面向海洋采样的多水下滑翔器路径优化技术研究

《面向海洋采样的多水下滑翔器路径优化技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：___________密级：___________UDC：___________编号：___________工学硕士学位论文面向海洋采样的多水下滑翔器路径优化技术研究硕士研究生：赵富豪指导教师：李宁副教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：何忠杰教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：___________密级：___________UDC：___________编号：___________工学硕士学位论文面向海洋采样的多水下滑翔器路径优化技术研究硕士研究生：赵富豪指导教师：李宁副教授学位级

2、别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U.D.C：ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonMulti-UnderwaterGlidersPathOptimizationTechnologyforOceanSamplingCandidate:ZhaoFuhaoSupervisor:A/Prof.LiNingAcademicDe

3、greeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:Mar,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中

4、已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保

5、存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要海洋观测目的是通过各种观测工具获取海洋获取数据掌握海洋环境变化规律。水下滑翔器（UnderwaterGlider）作为新型自主式水下潜器（AutonomousUnderwaterVeh

6、icle），具有能耗小、工作时间长、无污染、效率高等优点，是目前海洋观测最有效的工具之一。本文针对水下滑翔器研究海洋采样问题，重点研究了海洋采样位置的选择和遍历采样位置的路径规划两个方面研究，主要研究工作如下：首先，本文将克里金插值法重构海洋环境场作为海洋采样位置的评价方法，通过对比实验证明基于MutualInformation准则选择海洋采样位置的均方根误差均小于基于极大熵准则，因此MutualInformation准则更适于本文海洋采样位置选择。其次，本文将海洋采样位置遍历问题划分为典型旅行商问题

7、（TSP）。通过详细分析研究蚁群算法和Lin-Kernighan算法，本文提出将蚁群算法和Lin-Kernighan算法杂交的ACO-LK杂交算法解决TSP问题并验证算法有效性。再次，考虑在海流影响下水下滑翔器遍历海洋采样位置遍历问题时为非对称的旅行商问题（ATSP），本文首先将ATSP转化为TSP然后利用ACO-LK杂交算法解决TSP问题。然后，本文利用空间聚类算法将多水下滑翔器海洋采样位置遍历问题转化为单个水下滑翔器的海洋采样位置遍历问题并针对单个水下滑翔器海洋采样位置遍历问题利用ACO-LK杂交

8、算法进行路径规划；针对多个水下滑翔器海洋采样任务分配不均的情况，本文设计优化算法进行解决并实验验证可行性。最后，基于我国东海海域的历史海洋环境温度场数据，本文设计仿真实验验证基于MutualInformation准则选择海洋采样位置以及验证ACO-LK杂交算法在海流影响下水下滑翔器海洋采样位置遍历问题和多水下滑翔器协同执行遍历海洋采样位置任务问题中的可行性。关键词：海洋观测；多水下滑翔器；海流；ACO-LK杂交算法ABSTRACTThepurposeof