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基于微分进化算法的舰船导航路径规划技术研究
| 论文题名： | 基于微分进化算法的舰船导航路径规划技术研究 |
| 关键词： | 路径规划;舰船导航;微分进化算法;最优航路 |
| 摘要： | 舰船导航路径规划，即计划航线设计，是关系到舰船安全、高效航行的重要因素。随着科技进步和智能算法领域的飞速发展，使用智能程度高、适应能力强的智能算法进行舰船航路规划已成为必然的发展和应用趋势。 本课题以舰船海上航行为背景，分析研究了舰船路径规划问题，并根据舰船路径规划的技术特点，提出了一种改进微分进化算法--基于邻域变异的改进微分进化算法。以待规划区域内已知航路点库作为先验知识，提出了一种基于改进微分进化算法的舰船导航路径规划方法，并通过仿真实验验证了改进算法的优越性和应用于舰船航路规划的有效性。 首先，论文对舰船导航路径规划问题进行了深入研究。阐述了舰船航线的种类及区别。分析了舰船航路规划的要求、一般步骤、主要类型。着重对本课题计划使用的规划方法进行了研究。 其次，对微分进化算法的基本原理、运行流程进行了详细的阐述，归纳了不同变异策略的特点，并结合舰船导航路径规划的应用背景，提出了一种基于邻域变异的改进微分进化算法。之后根据舰船导航路径规划的特点，确定新算法中的控制参数。 再次，提出使用微分进化算法进行舰船导航路径规划的具体方法，包括如下工作：结合舰船航行特点完成待规划航行区域二维环境建模；选择合适的编码方式进行航路表达，并完成种群初始化；详细说明改进微分进化操作中的变异操作，给出关键参数和操作向量的选取方法；根据规划任务要求确定航路解的代价函数，用于进化过程中的选择操作；确定算法终止条件，完成航路规划过程。 最后，在MATLAB环境下，通过实验验证改进微分进化算法性能，且通过具体的应用实例，验证了本文提出的改进微分进化算法的有效性。更进一步地，与三种其他微分进化算法策略进行仿真对比，验证了本文算法的优越性。 |
| 作者： | 王重雷 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 赵玉新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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