基于二次规划的相控阵雷达任务自适应调度算法

雷达任务自适应调度是目前相控阵雷达资源管理研究的热点问题。以加权时间偏移量平方和最小为调度代价标准,基于相控阵雷达任务二次规划数学模型,证明最优解存在条件,并给出一种最优解的解析求解算法。与数值解法相比,解析求解算法有效提高了算法的快速性。对航空护卫舰舰载相控阵雷达真实工作环境进行一系列仿真,仿真结果表明,所提算法有效提高了雷达高优先级任务调度的调度成功率,降低了任务调度代价。     

多功能相控阵雷达自适应调度仿真

派多功能相控阵雷达在现代军事领域中的广泛应用使得对其仿真具有重要意义,而调度模块的仿真是相控阵雷达仿真实现的核心。文章在深入研究多功能相控阵雷达自适应调度策略的基础上,给出了调度设计原则,详细描述了调度算法的仿真流程,实现了相控阵雷达的自适应调度模块功能,并提出了调度算法的性能评估指标,对调度结果进行了定量分析,仿真结果验证了调度算法的有效性。     

基于启发式混合遗传算法的相控阵雷达最优化调度

针对相控阵雷达最优化调度,提出了结合启发式规则的混合遗传算法实现。设计了基于遗传算法的相控阵雷达调度的编码规则、初始种群产生、交叉和变异遗传算子等,定量描述了波束合并和交错跟踪的条件,并提出了五项启发式规则。最后开发了结合启发式规则的混合遗传算法相控阵雷达调度软件系统,并利用仿真结果验证了算法的可行性和有效性。     

基于混合遗传-粒子群算法的相控阵雷达调度方法

针对相控阵雷达中的任务调度问题,提出一种融合了粒子群算法、遗传算法和启发式交错调度算法的混合算法。采用混沌理论优化粒子群算法的飞行参数,设计递减的动态惯性权重,以及引入遗传算法中的交叉、变异操作,使得算法能够快速收敛,并跳出局部最优实现全局最优。在智能算法的框架下,提出一种启发式的任务交错算法,使得雷达任务中等待期的时间资源进一步得到利用。仿真结果表明,相比于遗传算法,所提算法的收敛速度更快,结果更优;相比于传统的启发式算法,所提算法的调度成功率提升了42%,时间利用率提升了40%,实现价值率提升了33%,时间偏移率减少了73%。     

相控阵雷达波束波形联合自适应调度算法

针对多功能相控阵雷达,提出了一种波束和波形的联合自适应调度算法。首先建立了联合调度的最优化模型,该模型根据当前时刻目标实际协方差与期望值的偏差代价以及所选波形的能量代价,来确定下一时刻相控阵雷达的最佳工作方式。对于多目标跟踪,分别给出协方差偏差均值和最大协方差偏差的两种偏差度量准则。所提出的算法可以依据最佳的调度方式来控制相控阵雷达下一时刻波束的工作模式以及相应的工作波形,使得对所有目标的跟踪偏差代价和资源消耗代价最小化。仿真结果表明本文所提出的算法可以在维持目标期望跟踪状态的条件下,有效地调度雷达的工作模式和波形。最后讨论了期望协方差阵的选取原则。     

相控阵雷达系统仿真实时性优化研究

针对相控阵雷达系统全数字相干视频信号仿真的特点，尤其是相控阵雷达系统波束调度的特殊性，提出了一种提高相控阵雷达相干视频信号仿真实时性的方法。该方法将同一波束调度间隔内各事件通过局域网在多台计算机上进行并行处理，有效地克服了相控阵雷达系统数字仿真中实时性差的问题，并通过仿真实验的结果，充分验证了该方法的有效性和可行性。     

多功能相控阵雷达实时驻留的自适应调度算法

灵活有效的调度算法是实现多功能相控阵雷达工作性能优化和资源合理利用的基础。从调度代价的角度建立了实时驻留调度的数学模型,提出一种求解次优调度序列的自适应算法。该算法利用任务自身工作方式属性及任务中所含目标的先验信息分配任务的综合优先级,采用一步回溯的策略来确定每个驻留任务的调度属性,利用二次规划获取其最佳执行时间,并与传统的基于优先级调度算法进行了比较。仿真结果表明,提出的自适应调度算法提高了任务调度成功率,降低了截止期错失率。     

相控阵雷达相干视频信号建模与仿真方法研究

针对导弹防御系统中典型地基相控阵雷达系统的仿真应用,经过对相控阵雷达的系统结构和工作原理的分析,研究了相控阵雷达相干视频信号建模方法,给出了相控阵雷达相干视频信号仿真系统的框架结构、关键模型和仿真流程,并实现了实际的仿真软件系统,为导弹防御系统中典型地基相控阵雷达的分析研究提供了平台支持。仿真结果验证了建模方法和数学模型的有效性、正确性。     

基于拍卖算法的相控阵雷达任务调度方法

灵活有效的驻留时间调度算法是实现多功能相控阵雷达(phased array radar,PAR)工作性能优化和资源合理利用的基础。通过将时间作为拍卖物品,待调度任务作为竞拍者,设计了基于拍卖算法的PAR调度方案。该算法结合PAR的任务调度原则,以任务优先级原则和时间利用原则为标准,建立了拍卖者所得利润的竞拍价值函数。以期望执行时间原则为标准,给出了竞拍者的竞标期望函数。仿真结果显示,当PAR调度任务处于饱和时,所用算法的任务调度成功率和实现价值率依然较高,能够满足任务对平均时间偏移率的较低要求,并且能够保障高优先级任务的优先调度。     

相控阵雷达资源受限时最优搜索性能研究

多功能相控阵雷达通过对时间和能量资源的合理调度,可同时完成目标搜索、跟踪等多项任务。但对优先级别较低的搜索任务来说,当高优先级任务抢占雷达资源时,将会导致搜索性能下降。分析了影响相控阵雷达搜索性能的主要因素,详细研究了在搜索资源受限条件下,相控阵雷达搜索性能的优化模型,给出了搜索帧周期和探测距离计算的最佳准则和方法。通过仿真实验,分析了优化后相控阵雷达的搜索性能,实验结果验证了该模型的有效性。     

面向多核任务调度的混合遗传算法

多核处理器的并行任务调度一直是研究的热点话题,属于NP-hard问题。针对此问题,本文提出了一种集启发式算法、禁忌搜索算法、模拟退火算法于一体的改进混合遗传算法(modified hybrid genetic algorithm,MHGA)。MHGA改进如下:首先,采用启发式的分层调度来初始化种群,提高初始种群质量;其次,提出基于禁忌搜索(tabu search,TS)的随机编号交叉算子,提高种群的多样性;最后,采用基于模拟退火(simulated annealing, SA)的变异,提高个体质量。实验结果表明,与其他遗传算法(genetic algorithm,GA)相比,MHGA可以得到更小的任务调度时间和更快的最优解搜索能力。     

基于偏移影响率的相控阵雷达事件调度方法

在相控阵雷达事件调度中,常以时间偏移率作为指标构造目标函数,但时间偏移率在非线性滤波系统中往往难以实现最优的调度性能。针对这一问题,首先,在分析时间偏移影响的基础上,提出了以偏移影响率做为评价指标,推导了卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)和扩展卡尔曼滤波器(extend Kalman filter,EKF)中偏移影响率的计算公式;然后,基于“偏移影响率”指标构造相控阵雷达事件调度中的目标函数,并利用改进的遗传算法进行求解,加快收敛速度;最后,采用仿真场景测试调度方法优劣。实验结果表明,在线性滤波系统中,偏移影响率与时间偏移率的调度效果相近;在非线性滤波系统中,偏移影响率的调度性能和跟踪精度明显优于时间偏移率。     

杂波环境下可移动主被动传感器长时调度方法

针对杂波环境下的多目标跟踪问题, 基于可移动主被动传感器系统, 提出了一种辐射控制的长时调度方法。首先, 建立调度模型, 对多目标运动状态和量测结果、传感器调度动作等进行数学描述; 同时, 基于雷达工作原理和截获概率的思想, 提出改进的辐射风险量化方法。随后, 利用高斯混合概率假设密度滤波算法预测长时跟踪精度, 利用所提改进的量化方法预测长时辐射代价, 并利用改进的灰狼优化算法求解传感器调度方案。最后, 执行调度方案获得多目标量测信息, 采用联合广义标签多伯努利滤波算法计算目标估计状态。仿真实验表明, 所提调度方法在保证跟踪精度的基础上, 能够实现对辐射代价的有效控制, 与其他方法相比具有明显的优势。     

Novel radar dwell scheduling algorithm based on pulse interleaving

The problem of scheduling radar dwells in multifunction phased array radar systems is addressed. A novel dwell scheduling algorithm is proposed. The whole scheduling process is based on an online pulse interleaving technique. It takes the system timing and energy constraints into acoount. In order to adapt the dynamic task load, the algorithm considers both the priorities and deadlines of tasks. The simulation results demonstrate that compared with the conventional adaptive dwell scheduling algorithm, the proposed one can improve the task drop rate and system resource utiliW effectively.     

相控阵雷达自适应调度的仿真方法研究

综合考虑时间、能量、计算机资源以及雷达硬件等约束条件,研究了自适应调度的仿真实现方法.以调度间隔为基础,运用合理优先级设定和时间窗方法达到对时间的充分利用;将其他约束条件建模为递归形式,通过对约束条件的周期性检验调整调度安排,获得满足要求的雷达事件执行序列.给出了算法具体的实现步骤,仿真结果表明该方法可以完成对各项雷达申请事件的合理调度,保证较高的成功被调度率和时间利用率.     

基于联合EDF和多模板的天波雷达波位调度方法

天波超视距雷达能够同时探测空中目标和海面目标,具备执行多任务的能力,为优化整体探测效能,必须考虑波位调度问题。借鉴相控阵雷达资源调度思想,结合天波超视距雷达工作方式和任务特点,研究了一种修正截止优先(earliest deadline first, EDF)和多模板相结合的波位调度方法。首先,在经典修正EDF方法基础上对截止期进行重新定义,并改进任务优先级计算方法;然后,设计了三种波位调度模板;最后,根据任务优先级计算结果,自适应选择调度模板。该方法能够使雷达探测资源在复杂任务场景下得到更加精细的配置,从而最大化发挥其探测效能。