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原文传递水下航行器攻击占位研究

论文题名：	水下航行器攻击占位研究
关键词：	水下航行器;参数辨识;模糊评价;多目标优化;模拟退火算法;动力学模型
摘要：	水下航行器（UnmannedUnderwaterVehicle，UUV）整合了人工智能、信息融合、模式识别、自主控制、系统集成等技术，在目标侦查、火力打击、协同作战等方面都发挥着不可替代的作用。其中攻击占位技术作为UUV赢得作战的基础与衡量其智能化水平的重要指标，如何隐蔽、安全且准确地占领有利攻击阵位已然成为世界各国的研究热点。对此，本文首先结合UUV动力学模型特点，并且基于多种辨识算法对水动力参数进行辨识，在最佳辨识模型的基础上阐述了不同因素对攻击占位的影响程度，构建相对应的模糊评价模型与多目标优化模型，最后结合问题特点设计了求解方法以获得当前状态下的最佳攻击占位策略，具体内容如下：　　首先，论文对UUV的动力学建模进行了研究。考虑到UUV动力学模型是一个强耦合、非线性的六自由度模型，并且模型的水动力参数过多且数值偏小，论文通过分析UUV运动时受到的力和力矩，对其运动方程进行简化。通过采集仿真实验数据，采用最小二乘算法、递推最小二乘算法、多新息递推最小二乘算法对简化模型的水动力参数进行辨识并相互比较，以使用精度最高的辨识模型进行攻击占位研究。　　其次，通过预测UUV下一时刻的运动状态和根据攻击占位要求，设计了一种评价攻击占位方案优劣的模糊评价模型与对应的多目标优化方法。针对攻击占位过程中隐蔽性能和攻击性能相互冲突的问题，综合考虑各项影响指标，制定出了科学且客观的模糊综合评价模型。进一步将模糊评价方程作为目标函数，使攻击占位问题转化为求极小值的多目标优化问题，采用经典模拟退火算法和广义模拟退火算法对该问题进行搜索求解，以获取最佳攻击占位方案。　　最后，为保证攻击占位的快速性和准确性，论文以鱼雷极限射距圆作为距离标准将攻击占位分为近距离下与远距离下攻击占位两类，并且将攻击占位分为单目标攻击与多目标攻击。通过建立UUV与目标相对运动态势模型，对目标运动要素进行解算后对目标逐次进行攻击占位。模拟实际环境进行仿真分析，结果表明采用远距离与近距离攻击占位相结合的方法在单目标与多目标态势下均是可行的。
作者：	童心赤
专业：	控制科学与工程
导师：	张华军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021