發(fā)布時(shí)間：2017-03-26 18:11

  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的波浪動(dòng)力滑翔器路徑規(guī)劃算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波浪動(dòng)力滑翔器作為一種以波浪能為驅(qū)動(dòng)力的新型海洋觀測(cè)平臺(tái),在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域具有劃時(shí)代的意義。波浪動(dòng)力滑翔器依靠其獨(dú)特的雙體結(jié)構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)化為前行推動(dòng)力,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)海洋監(jiān)測(cè)工具需要定期能源補(bǔ)給的缺點(diǎn),不僅節(jié)約了能源、減少了花費(fèi),而且具有高強(qiáng)的續(xù)航能力和環(huán)境適應(yīng)性。然而復(fù)雜多變的海洋環(huán)境和波浪動(dòng)力滑翔器的動(dòng)力源特點(diǎn),使波浪動(dòng)力滑翔器的路徑規(guī)劃變得尤為困難,傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法已經(jīng)不能滿足波浪動(dòng)力滑翔器的航行需求。因此為了規(guī)劃出一條航行速度快、花費(fèi)時(shí)間短、無(wú)碰撞的最優(yōu)航行路線,需要設(shè)計(jì)一種適合于波浪動(dòng)力滑翔器特點(diǎn)的新型算法。傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法有很多,如模擬退火算法、遺傳算法、禁忌搜索算法、蟻群算法等等。然而,與其他路徑規(guī)劃算法相比,蟻群算法具有適合規(guī)劃波浪動(dòng)力滑翔器路徑的一大優(yōu)勢(shì),即能夠利用信息正反饋機(jī)制動(dòng)態(tài)地響應(yīng)外界環(huán)境的變化并能夠通過(guò)分布式并行計(jì)算機(jī)制提高運(yùn)算效率。因此選用蟻群算法作為規(guī)劃波浪動(dòng)力滑翔器路徑的基礎(chǔ)算法。由于波浪動(dòng)力滑翔器航行速度完全依賴于周圍的環(huán)境,因此需要對(duì)傳統(tǒng)蟻群算法進(jìn)行改進(jìn)。首先將人工勢(shì)場(chǎng)合力引入到啟發(fā)信息中組成勢(shì)場(chǎng)蟻群算法來(lái)彌補(bǔ)蟻群算法存在的不足,其次綜合考慮影響波浪動(dòng)力滑翔器速度的主要環(huán)境因素,之后采用精英策略改進(jìn)迭代過(guò)程中的信息素更新策略,最后根據(jù)障礙物漂移情況,實(shí)時(shí)改變波浪動(dòng)力滑翔器的路徑。將改進(jìn)后的勢(shì)場(chǎng)蟻群算法作為波浪動(dòng)力滑翔器的路徑規(guī)劃算法。利用柵格算法搭建不同的海洋環(huán)境模型,驗(yàn)證改進(jìn)后的勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的性能。從仿真結(jié)果可以看出,改進(jìn)的勢(shì)場(chǎng)蟻群算法能適用于不同的海洋環(huán)境,可根據(jù)波浪動(dòng)力滑翔器的特點(diǎn)尋找路徑短、速度快、無(wú)碰撞的最優(yōu)路線,從而證明了該混合算法的實(shí)用性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：波浪動(dòng)力滑翔器 海洋環(huán)境 路徑規(guī)劃 勢(shì)場(chǎng)蟻群算法
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P715;TP18
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 課題來(lái)源7
• 1.2 研究意義7-8
• 1.3 波浪動(dòng)力滑翔器研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10
• 1.4 波浪動(dòng)力滑翔器應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容與論文架構(gòu)11-13
• 第二章 波浪動(dòng)力滑翔器雙體結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)原理13-21
• 2.1 波浪動(dòng)力滑翔器結(jié)構(gòu)分析13-15
• 2.1.1 水面浮體14
• 2.1.2 水下滑翔翼及臍帶纜14-15
• 2.2 波浪動(dòng)力滑翔器運(yùn)動(dòng)過(guò)程解析15-18
• 2.2.1 波浪運(yùn)動(dòng)15-16
• 2.2.2 波浪能利用原理16-17
• 2.2.3 運(yùn)動(dòng)過(guò)程解析17-18
• 2.3 波浪動(dòng)力滑翔器運(yùn)動(dòng)模型18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-21
• 第三章 波浪動(dòng)力滑翔器環(huán)境建模21-29
• 3.1 環(huán)境建模算法概述21-22
• 3.2 海洋環(huán)境描述22
• 3.3 環(huán)境模型設(shè)計(jì)22-27
• 3.3.1 柵格劃分方法22-23
• 3.3.2 柵格表示方法23-24
• 3.3.3 海洋環(huán)境模型24-27
• 3.4 本章小結(jié)27-29
• 第四章 蟻群算法的分析與改進(jìn)29-45
• 4.1 路徑規(guī)劃算法概述29-33
• 4.1.1 模擬退火算法29-31
• 4.1.2 遺傳算法31
• 4.1.3 禁忌搜索算法31-32
• 4.1.4 蟻群算法32-33
• 4.2 蟻群算法33-37
• 4.3 人工勢(shì)場(chǎng)算法37-39
• 4.4 蟻群算法的改進(jìn)策略39-41
• 4.5 基于勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)41-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第五章 波浪動(dòng)力滑翔器路徑規(guī)劃45-57
• 5.1 勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的改進(jìn)策略45-47
• 5.2 基于改進(jìn)勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的波浪動(dòng)力滑翔器路徑規(guī)劃算法47-49
• 5.3 基于改進(jìn)勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的波浪動(dòng)力滑翔器路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)49-54
• 5.4 本章小結(jié)54-57
• 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀學(xué)位期間研究成果63-65
• 致謝65-66

  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)勢(shì)場(chǎng)蟻群算法的波浪動(dòng)力滑翔器路徑規(guī)劃算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：269184