不確定環(huán)境下無人機航跡動態(tài)規(guī)劃及仿真研究.pdf

1、無人機動態(tài)航跡規(guī)劃是其實現(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)境的動態(tài)變化性，很難獲得全局環(huán)境的準確信息，因此傳統(tǒng)的靜態(tài)規(guī)劃方法不能完全滿足無人機自主作戰(zhàn)與飛行需要。針對飛行環(huán)境中存在靜態(tài)的和運動的威脅源，論文對無人機不確定環(huán)境下的航跡規(guī)劃展開研究。靜態(tài)規(guī)劃方法更接近最優(yōu)解，但計算耗時長，無法處理運動威脅；動態(tài)規(guī)劃方法實時性好，但以尋求可行解為第一目標，規(guī)劃路徑為次優(yōu)解。論文以靜態(tài)規(guī)劃解為前提，以動態(tài)規(guī)劃做軌跡調(diào)整，同

2、時實現(xiàn)對航跡中靜態(tài)威脅和運動威脅的有效規(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，對傳統(tǒng)蟻群優(yōu)化智能算法的搜索方式進行改進，使得算法可以較快求得問題解，更好地應(yīng)用于無人機靜態(tài)航跡規(guī)劃問題，并通過實例仿真得到算法的仿真圖和相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并對得到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析。
　　根據(jù)運動威脅的當前位置、速度等信息，對其進行運動軌跡的預測，實現(xiàn)對運動威脅的提前規(guī)避。

3、采用模型預測控制算法，綜合考慮靜態(tài)威脅和運動威脅等多種威脅約束并存的飛行環(huán)境，基于各個性能指標函數(shù)構(gòu)建相應(yīng)的無人機動態(tài)航跡規(guī)劃模型，然后就采用改進后的蟻群算法和MPC算法進行仿真，并對仿真結(jié)果做相應(yīng)的分析。
　　從無人機的靜態(tài)航跡規(guī)劃和動態(tài)航跡規(guī)劃兩個方面展開研究，并用MATLAB進行實例仿真驗證所設(shè)計算法的優(yōu)劣性。為了更真實的展現(xiàn)無人機航跡規(guī)劃的實際作戰(zhàn)效果，本文還搭建了基于VC和MAK仿真平臺下的動態(tài)仿真系統(tǒng)。與傳統(tǒng)仿真技術(shù)相