面向无人舰艇集群协同搜索的马尔可夫决策规划

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作者 吴曼丽 肖淑苹 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第19期197-200,共4页

针对无人舰艇集群协同搜索中多目标优化与动态约束难以平衡的问题,本文提出多目标约束马尔可夫决策过程算法。首先构建该算法数学模型,同时提出按搜索阶段自适应调整多目标权重的帕累托最优价值函数求解机制。基于Matlab/Simulink-ROS与... 针对无人舰艇集群协同搜索中多目标优化与动态约束难以平衡的问题,本文提出多目标约束马尔可夫决策过程算法。首先构建该算法数学模型,同时提出按搜索阶段自适应调整多目标权重的帕累托最优价值函数求解机制。基于Matlab/Simulink-ROS与ADCIRC海洋环流模型构建实验平台,对比传统MDP、分布式一致性、混合整数规划算法。结果表明:本文算法3000步后以0.896高覆盖度收敛;高覆盖度方案任务周期集中于2280-2400s,通信中断率30%时性能下降幅度较传统MDP低10%以上。本文算法可支撑开阔海域搜救、岛礁海域安防巡逻等场景,兼具理论创新性与工程实用性。 展开更多

关键词 无人舰艇集群 多目标约束 马尔科夫决策 协同搜索

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复杂环境下异构无人机集群协同目标搜索方法 被引量：4

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作者 马婷钰 江驹 +1 位作者 张哲 向星宇 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期1-7,共7页

为实现无人机集群高效且精准的多目标搜索,考虑集群成员中探测范围广的高空无人机和机动能力较强的低空无人机,提出了一种新颖的异构无人机集群协同目标搜索方法,根据不同无人机的特性快速实现区域搜索以及多目标的精准搜索。高空无人... 为实现无人机集群高效且精准的多目标搜索,考虑集群成员中探测范围广的高空无人机和机动能力较强的低空无人机,提出了一种新颖的异构无人机集群协同目标搜索方法,根据不同无人机的特性快速实现区域搜索以及多目标的精准搜索。高空无人机采用基于数字信息素的区域搜索算法确定目标存在区域,在较短时间内实现区域覆盖。低空无人机在其指引下前往目标区域,并根据目标信号强度采用改进狼群算法实现对目标的精准搜索。对于传统狼群算法信息共享不足、步长固定和易陷入局部最优的问题,采用粒子群算法、自适应参数调整和差分进化方法进行改进,提高了算法的全局寻优能力和收敛速度。仿真实验证明了所提出的模型与方法在复杂环境下目标搜索任务中的有效性和优越性。 展开更多

关键词 异构无人机集群 高低空协同 多目标搜索 数字信息素 改进狼群算法

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基于多目标原子轨道搜索算法的风电场集群最优经济调度 被引量：3

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作者 程先龙 王川 +4 位作者 张杰 易佳兵 周云霞 李思莹 杨博 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期77-87,共11页

随着环保意识的增强以及风电渗透率的不断攀升,使得电力部门对含风电系统的经济调度提出了更高的要求。为了在降低污染物排放及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低,建立了考虑环境与经济指标的风-火多随机变量经济调度模型。该模... 随着环保意识的增强以及风电渗透率的不断攀升,使得电力部门对含风电系统的经济调度提出了更高的要求。为了在降低污染物排放及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低,建立了考虑环境与经济指标的风-火多随机变量经济调度模型。该模型中的目标函数考虑了火力发电成本、风力发电成本、弃风惩罚成本及污染气体排放。采用多目标原子轨道搜索算法进行模型求解,该算法在传统原子轨道搜索算法的基础上添加了存档机制、网络机制以及领导者选择机制,具有较强的多目标优化执行能力。结合修改后的IEEE30节点算例进行仿真分析,结果验证了所提模型的可行性以及多目标原子轨道搜索算法求解此类问题的有效性。 展开更多

关键词 多目标原子轨道搜索算法 风电场集群 最优经济调度

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基于MADDPG的多阵面相控阵雷达引导搜索资源优化算法

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作者 王腾 黄俊松 +2 位作者 王乐庭 张才坤 李枭扬 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期38-48,共11页

针对传统单阵面雷达搜索资源优化算法在复杂多阵面场景下的参数求解困难问题,提出一种基于多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)的多阵面雷达搜索资源优化算法。考虑多阵面相控阵雷达场景约束,结合机载雷达实际搜索任务需求,建立基于最... 针对传统单阵面雷达搜索资源优化算法在复杂多阵面场景下的参数求解困难问题,提出一种基于多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)的多阵面雷达搜索资源优化算法。考虑多阵面相控阵雷达场景约束,结合机载雷达实际搜索任务需求,建立基于最大目标平均积累期望发现概率的多阵面雷达搜索资源优化模型。分别设计多智能体局部及全局观测空间和带折扣因子的复合奖励函数,基于执行者-评论者(Actor-Critic)算法结构,通过各智能体策略网络在线更新各雷达阵面搜索资源分配系数实现上述模型参数的优化求解。仿真结果表明,该算法能够根据空域-目标覆盖情况及各目标威胁权系数迅速作出精确的自主决策,在多阵面相控阵雷达搜索资源优化场景下的表现显著优于传统算法。 展开更多

关键词 多阵面相控阵雷达 雷达搜索资源优化 多智能体深度强化学习 深度确定性策略梯度 集群目标雷达引导搜索

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基于带标签CBMeMBer滤波器的低慢小群目标跟踪改进方法 被引量：1

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作者 钟展鸣 宋强 +2 位作者 张月 陈泽彬 杨珺瑶 《信号处理》 北大核心 2025年第5期906-923,共18页

群目标跟踪是实现无人机集群反制的关键步骤,具有重要的研究意义。相比传统的多目标跟踪算法,随机有限集(Random Finite Set,RFS)滤波在处理多目标数据关联与进行状态估计方面展现出显著的优势。然而在低慢小群目标的场景中,现有的RFS... 群目标跟踪是实现无人机集群反制的关键步骤,具有重要的研究意义。相比传统的多目标跟踪算法,随机有限集(Random Finite Set,RFS)滤波在处理多目标数据关联与进行状态估计方面展现出显著的优势。然而在低慢小群目标的场景中,现有的RFS滤波方法普遍未考虑群特性对跟踪的影响,也未考虑群目标起始与航迹信息提取的问题。为此,本文结合了群建模、带标签势均衡多目标多伯努利(Cardinality Balanced Multi-target Multi-Bernoulli,CBMeMBer)滤波器以及自适应新生目标强度技术,提出一种针对低慢小群目标的跟踪方法。具体而言,本文首先通过虚拟领导-跟随者模型和无向图邻接矩阵对群目标结构进行建模;随后提出了一种三层优先级标签分配策略,改进了传统的带标签CBMeMBer滤波器,解决了标签冲突导致的轨迹混叠问题,提高了跟踪精度和算法运行效率;同时,设计了基于群目标场景与两点起始法的自适应新生目标强度算法,实现了RFS框架下群目标的自适应新生目标初始化;最后,仿真实验和基于全息凝视雷达的实测数据实验表明,所提方法在目标状态估计和轨迹质量方面表现优异,跟踪性能优于包括传统的带标签CBMeMBer滤波器在内的对比算法,且能有效避免轨迹交叉和混叠现象,充分展示了其在低慢小群目标精细化跟踪中的潜力和实际应用价值。 展开更多

关键词 低慢小目标 随机有限集 群目标跟踪 带标签势均衡多目标多伯努利滤波器 全息凝视雷达

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相控阵雷达探测高超声速目标引导搜索方法

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作者 曲智国 李志淮 +2 位作者 谭贤四 喻晨龙 费太勇 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第10期1-6,共6页

高超声速目标具有高速高机动、绕飞能力强的特点,给雷达的引导带来了极大困难。针对高超声速目标刚进入雷达视距时的场景,设计了相控阵雷达的引导搜索策略,提出了基于引导信息的雷达搜索空域确定和搜索时序设计方法。首先根据目标的运... 高超声速目标具有高速高机动、绕飞能力强的特点,给雷达的引导带来了极大困难。针对高超声速目标刚进入雷达视距时的场景,设计了相控阵雷达的引导搜索策略,提出了基于引导信息的雷达搜索空域确定和搜索时序设计方法。首先根据目标的运动特性对目标的可能机动空域进行预测,得到搜索空域范围,然后确定目标穿屏时的分布概率密度,进而确定波位编排区域和照射顺序。仿真结果表明,所提引导搜索策略可以快速、高概率地捕获到目标。 展开更多

关键词 高超声速目标 相控阵雷达 引导搜索 波位编排 照射顺序

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仿生物学无人机集群目标的雷达跟踪与辨识 被引量：4

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作者 高玮 饶彬 周永坤 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2023年第3期103-111,共9页

仿生物学无人机集群的兴起给雷达目标跟踪和识别带来新挑战,不同集群飞行模式对雷达数据处理及集群目标辨识会产生不同影响。为分析集群对雷达跟踪识别的影响机理,本文对仿雁群、仿狼群、仿蜂群三种无人机集群飞行过程进行建模,分别模... 仿生物学无人机集群的兴起给雷达目标跟踪和识别带来新挑战,不同集群飞行模式对雷达数据处理及集群目标辨识会产生不同影响。为分析集群对雷达跟踪识别的影响机理,本文对仿雁群、仿狼群、仿蜂群三种无人机集群飞行过程进行建模,分别模拟无人机集群的大范围输运、抵近围捕攻击和稳健信息通信;其次探讨了不同集群方式对雷达航迹起始、数据关联及跟踪滤波关键算法的影响机理;最后结合三种仿生物学运动特点,基于聚类思想设计了集群事件模式的辨识方法,给出了每种集群模式辨识的判定规则。仿真表明,不同集群模式存在相对较优的数据处理算法组合,针对集群模式优选跟踪算法可以提高雷达对集群目标的跟踪精度并降低时间成本,且能够实现对不同集群模式的辨识,有利于判断目标意图以及后续处理。 展开更多

关键词 仿生物群 无人机集群 雁群 狼群 蜂群 雷达目标跟踪 模式辨识

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基于快速群搜索算法的钢框架结构多目标抗震优化 被引量：3

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作者 金晶 李丽娟 +1 位作者 何嘉年 刘锋 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第5期164-171,共8页

本文以三跨六层平面钢框架的结构总质量和总动应变能最小作为优化目标,结合Pareto最优解理论与拥挤距离机制提出了一种新的适用于钢结构抗震优化设计的多目标算法:多目标快速群搜索算法MQGSO(Multi-objective Quick Group Search Optimi... 本文以三跨六层平面钢框架的结构总质量和总动应变能最小作为优化目标,结合Pareto最优解理论与拥挤距离机制提出了一种新的适用于钢结构抗震优化设计的多目标算法:多目标快速群搜索算法MQGSO(Multi-objective Quick Group Search Optimization)。通过振型分解反应谱法进行结构分析,优化的计算结果表明:该算法在处理带约束的平面钢框架的不同抗震性能多目标优化时,具有良好的收敛效果和较快的收敛速度,且Pareto前沿分布均匀宽泛,可为钢框架结构抗震优化设计提供可行的设计方案。 展开更多

关键词 多目标优化 快速群搜索算法 钢框架抗震设计 妥协解 非劣解集

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二维搜索雷达引导光电跟踪仪的技术研究 被引量：2

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作者 张贤椿 郭治 《电光与控制》 北大核心 2009年第6期20-23,共4页

针对火控系统仅配备光电跟踪仪和目标搜索雷达的情况,从理论上证实了在目标匀速等高直线运动的前提下,由搜索雷达信息(斜距、距变率、方位角)计算目标高度的可行性,并给出了估计目标高低角的滤波算法,为搜索雷达提前引导光学系统捕捉目... 针对火控系统仅配备光电跟踪仪和目标搜索雷达的情况,从理论上证实了在目标匀速等高直线运动的前提下,由搜索雷达信息(斜距、距变率、方位角)计算目标高度的可行性,并给出了估计目标高低角的滤波算法,为搜索雷达提前引导光学系统捕捉目标提供了一种可行的引导策略。 展开更多

关键词 搜索雷达 光电跟踪仪 目标参数估计 引导策略

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一类对固定目标的集群搜寻对策问题及求解

10

作者 吴晓平 刘子瑞 邵立周 《海军工程大学学报》 CAS 2001年第2期21-24,共4页

利用集群搜索对策的理论与方法 ,建立了集群对固定目标的一类搜索对策模型 ,给出了集群的ε -最优搜寻策略 。

关键词 集群搜集 搜索对策 最优策略 固定目标 对策 解 水下航行物 海难 失事

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机载传感器管理中信息引导雷达搜索空域研究 被引量：3

11

作者 樊皓 陈东 +1 位作者 姜家财 孙学 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第2期65-68,共4页

当前机载传感器管理中,信息引导雷达搜索的空域规划问题由信息误差和经验公式确定,雷达搜索空域较大,使信息引导失去意义。根据雷达搜索空域规划的基本原则,结合目标高斯分布的假设和目标截获概率的推导,建立信息引导雷达空域搜索模型... 当前机载传感器管理中,信息引导雷达搜索的空域规划问题由信息误差和经验公式确定,雷达搜索空域较大,使信息引导失去意义。根据雷达搜索空域规划的基本原则,结合目标高斯分布的假设和目标截获概率的推导,建立信息引导雷达空域搜索模型。模型以最小化搜索空域为目标,同时满足目标截获概率和雷达的探测约束,实现对不同截获概率需求的搜索空域规划。引入带约束条件的粒子群优化算法对模型进行求解,仿真结果证明了模型的有效性,并与传统方法、遗传算法和人工鱼群算法进行了对比。 展开更多

关键词 传感器管理 雷达搜索 信息引导 空域规划 粒子群优化算法

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改进的多目标粒子群优化算法及其在雷达布站中的应用 被引量：11

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作者 何羚 舒文江 +2 位作者 陈良 阎啸 王茜 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期806-811,共6页

为更好地解决多目标问题,提高多目标优化算法的多样性和收敛性,提出一种改进的多目标粒子群优化算法。算法将种群分为多个子种群同时进行优化搜索并改进粒子速度更新公式,扩大Pareto最优解集的覆盖面;利用反三角函数logistic映射初始化... 为更好地解决多目标问题,提高多目标优化算法的多样性和收敛性,提出一种改进的多目标粒子群优化算法。算法将种群分为多个子种群同时进行优化搜索并改进粒子速度更新公式,扩大Pareto最优解集的覆盖面;利用反三角函数logistic映射初始化种群,使初始种群分布更均匀;并使用时变变异方法对外部档案进行变异,避免陷入局部最优。通过与标准多目标粒子群优化算法(MOPSO)和NSGA-Ⅱ在标准测试函数ZDT1、ZDT2、KUR上的仿真实验对比,验证了该文提出的改进算法的有效性,并将其应用于雷达优化布站。 展开更多

关键词 反三角函数logistics映射 多目标粒子群优化算法 多种群搜索 雷达布站 时变变异

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单纯形-多目标粒子群优化方法的混合算法 被引量：10

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作者 安伟刚 李为吉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期563-566,共4页

粒子群优化算法的局部搜索能力较差 ,在利用该算法求解复杂的多目标工程优化问题时 ,往往很难求得质量较好的非劣解集。对此 ,提出了单纯形 -多目标粒子群优化方法的混合算法 ( SM-MOPSO) ,该算法不仅继承了粒子群优化算法的优点 ,而且... 粒子群优化算法的局部搜索能力较差 ,在利用该算法求解复杂的多目标工程优化问题时 ,往往很难求得质量较好的非劣解集。对此 ,提出了单纯形 -多目标粒子群优化方法的混合算法 ( SM-MOPSO) ,该算法不仅继承了粒子群优化算法的优点 ,而且具有很强的局部搜索能力和较好的鲁棒性能 ,不仅使非劣解集均匀分布 ,尽可能的逼近真实的非劣前沿 ,并且扩展了非劣解集的范围 ,使非劣解集对于每个单目标而言都有较广的覆盖范围。文中以两目标十杆和二十五杆桁架结构作为算例 ,取得了很好的优化结果 。 展开更多

关键词 多目标粒子群优化算法 单纯形搜索法 非劣解集

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面向环境探测的多智能体自组织目标搜索算法 被引量：3

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作者 吴莹莹 丁肇红 +2 位作者 刘华平 赵怀林 孙富春 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期289-295,共7页

针对在复杂非结构化环境下如何协调多个无人机发现静态或动态目标的问题,建立了自组织目标搜索算法框架。结合磁探仪等效平均探测宽度模型,受昆虫协调方式和鸟群效应的生物机制启发,提出了基于仿生集群算法的无人机集群分布式目标搜索模... 针对在复杂非结构化环境下如何协调多个无人机发现静态或动态目标的问题,建立了自组织目标搜索算法框架。结合磁探仪等效平均探测宽度模型,受昆虫协调方式和鸟群效应的生物机制启发,提出了基于仿生集群算法的无人机集群分布式目标搜索模型;采用改进的自适应差分进化算法帮助无人机集群模型在环境中平衡勘探和探索,实现无人机群体的协同搜索优化。该自组织目标搜索算法旨在以最短时间实现跟踪目标数量的最大化。基于仿真平台的实验测试了该策略的性能,验证了算法对具有未知目标的非结构化复杂环境的适用性。 展开更多

关键词 自组织算法 目标搜索 差分进化 仿生集群 无人机 非结构化环境 鸟群效应 动态目标

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