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《基于multi-agent的航空集群系统重构机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于Multi-Agent的航空集群系统重构机理研究胡利平,梁晓龙，张佳强（空军工程大学空管领航学院，陕西西安710051）摘要：由于外部作战任务改变或内部节点损伤失能，航空集群系统结构或功能需要自适应地做出改变，完成系统重构。为此对航空集群系统重构的定义及其类型、触发机制、基本原则等进行了分析阐述；借鉴博弈论理论，将航空集群系统分布式重构问题映射为多Agent之间的合作-竞争问题，建立了基于Multi-Agent的系统重构模型，给出了重构的流程与算法，为航空集群系统作战能力涌现提供技术支持，具有很强的军事应用前景。关键词：航
2、空集群；系统重构；博弈论；Multi-Agent中图分类号：V11文献标识码：A文章编号：D7ResearchonAerialSwarmSystemReconfigurationMechanismBasedonMulti-AgentHULi-ping,LIANGXiao-long,ZHANGJia-qiang(AirTrafficControlandNavigationCollege,AirForceEngineeringUniversity,Xi’an710051,China)Abstract:Inordertomeetth
3、eneedofexternalcombatmissionchangingorinternalnodesinjuryanddisability,thestructureorfunctionofaerialswarmsystemneedstochangetocompletesystemreconfiguration.Sothat,thisthesiselaboratesonsomebasicconceptsofthereconfigurationofaerialswarmsystem,includingthedefinition,
4、types,triggeringmechanismandprinciplesofthereconfiguration.Afterreferringtothegametheory,thisthesisresolvestheproblemofaerialswarmsystemreconfigurationintocooperation-competitionproblemsbetweenvariousagents,andprovidesasystemreconstructionmodelbasedontheMulti-Agent,
5、atthesametime,itgivesthereconfigurationprocessesandalgorithms.Thisthesisprovidestechnicalsupportforthecombatswarmcapabilityofaerialswarmsystem,andhasaverystrongmilitaryapplicationprospect.Keywords:AerialSwarm;SystemReconfiguration;GameTheory;Multi-Agent0引言航空集群是由一定数量
6、的单功能和多功能有人或无人航空飞行器共同组成自主式空中移动系统[1-2]。它是基于生物集群概念而提出的一个全新的概念。世界航空技术先进国家在其未来技术路线规划中已经透露出采用集群技术解决航空器群作战指挥的思想。美军方指出未来通过无人机群协同完成作战任务是航空技术发展的必然趋势，美无人机群控制技术也代表了无人机控制技术的发展方向。2000年以来，美国国防部相继公开发表了4个无人机路线图[3-6]，在这一系列文件中，给出了无人机自主控制层级划分的概念，提出将无人机控制划分为由简单的远程控制逐步发展到群协同控制、分布式控制以及最终的
7、群协同完全自主控制的战略构想。在未来高动态、高对抗、高强度的空中作战条件下，战场态势、预定作战任务的动态改变，上级指挥员的实时指令，以及作战过程中可能遭受的战损、故障等情况要求航空集群迅速完成适应性的功能重构，恢复战斗力或具备执行新任务的能力。系统重构机制对于航空集群执行任务的整体性能及在遭受攻击时的生存能力具有重要影响。从具体控制方法的角度来看，无人机集群编队重构问题常用的控制方法有基于最小持久图理论的编队重构算法[7]、PID控制法[8]、差分进化和滚动时域控制(ＲHC)的混合算法[9]、控制作用参数化与时间离散化(CPT
8、D)和粒子群优化(PSO)的混合算法[10]、CPTD和遗传算法(GA)的混合算法[11]等。其中，大部分研究是基于二维空间，而对三维空间内的编队重构的研究还相对较少;同时，对编队重构过程中的影响因素的研究也相对较少；另外，大多数的分布式系统重构主要着眼于工程实用性，而不能保
