的高強(qiáng)度作業(yè)任務(wù),無人機(jī)已成為高空作業(yè)裝備發(fā)展的趨勢(shì)之一。無人機(jī)技術(shù)的研究直接影響著一個(gè)國(guó)家的航空工業(yè)的發(fā)展,對(duì)國(guó)家安全的保障至關(guān)重要。無人機(jī)航跡規(guī)劃技術(shù)是無人機(jī)作業(yè)導(dǎo)航技術(shù)的核心之一,本課題通過引入動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)策略和模擬退火準(zhǔn)則的方式優(yōu)化算法結(jié)構(gòu),提出了一種基于改進(jìn)人工蜂群算法的無人機(jī)航跡規(guī)劃技術(shù)。首先,對(duì)無人機(jī)二維航跡規(guī)劃數(shù)學(xué)模型和人工蜂群算法進(jìn)行分析,基于無人機(jī)自身硬件條件限制和無人機(jī)作業(yè)環(huán)境信息建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)航跡產(chǎn)生方式進(jìn)行改進(jìn),建立前后航跡點(diǎn)之間的關(guān)系,引入動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)策略、模擬退火準(zhǔn)則和復(fù)合形法優(yōu)化算法結(jié)構(gòu),對(duì)人工蜂群算法的全局開發(fā)性能和局部開發(fā)性能進(jìn)行權(quán)衡,通過仿真實(shí)驗(yàn)分析,本文所提算法對(duì)于給定二維空間環(huán)境的無人機(jī)航跡規(guī)劃較其他方法有更好的解算效果。提出一種滿足無人機(jī)在三維空間環(huán)境作業(yè)要求的航跡規(guī)劃數(shù)學(xué)模型,改進(jìn)蜜源生成方式提高生成蜜源的可行性,引入動(dòng)態(tài)選擇機(jī)制保證了優(yōu)化過程中蜂群的多樣性,引入模擬退火準(zhǔn)則對(duì)新舊航跡進(jìn)行接受判定,改進(jìn)蜜源鄰域搜索方式,提高了航跡求解準(zhǔn)確性和解算效果。通過仿真實(shí)驗(yàn)分析,該算法對(duì)于給定三維空間環(huán)境的... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

飛行中的先進(jìn)無人機(jī)隨著工程需求難度的不斷增加，很多高維度、非線性、多約束等復(fù)雜優(yōu)化

圖 1.2 無人機(jī)航跡規(guī)劃系統(tǒng)示意圖根據(jù)無人機(jī)航跡規(guī)劃技術(shù)的研究背景和意義，本文根據(jù)該領(lǐng)域研究中的一些重點(diǎn)難點(diǎn)問題進(jìn)行研究，研究?jī)?nèi)容主要為以下三方面：（1）無人機(jī)二維航跡規(guī)劃傳統(tǒng)蜂群算法在無人機(jī)二維航跡規(guī)劃問題尋優(yōu)過程中魯棒性、收斂速度和收斂精度不夠理想，數(shù)學(xué)模型建立不夠合理，導(dǎo)致航跡尋優(yōu)效率低下，無法充分發(fā)揮人工蜂群算法在快速解算復(fù)雜數(shù)學(xué)模型中凸顯的優(yōu)勢(shì)。（2）無人機(jī)三維航跡規(guī)劃無人機(jī)研究領(lǐng)域的專家對(duì)于無人機(jī)三維航跡規(guī)劃的研究相對(duì)不足，該問題數(shù)學(xué)模型構(gòu)建方法較少，相關(guān)理論研究不夠完善，ABC 算法在無人機(jī)三維航跡規(guī)劃求解領(lǐng)域的應(yīng)用較少，探索一種高效的改進(jìn) ABC 算法和合理的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建方式對(duì)該問題進(jìn)行求解。（3）多無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃多無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃研究過程中有些學(xué)者對(duì)數(shù)學(xué)模型過度簡(jiǎn)化，未能將

算效率[52]。Fu Xiaowei 提出一種多無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)過程中實(shí)時(shí)飛行路徑規(guī)劃算法，針對(duì)飛行過程遇到的突發(fā)威脅能迅速識(shí)別威脅的位置、威脅等級(jí)等信息，通過仿真分析該算法能夠?qū)崟r(shí)處理突發(fā)信息保證無人機(jī)協(xié)同順利完成規(guī)定任務(wù)[53]。Huang Hanqiao 提出了一種新型多無人機(jī)多任務(wù)編碼方式，通過所提出算法對(duì)多無人機(jī)進(jìn)行航跡規(guī)劃，最終通過滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對(duì)無人機(jī)姿態(tài)和速度進(jìn)行跟蹤，通過仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了無人機(jī)跟蹤器的有效性[54]。潘長(zhǎng)鵬針對(duì)多無人機(jī)同時(shí)到達(dá)目的地的協(xié)同任務(wù)執(zhí)行問題進(jìn)行研究，通過采取分層處理法，引入?yún)f(xié)同計(jì)算函數(shù)對(duì)規(guī)劃方法進(jìn)行完善[55]。鄧道靖通過將 GA 算法強(qiáng)大的交叉和變異操作作為新種群產(chǎn)生的主要方式，保留 PSO 算法的全局極值概念，提出并行遺傳粒子群算法，全局開發(fā)性能和局部開發(fā)性能得到良好的權(quán)衡[56]。很多學(xué)者也采用遺傳算法[57]、粒子群算法[58]、A*算法[59]等對(duì)多無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃問題進(jìn)行求解。通過分析國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于多無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃的研究狀況，群體智能優(yōu)化算法在多無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用[60]。無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型構(gòu)建方式相對(duì)簡(jiǎn)單，將任務(wù)執(zhí)行時(shí)間序列考慮在內(nèi)的研究較少。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于改進(jìn)人工蜂群算法的無人機(jī)三維航跡規(guī)劃[J]. 王慶海,姚冬艷,劉廣瑞.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(03)
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[4]基于改進(jìn)人工蜂群算法的多無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃[J]. 劉廣瑞,王慶海,姚冬艷.  鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(03)
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[9]改進(jìn)人工蜂群算法的無人機(jī)航跡規(guī)劃研究[J]. 徐流沙,吳梅,袁志敏.  火力與指揮控制. 2015(01)
[10]基于改進(jìn)人工蜂群算法的無人機(jī)實(shí)時(shí)航跡規(guī)劃[J]. 張洛兵,徐流沙,吳梅.  飛行力學(xué). 2015(01)

博士論文
[1]多無人機(jī)系統(tǒng)的協(xié)同目標(biāo)分配和航跡規(guī)劃方法研究[D]. 趙明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于智能優(yōu)化算法的無人機(jī)航跡規(guī)劃若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡中華.南京航空航天大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于群體智能算法的無人機(jī)航跡規(guī)劃研究[D]. 趙毓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]無人機(jī)航跡規(guī)劃與導(dǎo)航的方法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 鄭家良.電子科技大學(xué) 2012
[3]空間矢量數(shù)據(jù)的疊置算法研究[D]. 王艷麗.河南大學(xué) 2010
[4]智能優(yōu)化算法及應(yīng)用的研究[D]. 韋苗苗.山東大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3537458