專(zhuān)利名稱：一種空戰(zhàn)多目標(biāo)分配的啟發(fā)式量子遺傳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空戰(zhàn)多目標(biāo)分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，屬于計(jì)算機(jī)仿真與方法優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策己成為現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)超視距空戰(zhàn)火控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其研究具有重要的意義。協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策是指一架飛行器單獨(dú)或多架飛行器同時(shí)攻擊空中多個(gè)敵方分散目標(biāo)。當(dāng)敵方飛行器數(shù)量較多時(shí)，我方也需同時(shí)出動(dòng)多架飛行器對(duì)其進(jìn)行攔截、攻擊，從而形成協(xié)同空戰(zhàn)。協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策的關(guān)鍵是根據(jù)我方飛行器數(shù)量以及態(tài)勢(shì)為各友方飛行器分配目標(biāo)，而空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估和威脅分析是目標(biāo)分配的基礎(chǔ)。因此，空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估、威脅分析、協(xié)同目標(biāo)分配一起構(gòu)成了協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策的核心內(nèi)容，而協(xié)同目標(biāo)分配則是其中最重要的一部分。協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策的威脅分析目前主要是根據(jù)一些基本的經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出飛行器之間的威脅因數(shù)；協(xié)同目標(biāo)分配的方法主要有蟻群、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粒子群等方法，但這些方法普遍存在效率低下，不能收斂等缺點(diǎn)。遺傳算法是由美國(guó)Michigan大學(xué)的JohnHolland于20世紀(jì)60年代末提出并創(chuàng)立，借用生物界進(jìn)化論和遺傳學(xué)的思想，模擬了自然選擇和遺傳過(guò)程中發(fā)生的繁殖，交配和變異現(xiàn)象，根據(jù)適者生存，優(yōu)勝劣汰的自然法則，利用遺傳算子選擇，交叉和變異逐代產(chǎn)生優(yōu)秀個(gè)體，最終搜索到較優(yōu)的個(gè)體。但遺傳算法在解決協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策時(shí)容易陷入局部收斂，進(jìn)化后期收斂速度慢，精度較差等缺點(diǎn)。量子遺傳優(yōu)化方法(QGA)最早由K. H. Han等在2000年提出的，該方法將量子的態(tài)矢量表達(dá)引入遺傳編碼，利用量子旋轉(zhuǎn)門(mén)實(shí)現(xiàn)染色體基因的調(diào)整，它概念簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、搜索范圍大。但其二進(jìn)制編碼方式在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)有一定的局限性。另外，作為一種隨機(jī)優(yōu)化方法，也具有盲目搜索，收斂速度慢，精度較差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種空戰(zhàn)多目標(biāo)分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，目的是為了解決協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策的協(xié)同目標(biāo)分配的遺傳方法容易局部收斂，進(jìn)化后期收斂速度慢，精度較差等缺點(diǎn)，將協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策問(wèn)題的威脅經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行變形轉(zhuǎn)換，使之能對(duì)我方武器分配方案(在這里啟發(fā)式量子遺傳算法中的每一條染色體代表一種解決方案)進(jìn)行量子位編碼，并提出一種根據(jù)優(yōu)先分配值向量PAVznxi啟發(fā)式量子染色體修正方法，最后通過(guò)量子染色體變異，加快量子位對(duì)應(yīng)態(tài)向全局最優(yōu)解旋轉(zhuǎn)，提高搜索效率。本發(fā)明提出一種空戰(zhàn)多目標(biāo)分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，包括以下幾個(gè)步驟步驟一從指揮控制中心獲取當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)步驟二 通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式獲取當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)敵我雙方飛行器之間的威脅因數(shù)。我方飛行器對(duì)敵方飛行器的威脅因數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式為
thjj = W^h0i'. Ihs11J + co2th[fl(1)其中下標(biāo)i表示我方飛行器Bi (i = I, 2，…，Μ)，其中M表示我方飛行器的總數(shù)量，下標(biāo)j表示敵方飛行器Rj (j = 1，2，···，N)，N表示敵方飛行器的總數(shù)量，thu表示我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器&的威脅因數(shù)，表示我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器&的距離威脅因子，表示我方飛行器&對(duì)敵方飛行器&的角度威脅因子表示我方飛行器&對(duì)敵方飛行器Rj的速度威脅因子，其中Q1與ω2為非負(fù)的權(quán)重系數(shù)，且滿足(^+(O2 = I ;我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器&的距離威脅因子具體為
權(quán)利要求
1.一種空戰(zhàn)多目標(biāo)分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟 步驟一從指揮控制中心獲取當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì) 步驟二 通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式獲取當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)敵我雙方飛行器之間的威脅因數(shù)； 我方飛行器對(duì)敵方飛行器的威脅因數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式為 Th =' th^: +(1)其中下標(biāo)i表示我方飛行器Bi (i = 1，2，…，Μ)，其中M表示我方飛行器的總數(shù)量，下標(biāo)j表示敵方飛行器Rj (j = 1，2，···，N)，N表示敵方飛行器的總數(shù)量，〖1^_表示我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器&的威脅因數(shù)，表示我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器&的距離威脅因子，表示我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器&的角度威脅因子，iAj1表示我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器Rj的速度威脅因子，其中Q1與ω2為非負(fù)的權(quán)重系數(shù)，且滿足(^+(O2 = I ; 我方飛行器Bi對(duì)敵方飛行器&的距離威脅因子具體為
全文摘要
本發(fā)明提出一種空戰(zhàn)多目標(biāo)分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，屬于計(jì)算機(jī)仿真與方法優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。該啟發(fā)式量子遺傳方法包括從指揮控制中心獲取當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)；獲取當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)敵我雙方飛行器之間的威脅因數(shù)；獲取所有我方飛行器的每個(gè)武器的所有攻擊分配值，構(gòu)建優(yōu)先攻擊分配值向量；進(jìn)行量子位編碼，初始化種群中的所有量子染色體；對(duì)量子染色體進(jìn)行過(guò)濾；根據(jù)優(yōu)先攻擊分配值向量修正量子染色體等步驟。本發(fā)明將協(xié)同多目標(biāo)攻擊空戰(zhàn)決策問(wèn)題的威脅經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行變形轉(zhuǎn)換，對(duì)我方武器分配方案進(jìn)行量子位編碼，擴(kuò)大了可行解的表示范圍；根據(jù)每個(gè)武器的所有攻擊分配值，提出并設(shè)計(jì)出優(yōu)先攻擊分配值向量PAVZN×1，使染色體按照PAVZN×1啟發(fā)式的修正量子染色體，加快收斂速度。
文檔編號(hào)G06N3/12GK102722751SQ20121014705
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者孔海朋, 李妮, 韓亮, 龔光紅 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)