專利名稱：一種空戰(zhàn)多目標分配的啟發(fā)式量子遺傳方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種空戰(zhàn)多目標分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，屬于計算機仿真與方法優(yōu)化技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
協(xié)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策己成為現(xiàn)代戰(zhàn)機實現(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)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策是指一架飛行器單獨或多架飛行器同時攻擊空中多個敵方分散目標。當敵方飛行器數(shù)量較多時，我方也需同時出動多架飛行器對其進行攔截、攻擊，從而形成協(xié)同空戰(zhàn)。協(xié)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策的關(guān)鍵是根據(jù)我方飛行器數(shù)量以及態(tài)勢為各友方飛行器分配目標，而空戰(zhàn)態(tài)勢評估和威脅分析是目標分配的基礎。因此，空戰(zhàn)態(tài)勢評估、威脅分析、協(xié)同目標分配一起構(gòu)成了協(xié)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策的核心內(nèi)容，而協(xié)同目標分配則是其中最重要的一部分。協(xié)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策的威脅分析目前主要是根據(jù)一些基本的經(jīng)驗公式，計算出飛行器之間的威脅因數(shù)；協(xié)同目標分配的方法主要有蟻群、神經(jīng)網(wǎng)絡、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。遺傳算法是由美國Michigan大學的JohnHolland于20世紀60年代末提出并創(chuàng)立，借用生物界進化論和遺傳學的思想，模擬了自然選擇和遺傳過程中發(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)秀個體，最終搜索到較優(yōu)的個體。但遺傳算法在解決協(xié)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策時容易陷入局部收斂，進化后期收斂速度慢，精度較差等缺點。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)矢量表達引入遺傳編碼，利用量子旋轉(zhuǎn)門實現(xiàn)染色體基因的調(diào)整，它概念簡單、容易實現(xiàn)、搜索范圍大。但其二進制編碼方式在解決實際問題時有一定的局限性。另外，作為一種隨機優(yōu)化方法，也具有盲目搜索，收斂速度慢，精度較差等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種空戰(zhàn)多目標分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，目的是為了解決協(xié)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策的協(xié)同目標分配的遺傳方法容易局部收斂，進化后期收斂速度慢，精度較差等缺點，將協(xié)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策問題的威脅經(jīng)驗公式進行變形轉(zhuǎn)換，使之能對我方武器分配方案(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，最后通過量子染色體變異，加快量子位對應態(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)多目標分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，包括以下幾個步驟步驟一從指揮控制中心獲取當前戰(zhàn)場態(tài)勢步驟二 通過經(jīng)驗公式獲取當前戰(zhàn)場敵我雙方飛行器之間的威脅因數(shù)。我方飛行器對敵方飛行器的威脅因數(shù)經(jīng)驗公式為
thjj = W^h0i'. Ihs11J + co2th[fl(1)其中下標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對敵方飛行器&的威脅因數(shù)，表示我方飛行器Bi對敵方飛行器&的距離威脅因子，表示我方飛行器&對敵方飛行器&的角度威脅因子表示我方飛行器&對敵方飛行器Rj的速度威脅因子，其中Q1與ω2為非負的權(quán)重系數(shù)，且滿足(^+(O2 = I ;我方飛行器Bi對敵方飛行器&的距離威脅因子具體為
權(quán)利要求
1.一種空戰(zhàn)多目標分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，其特征在于包括以下幾個步驟 步驟一從指揮控制中心獲取當前戰(zhàn)場態(tài)勢 步驟二 通過經(jīng)驗公式獲取當前戰(zhàn)場敵我雙方飛行器之間的威脅因數(shù)； 我方飛行器對敵方飛行器的威脅因數(shù)經(jīng)驗公式為 Th =' th^: +(1)其中下標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對敵方飛行器&的威脅因數(shù)，表示我方飛行器Bi對敵方飛行器&的距離威脅因子，表示我方飛行器Bi對敵方飛行器&的角度威脅因子，iAj1表示我方飛行器Bi對敵方飛行器Rj的速度威脅因子，其中Q1與ω2為非負的權(quán)重系數(shù)，且滿足(^+(O2 = I ; 我方飛行器Bi對敵方飛行器&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)多目標分配的啟發(fā)式量子遺傳方法，屬于計算機仿真與方法優(yōu)化技術(shù)領域。該啟發(fā)式量子遺傳方法包括從指揮控制中心獲取當前戰(zhàn)場態(tài)勢；獲取當前戰(zhàn)場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武器的所有攻擊分配值，構(gòu)建優(yōu)先攻擊分配值向量；進行量子位編碼，初始化種群中的所有量子染色體；對量子染色體進行過濾；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)同多目標攻擊空戰(zhàn)決策問題的威脅經(jīng)驗公式進行變形轉(zhuǎn)換，對我方武器分配方案進行量子位編碼，擴大了可行解的表示范圍；根據(jù)每個武器的所有攻擊分配值，提出并設計出優(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G06N3/12GK102722751SQ20121014705
公開日2012年10月10日 申請日期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 申請人:北京航空航天大學