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多无人机协同任务规划研究生数学建模论文

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无人机 协同 任务 规划 研究生 数学 建模 论文
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目录 1、摘要 、摘要 ........................................................................................................................................ 1 2、问题的重述 、问题的重述 ........................................................................................................................ 2 3、无人机协同任务 、无人机协同任务规划系统分析系统分析 规划系统分析系统分析 ........................................................ 4 3.1 系统结构分析 系统结构分析 ................................................................................................................ 4 3.2 约束分析 约束分析 ........................................................................................................................ 4 4、问题的分析 、问题的分析 ........................................................................................................................ 6 4.1 问题一分析 问题一分析 ..................................................................................................................... 6 4.2 问题二分析 问题二分析 ..................................................................................................................... 6 4.3 问题三分析 问题三分析 ..................................................................................................................... 6 4.4 问题四分析 问题四分析 ..................................................................................................................... 7 4.5 问题五分析 问题五分析 ..................................................................................................................... 7 5、建模过程 、建模过程 ............................................................................................................................. 8 5.1 问题一的建模与解答 问题一的建模与解答 ................................................................................................. 8 5.2 问题二的建模与解答 问题二的建模与解答 ............................................................................................... 15 5.3 问题三的建模与解答 问题三的建模与解答 ............................................................................................... 16 5.4 问题四的建模与解答 问题四的建模与解答 ............................................................................................... 18 5.5 问题五的解答 问题五的解答 ............................................................................................................. 20 6、参考文献 、参考文献 ........................................................................................................................... 23 7、附录 、附录 ...................................................................................................................................... 24 2 2、问题的 、问题的重述 重述 (1)一旦有侦察无人机进入防御方某一目标群配属雷达探测范围,防御方10 个目标群的配属雷达均开机对空警戒和搜索目标,并会采取相应对策,包括发射导弹对无人机进行摧毁等, 因此侦察无人机滞留防御方雷达探测范围内时间越长,被其摧毁的可能性就越大。现需为 FY-1 型无人机完成 10 个目标群(共 68个目标) 的侦察任务拟制最佳的路线和无人机调度策略 (包括每架无人机起飞基地、加载的载荷、起飞时间、航迹和侦察的目标) ,以保证侦察无人机滞留防御方雷达有效探测范围内的时间总和最小。 (2)FY-1 型无人机对目标进行侦察时,须将侦察信息实时通过 FY-2 型无人机传回地面控制中心。 鉴于 50km 通信距离的限制, 需安排多架 FY-2 型无人机升空,以保证空中飞行的侦察无人机随时与 FY-2 型无人机的通信。FY-2 型无人机可同时与多架在其有效通信范围的侦察无人机通信并转发信息。 为完成问题 (1)的侦察任务,至少安排多少架次的 FY-2 型通信中继无人机。 (3)所有 FY-1 型无人机现已完成侦察任务并返回基地,均可加载载荷 S-3用于为制导炸弹提供目标指示。 现要求在 7 个小时内 (从第一架攻击无人机进入防御方雷达探测范围内起,到轰炸完最后一个目标)完成对 10 个目标群所有 68个地面目标的火力打击任务, 如何进行任务规划以保证攻击方的无人机滞留防御方雷达有效探测范围内的时间总和最小?请给出具体无人机任务规划结果 (含每架无人机飞行路线、FY-3 型无人机携带炸弹的具体清单和攻击的目标清单) 。 (4)由相关信息渠道获知在 A02、A05、A09 周边可能还配置有三部远程搜索雷达,该雷达对 FY 型无人机的有效作用距离是 200km。这三部雷达的工作模式是相继开机工作, 即只有首先开机的雷达遭到攻击后才开启第二部雷达, 同样只有第二部雷达被攻击后才开启第三部雷达。 远程搜索雷达一旦开机工作, 攻击方无人机群即可获知信号并锁定目标, 而后安排距其最近的无人机对其摧毁。 请基于防御方部署远程搜索雷达的情形重新考虑问题(3) 。 (5)请对求解模型的算法的复杂度进行分析;并讨论如何有效地提高算法的效率, 以增强任务规划的时效性。 基于你们小组构建的数学模型和对模型解算
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