微分进化算法及其在无人机航迹规划中的应用研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanyingguilai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
优化问题大量存在于科学研究和工程应用中的各个领域,进行最优化方法的研究具有重要的理论意义和实用价值。因此高效的优化技术成为科学工作者的研究目标之微分进化算法(Differential Evolution,简称DE)是一种新的群体智能优化算法。其主要特点是原理简单、参数少、收敛速度快、所需领域知识少。通过大量研究发现,DE算法具有很强的搜索能力,适合于解决复杂的优化问题。该算法已在函数优化、神经网络训练、组合优化等领域获得了广泛应用,并取得了较好的效果。但是由于它缺乏关于搜索空间的全局信息机制,有时会陷入局部最优。粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,简称PSO)是于1995年提出的一种基于群体的进化优化算法。PSO算法在整个种群中充分利用全局信息,有很强的全局搜索机制。但PSO算法由于缺乏保持种群多样性的机制,在寻优过程中容易陷入局部最优。而微分进化算法有很多优点,比如在保持种群多样性方面和良好的局部搜索能力方面。但是它缺乏全局信息的指导,容易导致浪费计算资源和陷入局部最优。所以将两种算法融合可以取长补短,互相促进。本文还将多智能体概念引入DE算法中,构造了“局部版”的DE算法。为了进一步克服DE和PSO单个算法在求解全局优化问题时的缺陷,本文提出了种新型的全局优化算法——协同微分进化算法(Co-evolutionary Differential Evolution,简称CDE)。CDE算法基于一种双种群进化策略,其中一个子种群中的个体按照PSO操作进化,另一个子种群的个体按照DE操作进化,在每次进化过程中利用一种信息交流机制交流寻优信息,避免各自种群陷入局部最优。该方法可以保证两个子种群在解空间中协调寻优,达到开发能力和探索能力之间的平衡,维持整个种群的多样性,降低了陷入局部最优的风险。针对无人机航迹规划的特点,本文将CDE算法应用于解决无人机航迹规划问题。对给定的三种战场环境进行模拟仿真,在满足各种约束条件的情况下取得了令人满意的效果,证明了该算法用于解决无人机航迹规划问题是有效可行的。
其他文献
水是人类生活和生产过程中必不可少的重要资源,特别是现代社会水资源遭受环境的破坏越来越严重,而人们对水的需求量更是与日俱增,且对水质要求也越来越高。伴随着人类社会的进步
随着二维转台与伺服技术的不断发展,更加轻便化的新型结构二维转台得到应用。本文所用的二维转台由于应用限制无法对其进行配重,在实际运行中有明显的负载偏心现象。现阶段国内
目标跟踪是计算机视觉领域一个基础而关键的问题,其中如何能够在各种复杂的条件下,对目标进行长期稳定的跟踪研究受到国内外学者的广泛关注。为了从根本上解决运动目标遮挡,
炼钢生产是钢铁生产过程的关键环节,也是现代钢铁企业的核心工序,直接影响着钢铁生产成本和经济效益。炼钢调度计划在执行过程中,随时会出现各种异常情况,因此如何处理这些突
保护套管中存在的裂纹缺陷严重影响着测温传感器的合格率。将有裂纹缺陷的保护套管剔除,不仅能够提高测温传感器的合格率,而且可以降低生产成本。本文以实现保护套管裂纹的自