布谷鳥(niǎo)搜索算法研究及其在AUV路徑規(guī)劃中的應(yīng)用.pdf

1、自主式水下潛器作為一種海洋科技領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)物在開(kāi)發(fā)利用海洋資源、偵查搜集軍事信息等方面發(fā)揮著日趨重要的作用，其智能控制技術(shù)和自主導(dǎo)航能力也愈發(fā)得到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，自主式水下潛器的路徑規(guī)劃技術(shù)是實(shí)現(xiàn)其智能控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，它不僅是自主式水下潛器完成水下作業(yè)的基礎(chǔ)，更是其智能控制技術(shù)水平高低的重要體現(xiàn)，合理的路徑規(guī)劃，可以充分地節(jié)省時(shí)間、高效地利用燃料并保證航行的安全。
　　自主式水下潛器的路徑規(guī)劃屬于三維空間環(huán)境下的路徑規(guī)

2、劃。三維空間環(huán)境下的路徑規(guī)劃問(wèn)題通常運(yùn)算時(shí)間較長(zhǎng)、規(guī)劃出的路徑精度較低，本文針對(duì)這些問(wèn)題展開(kāi)深入研究，為在較短的運(yùn)算時(shí)間內(nèi)規(guī)劃出較好的路徑，本文提出一種基于改進(jìn)的布谷鳥(niǎo)搜索算法的三維空間環(huán)境下的路徑規(guī)劃方法，布谷鳥(niǎo)搜索算法通過(guò)模擬現(xiàn)實(shí)世界中布谷鳥(niǎo)尋找鳥(niǎo)窩放置鳥(niǎo)蛋的方式并結(jié)合一些鳥(niǎo)類(lèi)的Lévy飛行行為，能夠以較快的速度準(zhǔn)確地搜索到一條路徑規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的全局最優(yōu)路徑。
　　首先，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥(niǎo)搜索算法的算法原理和收斂性進(jìn)行深入研究。闡明布

3、谷鳥(niǎo)搜索算法的生物學(xué)原理，其生物學(xué)原理主要包括兩方面，一是布谷鳥(niǎo)的繁殖行為，二是一些鳥(niǎo)類(lèi)的Lévy飛行行為；探究布谷鳥(niǎo)搜索算法的數(shù)學(xué)原理，給出布谷鳥(niǎo)搜索算法的運(yùn)算步驟，從數(shù)學(xué)理論的角度證明布谷鳥(niǎo)搜索算法的全局收斂性；對(duì)布谷鳥(niǎo)搜索算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明算法實(shí)現(xiàn)機(jī)制，從仿真實(shí)驗(yàn)的角度驗(yàn)證布谷鳥(niǎo)搜索算法的收斂性，研究布谷鳥(niǎo)搜索算法的性能。
　　其次，分析標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥(niǎo)搜索算法的不足之處，提出一種改進(jìn)的布谷鳥(niǎo)搜索算法，將Lévy飛行步長(zhǎng)?設(shè)置

4、為隨代數(shù)增加而減小的變量，提高算法收斂速度。給出改進(jìn)的布谷鳥(niǎo)搜索算法的具體運(yùn)算步驟，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)與粒子群算法及標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥(niǎo)搜索算法進(jìn)行對(duì)比，分析改進(jìn)的布谷鳥(niǎo)搜索算法的優(yōu)越性。
　　最后，設(shè)計(jì)一種基于改進(jìn)的布谷鳥(niǎo)搜索算法的三維空間環(huán)境下的自主式水下潛器路徑規(guī)劃方法。建立三維海底環(huán)境模型，使得路徑規(guī)劃過(guò)程在三維海底環(huán)境下進(jìn)行。針對(duì)路徑規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行具體的改進(jìn)的布谷鳥(niǎo)搜索算法的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)及分析，表明改進(jìn)的布谷鳥(niǎo)搜索算法能夠以