基于MODPSO-GSA的协同空战武器目标分配

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1、2015年2月第41卷第2期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsFebruary2015V01．41No．2http：／／bhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．caDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2014．0119基于MODPSO．GSA的协同空战武器目标分配顾佼佼1，赵建军“，颜骥2，陈学东2(1．海军航空工程学院科研部，烟台264001；2．91352部队，威海264208)摘要：提出基于

2、多目标决策理论的协同空战武器目标分配模型，并用进化多目标优化算法求解．空战是一个多阶段攻防过程，针对多数空战武器目标分配采用一次性完全分配、不考虑火力资源消耗等不足，构建多目标决策模型，在达到毁伤门限的前提下，同时对一次攻击后使敌编队的总期望剩余威胁最小和分配导弹消耗量最小两个目标函数寻优．提出用多目标离散粒子群一引力搜索算法(MODPSO-GSA)求解分配模型，该混合进化多目标优化算法结合二者优点，具有稳定的全局搜索能力并保证收敛到Pareto前沿。该算法可求得满足毁伤门限的不同耗弹量的分配方案最优解集以供指挥员决策参考．仿真算

3、例验证了新模型及所提出MODPSO—GSA进化多目标优化求解算法的有效性．关键词：目标分配；多目标决策；进化多目标优化；粒子群；引力搜索；Pareto前沿中图分类号：V247．1+3；E837文献标识码：A文章编号：1001-5965(2015)02加252—07超视距协同空战是现代空战的主要形式，现代战机均具备多目标攻击能力，各战斗机通过相互协作，对空中多目标实施攻击．若不涉及作战战术，协同空战的核心问题为交战阶段的协同多目标分配，使我方对敌机群的攻击效果达到最优．文献[1-2]对目前解决武器目标分配(WTA)问题的国内外研究现

4、状进行了分析和展望：现有模型多是基于单纯的以毁伤概率越大(或剩余威胁越小)越好为准则，只考虑尽量提高杀伤效果，一次性完全分配不符合现代空战火力动态分配的实际．空战是多阶段的攻防过程，在进行武器目标分配时，要考虑在满足毁伤概率的前提下减少火力资源消耗，以备后期作战。文献[3]考虑到这个问题并提出改进，在原有目标函数上附加新的约束变量，构造一个综合的目标函数，仍是单目标决策．武器目标分配是一个多约束多变量的组合优化问题，构造一个目标函数形式复杂、求解复杂度偏高、不具备直观性且难以满足实时性等需求．本文基于多目标决策理论构造目标分配模型

5、并用进化多目标优化算法¨1求解，同时考虑杀伤效果和火力资源消耗，可在满足毁伤门限的前提下为指挥员提供不同耗弹量下的最优分配方案集供决策参考．模型的求解采用多目标混合离散粒子群一引力搜索算法(MODPSO—GSA)，展现了良好的寻优能力．仿真验证了该模型及其求解算法的有效性．1基于多目标决策的目标分配建模某次空战，我方机群B由M架战机组成，B={i，i=1，2，⋯，肘}，挂载导弹总数为K，导弹集合收稿日期：2014-03—12；录用日期：2014-06-25；网络出版时间：20144)9—1815：03网络出版地址：WWW．cnki

6、．net／kcms／doi／lO．13700／j．bh．1001-5965．2014．0119．html基金项目：国家自然科学基金资助项目(61102167，61105165)；青年科学基金资助项目(61002006)；航空科学基金资助项目(20135184008)作者简介：顾佼佼(1986一)，男，山东青岛人，博士生，vxgu86@hotmail．corn+通讯作者：赵建军(1965一)，男，江苏南通人，教授，zjj@hotmail．corn，主要研究方向为海军武器装备攻防体系对抗与信息化．引用格式：顾佼佼，赵建军，颜骥，等．基

7、于MODPSO-GSA的协厨空战武器目标分配fJ』．北京航空兢天大学学掖，20t5，4t但)：252-258．GuJJ，ZhaoJJ，YanJ，eta1．Cooperativeweapon—targetassignmentbasedonmulti—objectivediscreteparticleswaTmoptimization—gravationalsearchalgorithminaircombatⅣJ．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2015，4

8、J偿)：252—258(inChinese)，第2期顾佼佼，等：基于MODPSO．GSA的协同空战武器目标分配253为A：{A，，A：，⋯，A∥一，A。}；敌方机群R由Ⅳ架飞机组成，R={J,J=1，2，⋯，Ⅳ}．文中基于多目标决策理论”1构建WT