基于TA2原則的水下潛器突防路線設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、在軍事領(lǐng)域中，水下潛器因其強(qiáng)大的突擊能力，對(duì)領(lǐng)海領(lǐng)土安全防衛(wèi)有著不可替代的作用。鑒于我國(guó)的軍事戰(zhàn)略發(fā)展要求、水下潛器的突防技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我國(guó)的軍事力量意義非凡，我們應(yīng)抓住機(jī)遇，加速開發(fā)水下潛器突防技術(shù)。本文提出水下潛器突防系統(tǒng)的相關(guān)概念，重點(diǎn)研究地形回避、威脅規(guī)避技術(shù)以及路線優(yōu)化算法，這些是突防路線設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。水下潛器突防路線設(shè)計(jì)是指根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，在突防空間內(nèi)應(yīng)用地形回避、威脅規(guī)避的技術(shù)規(guī)劃出最優(yōu)的航行路線，其最終目的是水下潛器參考規(guī)

2、劃出來的最優(yōu)突防航行路線安全快速地完成任務(wù)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，介紹了和聲搜索算法的基本原理及計(jì)算流程，驗(yàn)證了算法的收斂性。通過算法性能仿真實(shí)驗(yàn)，分析了四種基本參數(shù)對(duì)算法優(yōu)化性能的影響，并平衡參數(shù)影響的優(yōu)劣程度，得出了它們的取值最佳范圍。
　　其次，將協(xié)同進(jìn)化的思想融入到HS算法中，提出了協(xié)作和聲搜索算法(Cooperative Harmony Search,CHS)。并且選用五個(gè)典型的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)對(duì)CHS算法

3、的性能進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明CHS算法的收斂精度和速度都優(yōu)于基本的HS算法，并進(jìn)一步把CHS算法與遺傳算法和粒子群算法相比，CHS算法不僅精度高而且還避免了遺傳算法和粒子群算法的早熟收斂問題。
　　再次，研究地形回避、威脅規(guī)避技術(shù)，提出了地形回避的性能指標(biāo)，并且深入研究突防中的威脅模型。通過分析水下潛器的經(jīng)典威脅模型及其發(fā)生的情況，總結(jié)出建立威脅模型的兩種方法：幾何體簡(jiǎn)化方法和量化威脅可視域方法。前一種方法簡(jiǎn)單有效，通過依賴精確

4、的威脅模型，繞過威脅實(shí)現(xiàn)威脅規(guī)避。后一種方法從地形可見性原理出發(fā)，對(duì)固定威脅，地形起到了遮蔽作用；對(duì)未知和動(dòng)態(tài)威脅，給出了突防空間中可見性最少的點(diǎn)，即威脅值最小的點(diǎn)，通過這些點(diǎn)組成的路線即可實(shí)現(xiàn)威脅規(guī)避。
　　最后，建立了三維突防空間模型，由地理空間模型、障礙物模型、海流模型、威脅模型四部分構(gòu)成。提出了設(shè)計(jì)水下潛器突防路線的適應(yīng)度數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)分析了海底地形、水下障礙物、海流、威脅約束對(duì)路線優(yōu)化的影響。最后應(yīng)用