双层规划模型的大规模UCAV编队队形优化

作     者：宗群 秦新立 张博渊 田栢苓 赵欣怡 ZONG Qun;QIN Xinli;ZHANG Boyuan;TIAN Bailing;ZHAO Xinyi

作者机构：天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2019年第51卷第3期

页      面：15-22页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(61673294 61573060) 装备预研教育部联合基金(6141A02022328) 

主　　题：大规模无人战斗机 双层规划模型 编队队形优化 离散粒子群-模拟退火 改进模拟退火 

摘      要：为解决复杂约束环境下大规模无人战斗机(UCAV)编队队形优化问题,提出基于双层规划模型的队形优化求解算法.以大规模UCAV编队空对地饱和打击作战场景为例,建立UCAV编队作战上层规划模型,通过采用离散粒子群-模拟退火(DPSO-SA)算法进行求解,得到执行每个任务的UCAV编号和最优队形;根据现有的编队作战队形库,建立编队中UCAV站位下层规划模型,通过采用遗传算法进行求解,得到UCAV在队形中的位置.仿真结果表明:在上层规划模型中引入改进模拟退火算法,可以解决离散粒子群算法易陷入局部极小值的问题;设计双层规划模型,可以解决DPSO-SA算法后期收敛速度慢的问题.相对于单层规划模型,双层规划模型求解大规模UCAV编队队形优化问题收敛速度更快,寻优效果更好.