航跡網絡圖構造及其優(yōu)化方法研究.pdf

1、航跡規(guī)劃是根據(jù)給定的發(fā)射點和目標點，規(guī)劃出滿足約束條件的最優(yōu)或次優(yōu)飛行航跡，是無人飛行器控制中的重要研究領域之一。基于航跡網絡圖的快速規(guī)劃技術是針對復雜環(huán)境條件下快速規(guī)劃航跡而提出的一種新技術。該技術的運用減少了航跡規(guī)劃過程的搜索量，加快了規(guī)劃速度，從而能滿足實時航跡規(guī)劃的需求。本文圍繞航跡網絡圖的優(yōu)化構造問題進行了研究，主要內容包括：(1)航跡網絡圖的構造；(2)航跡網絡圖的優(yōu)化；(3)航跡重組及航跡的最優(yōu)性分析。
　　在航跡網

2、絡圖的構造方面，本文對已有的航跡片段生成方法進行改進。與已有的方法不同，本文將節(jié)點選取在網格內部的匹配區(qū)上，并賦予節(jié)點八個出入方向。這樣的改進利于重組航跡滿足匹配區(qū)約束條件，擴大了節(jié)點移動范圍，便于通過調整節(jié)點位置對網絡圖進行優(yōu)化。節(jié)點生成后，利用A*規(guī)劃算法生成節(jié)點間的片段，從而完成了網絡圖的構造。
　　網絡圖的優(yōu)劣程度對重組航跡的性能有很大影響。本文將網絡圖看作一個粒子，以網絡圖中所有節(jié)點的坐標來描述粒子的位置信息。為了使航跡

3、網絡圖整體代價較優(yōu)，設定合適的粒子適應度函數(shù)對航跡網絡圖進行優(yōu)化，評價指標包括兩項：航跡網絡圖中所有航跡段的代價總和以及隨航跡片段數(shù)目減少而增加的懲罰代價。實驗結果表明，該算法能有效地優(yōu)化航跡網絡圖，重組航跡的性能在統(tǒng)計意義上有所提升。
　　在航跡重組方面，將A*搜索算法應用于基于網絡圖的航跡重組。然后將本文方法與基于柵格圖規(guī)劃空間的A*規(guī)劃方法進行對比實驗，分析了各自的優(yōu)缺點。最后對重組航跡的最優(yōu)性進行了研究，分析了網絡圖粒度和