不確定環(huán)境下無(wú)人機(jī)航跡動(dòng)態(tài)規(guī)劃及仿真研究.pdf

1、無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)航跡規(guī)劃是其實(shí)現(xiàn)自主飛行和自主作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于作戰(zhàn)環(huán)境和飛行環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化性，很難獲得全局環(huán)境的準(zhǔn)確信息，因此傳統(tǒng)的靜態(tài)規(guī)劃方法不能完全滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)自主作戰(zhàn)與飛行需要。針對(duì)飛行環(huán)境中存在靜態(tài)的和運(yùn)動(dòng)的威脅源，論文對(duì)無(wú)人機(jī)不確定環(huán)境下的航跡規(guī)劃展開(kāi)研究。靜態(tài)規(guī)劃方法更接近最優(yōu)解，但計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)，無(wú)法處理運(yùn)動(dòng)威脅；動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法實(shí)時(shí)性好，但以尋求可行解為第一目標(biāo)，規(guī)劃路徑為次優(yōu)解。論文以靜態(tài)規(guī)劃解為前提，以動(dòng)態(tài)規(guī)劃做軌跡調(diào)整，同

2、時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)航跡中靜態(tài)威脅和運(yùn)動(dòng)威脅的有效規(guī)避。
　　論文根據(jù)現(xiàn)代信息技術(shù)作戰(zhàn)需求，分析了戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中存在的靜態(tài)威脅源，建立了威脅模型。采用柵格法劃分二維空間，對(duì)傳統(tǒng)蟻群優(yōu)化智能算法的搜索方式進(jìn)行改進(jìn)，使得算法可以較快求得問(wèn)題解，更好地應(yīng)用于無(wú)人機(jī)靜態(tài)航跡規(guī)劃問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)例仿真得到算法的仿真圖和相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并對(duì)得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)威脅的當(dāng)前位置、速度等信息，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)威脅的提前規(guī)避。

3、采用模型預(yù)測(cè)控制算法，綜合考慮靜態(tài)威脅和運(yùn)動(dòng)威脅等多種威脅約束并存的飛行環(huán)境，基于各個(gè)性能指標(biāo)函數(shù)構(gòu)建相應(yīng)的無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)航跡規(guī)劃模型，然后就采用改進(jìn)后的蟻群算法和MPC算法進(jìn)行仿真，并對(duì)仿真結(jié)果做相應(yīng)的分析。
　　從無(wú)人機(jī)的靜態(tài)航跡規(guī)劃和動(dòng)態(tài)航跡規(guī)劃兩個(gè)方面展開(kāi)研究，并用MATLAB進(jìn)行實(shí)例仿真驗(yàn)證所設(shè)計(jì)算法的優(yōu)劣性。為了更真實(shí)的展現(xiàn)無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃的實(shí)際作戰(zhàn)效果，本文還搭建了基于VC和MAK仿真平臺(tái)下的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)。與傳統(tǒng)仿真技術(shù)相