【摘要】：未來UCAV對(duì)地攻擊飛行前規(guī)劃可以分為上層動(dòng)作序列規(guī)劃和下層以航線為中心的規(guī)劃。上層動(dòng)作序列規(guī)劃是典型的智能規(guī)劃問題,用智能規(guī)劃求解UCAV對(duì)地攻擊飛行前動(dòng)作序列規(guī)劃問題是可行的思路。論文嘗試采用圖規(guī)劃來做UCAV對(duì)地攻擊動(dòng)作序列規(guī)劃。圍繞此問題,論文主要做了以下工作: (1)以規(guī)劃問題概念模型為理論基礎(chǔ)建立了UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題模型。圍繞UCAV對(duì)地攻擊典型作戰(zhàn)想定,針對(duì)問題特點(diǎn),在經(jīng)典規(guī)劃假設(shè)中,放寬系統(tǒng)靜態(tài)假設(shè),即在不同的情況下動(dòng)作的效果可能不同,采用條件效果表達(dá)方式表示UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作規(guī)劃問題,同時(shí)通過對(duì)UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題進(jìn)行深入分析,并按照規(guī)劃概念模型三要素將其抽象出來,建立了UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題模型。該模型是基于作戰(zhàn)飛機(jī)戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作而建立的,簡(jiǎn)單明了,能夠體現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作過程并可以擴(kuò)展運(yùn)用。 (2)研究了圖規(guī)劃方法到UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題的求解應(yīng)用。采用圖規(guī)劃算法求解問題。在求解分析中,發(fā)現(xiàn)操作算子數(shù)量增加到一定程度后會(huì)出現(xiàn)無法求解或者求解時(shí)間過長的情況;同時(shí)解搜索過程中存在不必要的回溯�；诖�,算法改進(jìn)從操作算子表達(dá)與解搜索入手,采用條件效果表示與最小剩余優(yōu)先策略兩方面相結(jié)合,一方面往動(dòng)作效果里添加條件語句,使得在不同條件下具有不同效果的動(dòng)作得以用一個(gè)操作算子實(shí)現(xiàn),從而大大縮小動(dòng)作數(shù)目;另一方面,在解搜索時(shí)優(yōu)先選擇可選擇動(dòng)作數(shù)目最少的目標(biāo)命題進(jìn)行求解,比如某個(gè)命題只能由唯一的動(dòng)作實(shí)現(xiàn),則這個(gè)命題首先挑選進(jìn)行解決。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)分析中證實(shí)了算法改進(jìn)的有效性。 (3)設(shè)計(jì)了作戰(zhàn)想定對(duì)改進(jìn)算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證分析。結(jié)合問題描述與問題模型設(shè)計(jì)了一個(gè)UCAV對(duì)地攻擊作戰(zhàn)想定,對(duì)作戰(zhàn)想定進(jìn)行了域描述;基于論文提出的算法改進(jìn)思想編寫了UCAV-Graphplan程序,對(duì)UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題進(jìn)行求解,得到了UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列。仿真結(jié)果表明,論文所設(shè)計(jì)的模型和改進(jìn)的算法合理有效,采用圖規(guī)劃方法來求解UCAV對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題是初步可行的。
【圖文】：

2.2.1 UCAV 對(duì)地攻擊任務(wù)描述為了方便對(duì)實(shí)際問題的描述，論文首先給出一個(gè) UCAV 對(duì)地攻擊任務(wù)的作戰(zhàn)想定。如圖 2.1 所示。UCAV 機(jī)群對(duì)位于一條河流旁邊的某敵軍機(jī)場(chǎng)進(jìn)行攻擊。作戰(zhàn)目標(biāo)是奪取機(jī)場(chǎng)跑道、停機(jī)坪和彈藥庫。UCAV 機(jī)群從河流西側(cè)進(jìn)入，到達(dá)作戰(zhàn)區(qū)域后兵分兩路分別從南北兩向?qū)ξ挥诤恿鳀|側(cè)的敵機(jī)場(chǎng)進(jìn)行攻擊，形成包圍之勢(shì)，奪取目標(biāo)后從東側(cè)飛離作戰(zhàn)區(qū)。圖 2.1 UCAV 對(duì)地攻擊作戰(zhàn)想定UCAV 對(duì)地攻擊作戰(zhàn)任務(wù)可以按時(shí)間順序分為幾個(gè)階段，各個(gè)階段具有各自明顯的作戰(zhàn)目的，圖 2.2 給出了無人作戰(zhàn)飛機(jī)機(jī)群執(zhí)行對(duì)地攻擊的作戰(zhàn)任務(wù)執(zhí)行流程。由圖所示，整個(gè)作戰(zhàn)過程實(shí)際上可分下面三個(gè)階段：初始航段（集結(jié)和巡航）、突防航段、突擊航段[44]。

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文了規(guī)劃問題三個(gè)關(guān)鍵要素：作戰(zhàn)初始狀態(tài)、作戰(zhàn)目標(biāo)狀態(tài)以及戰(zhàn)術(shù)操作，U攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題的目標(biāo)就是根據(jù) UCAV 作戰(zhàn)初始狀態(tài)、作戰(zhàn)所有備選戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，通過規(guī)劃算法的自動(dòng)推理，編排出 UCAV 對(duì)地攻擊序列。不同于一般的數(shù)學(xué)模型，UCAV 對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題 STRIPS 規(guī)劃語言作為其模型表達(dá)方式，現(xiàn)要將其轉(zhuǎn)換成適合計(jì)算機(jī)處理即建立 UCAV 對(duì)地攻擊戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作序列規(guī)劃問題仿真模型，并最終把仿真成源程序。規(guī)劃的簡(jiǎn)單概念模型如圖 2.8 所示，，規(guī)劃器單向輸出規(guī)劃結(jié)果到控制器，了一個(gè)重要的因素：控制器所知道的關(guān)于系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的信息。這種信不完整的。關(guān)于狀態(tài)的不完整知識(shí)可以用一個(gè)觀察函數(shù)η：S→O 進(jìn)行刻 S 映射到有可能的觀察組成的某個(gè)離散集合 O={o1,o2,…}。于是，控制器對(duì)應(yīng)當(dāng)前狀態(tài)的觀察 o=η(s)。論文沒有做控制器模塊，規(guī)劃問題的概念縮減如圖 2.10 所示，去掉控制器、外部事件，系統(tǒng)的狀態(tài)改變僅由動(dòng)作
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：E844

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本文編號(hào)：2663000