多UCAV协同目标分配算法研究

针对多无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle, UCAV)协同目标分配问题,提出了一种基于离散粒子群算法的多UCAV协同目标分配方法。根据多UCAV协同目标分配问题的特点,建立了粒子与实际问题间的映射,设计了新的粒子群位置和速度更新公式,并且对标准粒子群算法作了改进。充分利用粒子群优化算法的全局搜索能力,有效地解决多约束条件下多UCAV协同目标分配问题。仿真结果表明,离散粒子群算法能够稳定快速地找到较优分配方案,并且算法简单、灵活。     

基于图模型自主优化的多无人机多目标攻击

为在多无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle, UCAV)执行多目标攻击中适时确立决策优化的方向、改变任务优化所需的基本条件,采用图模型中的动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)构建了空天威胁体感知模型,提出了基于图模型自主优化系统的分层架构和多UCAV自主协同规划方法。该方法利用数据融合形成的DBN状态转移网络及观测转移网络参数的变化表现复杂空天环境的变化,并充分利用DBN的学习和推理算法,实现了对威胁体的在线动态感知,达到了按照确定原则完成UCAV攻击目标重新分配与航迹协同等任务的目的。仿真结果表明了这种自主优化规划方法的正确性和可行性。     

多UCAV协同控制中的任务调度问题研究

任务调度包括任务分配和任务排序两个紧密耦合的问题,是多UCAV协同控制的核心和有效保证。分析了任务和UCAV的特性,针对带时间约束的复杂情况,建立了多机协同任务调度的数学模型。通过建立可行解到粒子间的映射,设计了粒子群优化算法求解,仿真实验验证了算法的可用性和有效性。     

基于突发任务多无人作战飞机攻击多目标研究

针对无人作战飞机在动态不确定环境中任务执行的路径规划问题,提出了一种基于突发任务的路径规划方法。在单机路径规划中,通过建立Voronoi有向图,并根据Dijkstra算法为每架无人作战飞机寻找最优、次优路径,针对路径规划中的多目标攻击和协同的问题,设计了一种多目标攻击任务规划器,结合突发任务的情况,给出了多目标攻击策略。仿真的结果表明所提方法是可行的。     

无人机协同多目标攻击空战决策研究

针对超视距空战中多架无人机对空中的多个敌对目标进行协同攻击的决策问题进行了研究。首先,对空战威胁态势进行了分析,基于对各攻击目标至少分配一枚导弹的原则,将协同多目标攻击决策问题转化为导弹目标攻击配对的优化问题并建立其攻击效能评估模型。然后,提出了一种模拟退火遗传算法用于该决策问题的寻优。最后,通过所得最佳导弹目标分配个体求得最终协同攻击决策方案。仿真结果表明所提出的算法能有效地求解协同多目标攻击决策问题,其对最优解的搜索效率明显优于单一的遗传算法。     

多目标攻击中的攻击逻辑与决策方法

面临多目标时，如何确定攻击顺序是多目标攻击火控系统中有待解决的关键技术之一。针对这一问题，本文通过分析参数对多目标攻击的影响，提出了一种“初值＋量化值”的线性加权决策方法。该方法简洁实用，而且使用先进的快速模拟法计算导弹允许攻击区，使计算速度大大提高。仿真结果表明该决策方法具有一定的工程应用价值。     

基于LINGO的多目标攻击空战决策研究

在介绍了多目标攻击有关概念的基础上,分别建立了考虑目标威胁后的多机协同多目标攻击的数学模型和单机多目标攻击的数学模型,并采用Lingo软件通过具体算例分别对两类模型进行了数值仿真.仿真结果表明,利用优化软件Lingo可以实现快速准确的空战决策,从而为多目标攻击空战决策提供了一种有效的决策方法.     

多机协同对地攻击目标分配算法

针对多机协同对地攻击目标分配问题及其特点,对二进制粒子群优化算法进行改进,提出了一种基于矩阵二进制粒子群优化算法的多机协同对地攻击目标分配算法。首先,通过攻击机机群在对地攻击过程中得到的毁伤收益与付出的生存力损耗建立了目标分配模型,然后根据该模型约束特点,建立问题解与分配矩阵即矩阵粒子之间的映射,最后根据粒子形式设计了新的位置更新方式。仿真结果说明,矩阵二进制粒子群算法能够快速地找到较优的目标分配方案,并保证解的有效性,满足问题的约束条件。     

超视距多机协同多目标攻击系统研究

首先在BVR多机协同多目标攻击系统中使用了自主优先权和协同优先权,采取了分组决策的方案,然后用BP神经网络完成目标分配,SOFM神经网络完成攻击排序,采用神经网络实现了决策算法,并对整个决策系统进行了仿真;然后,在原始态势数据的基础上计算了导弹攻击区,用比例导引法实现了空空导弹攻击.最后设计了BVR多机协同多目标攻击系统,将空战决策,导弹攻击区判断,导弹攻击融为一体,并进行了仿真.结果验证了决策的正确性.本文工程背景强,所得的仿真结果可供工程设计时参考.     

基于贝叶斯优化算法的UCAV编队对联合目标的协同攻击研究

针对传统武器目标分配(WTA)方法中将目标视为彼此相互独立实体的不足,提出一种联合目标模型。该模型能够反映攻击方攻击意图及其对目标内在关系的理解。将贝叶斯优化算法(BOA)引入到协同攻击优化领域中。在目标分配的基础上定义一种武器-目标映射原则,通过该原则实现了无人作战飞机(UCAV)编队对联合目标的协同攻击。仿真结果表明了联合目标模型和武器-目标映射原则的合理性,通过与遗传算法(SGA)结果的比较说明了引入贝叶斯优化算法的必要性。     

复杂环境下的无人机任务决策模型

为实现不确定环境下无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)自主动态任务决策,提出一种基于变结构离散动态贝叶斯网络(structure-varied discrete dynamic Bayesian network, SVDDBN)的任务决策模型。该模型由威胁等级评估、目标价值评估和态势优势评估三部分组成,在此基础上可完成突变过程建模。根据以上三部分的评估结果,运用变结构离散动态贝叶斯网络推理算法得到当前时刻的任务决策。仿真结果表明,给出的决策模型满足突发威胁下的任务决策需求。     

基于图Laplacian的多机编队目标跟踪方法

针对多无人机目标跟踪问题中存在的相位协同时间长和跟踪目标速度受限问题,基于图Laplacian方法提出一种分布式多机编队目标跟踪算法.首先,将无人机编队队形控制问题转换为基于旋转、缩放和平移的运动参数组设计问题,并通过设计编队控制律,实现动态编队队形的精准生成与变换.其次,将此编队队形控制方法应用到目标跟踪问题上,通过...     

无人机集群网电攻击行动协同目标分配建模

以一体化综合防空系统中的雷达为作战对象,从体系对抗的高度研究了无人机集群网电攻击行动协同目标分配的思路与方法,并以目标重分配规则与有人机/无人机协同规则为重点构建了基于协同目标分配规则的协同目标分配模型。然后研究了基于智能优化算法的协同目标分配模型求解方法,运用混合离散粒子群优化算法模拟有人机目标分配,运用基于协议规则算法模拟无人机目标分配。最后进行了仿真实验测试,实验结果证明了协同目标分配模型的有效性,并反映了集群自组网状态对于集群作战效能的重大影响,为无人机集群以及反无人机集群的战法设计提供定量依据。     

Rotary unmanned aerial vehicles path planning in rough terrain based on multi-objective particle swarm optimization

This paper presents a path planning approach for rotary unmanned aerial vehicles(R-UAVs) in a known static rough terrain environment. This approach aims to find collision-free and feasible paths with minimum altitude, length and angle variable rate. First, a three-dimensional(3D) modeling method is proposed to reduce the computation burden of the dynamic models of R-UAVs. Considering the length, height and tuning angle of a path, the path planning of R-UAVs is described as a tri-objective optimi...     

基于加权k-均值聚类与粒子群优化的多航迹规划

针对复杂环境下的无人机多航迹规划问题,提出了将粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）算法与加权k-均值聚类算法相结合的规划方法。每个粒子表示一条航迹,采用加权k-均值聚类算法对粒子进行分类,得到多个粒子子群,在每个子群内部进行一条可行航迹的优化,最终得到多条不同的可行航迹。对传统k-均值聚类算法进行改进,采用排挤机制产生初始聚类中心,针对实际环境中突发威胁的分布不均性,在聚类过程中,对航迹节点按照所在区域突发威胁的出现概率进行加权,提出了加权k-均值聚类算法。仿真实验表明,所提出的方法能够有效地得到无人机的多条可行航迹。     

有人机/UCAV编队协同作战决策分配方法

针对有人机/UCAV(unmanned combat aerial vehicle)编队协同作战决策分配过程中属性值和专家建议的不确定性,采用区间直觉模糊多属性决策(interval-valued intuitionistic fuzzy multiple attribute decision-making,IVIFMADM)方法,综合处理不确定数值.首先,对专家域中专家建议矩阵进行一致性检验,并进行收敛迭代生成群体决策矩阵;其次,采用熵权法求得各属性值权重大小,赋予高熵值属性以较大权重;然后,基于改进灰色关联分析,并与属性权值进行信息集结得到属性值与各决策等级间的相似度,确定最终决策等级;最后,通过实例验证了IVIFMADM方法应用于有人机/UCAV编队协同作战决策分配的有效性和稳定性.     

基于双层规划的攻击无人机协同目标分配优化

针对攻击无人机编队协同作战的背景,提出了基于双层规划的攻击无人机协同目标分配模型。分别以打击效果最大化和飞行航线最短作为模型的上下层目标,并贴近战场环境将目标优先程度、目标打击效果上下限以及打击时间窗口等因素作为模型约束。利用直觉模糊双层规划(intuitionistic fuzzy bilevel programming, IFBLP)理论对构建的协同目标分配双层混合整数规划模型进行了转化,并采用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)方法对其进行求解,给出了具体求解步骤。算例结果证明IFBLP理论能够有效解决所构建的双层混合整数规划模型。