舰载机甲板调度路径优化方法研究

发布时间：2023-11-24 20:58

　　舰载机的架次出动率是衡量航母作战能力的重要因素之一，研究舰载机在航母甲板上的调度作业对于分析架次出动率的影响因子有着重要的作用。本文以尼米兹航母为研究平台，重点针对舰载机甲板调度路径优化及动态调度仿真两个关键内容进行了研究。 调度路径优化涉及四个方面的内容。系统建模：建立含有非完整性约束的舰载机运动学模型。采用多边形法准确描述舰载机及甲板环境障碍物模型；路径规划算法：针对舰载机甲板调度路径问题，提出了改进的RRT算法。引入RRT节点属性的概念，避免算法搜索过程中的重复计算，保证算法的快速性与完备性。采用双RRT树搜索并考虑到舰载机的非完整性约束，加速算法搜索效率的同时保证了路径的可行性；相交测试：相交测试结合OBB与RSS各自优点，首先采用RSS进行距离测试，发生碰撞则采用OBB进行相交测试，判断包围盒是否重叠，若重叠则进一步采用三角形对相交测试的方法判断是否碰撞；路径平滑处理：采用三次准均匀B样条对RRT算法规划出的路径作平滑处理，减弱各拐点对路径平滑度的影响及RRT树连接处路径点连续问题，进一步优化调度路径。 动态调度首先规划舰载机至各个起飞位的调度路径，采用遗传算法生成舰载机的静...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 论文研究背景意义
        1.2.1 舰载机路径规划的应用需求
        1.2.2 舰载机路径规划的研究内容
        1.2.3 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 路径规划研究现状
        1.3.2 调度技术研究现状
        1.3.3 舰载机调度仿真系统研究现状
    1.4 论文研究内容和研究方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
    1.5 论文的组织结构
第2章 舰载机模型和甲板环境模型及调度模型
    2.1 引言
    2.2 舰载机模型
        2.2.1 舰载机几何模型
        2.2.2 舰载机运动学模型
    2.3 甲板环境模型
        2.3.1 传统环境建模方法
        2.3.2 基于多边形法的环境建模
        2.3.3 包围体测试
        2.3.4 碰撞检测
    2.4 甲板调度模型描述
    2.5 本章小结
第3章 舰载机调度路径规划
    3.1 引言
    3.2 RRT 算法简介
        3.2.1 RRT 算法的基本原理
        3.2.2 改进的 RRT 算法基本策略
    3.3 基于改进 RRT 的舰载机快速路径规划
        3.3.1 改进 RRT 算法的流程
        3.3.2 基于改进 RRT 算法的舰载机路径规划研究
        3.3.3 改进 RRT 算法与蚁群算法规划路径分析比较
    3.4 B 样条曲线介绍
        3.4.1 B 样条的定义
        3.4.2 B 样条基函数特性
        3.4.3 B 样条的分类
    3.5 路径平滑
        3.5.1 B 样条函数平滑处理
        3.5.2 平滑处理后的仿真结果
    3.6 本章小结
第4章 舰载机动态调度
    4.1 引言
    4.2 遗传算法简介
        4.2.1 遗传算法的基本操作
        4.2.2 遗传算法的特点
        4.2.3 遗传算法的基本流程
    4.3 基于遗传算法的舰载机起飞预调运方法
        4.3.1 编码方式
        4.3.2 适应度函数选择
        4.3.3 遗传算子
        4.3.4 基于遗传算法的舰载机预调度实现步骤
        4.3.5 仿真结果
    4.4 舰载机起飞动态调度作业策略
        4.4.1 基于优先级的舰载机调度策略
        4.4.2 基于局部路径重规划的舰载机动态调度协调避碰
    4.5 舰载机回收转场作业
        4.5.1 基于优先级的调度策略
        4.5.2 舰载机转场动态调度策略
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3866586