基于KnCMPSO算法的异构无人机协同多任务分配

摘要：

随着无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)技术的广泛应用和执行任务的日益复杂,无人机多机协同控制面临着新的挑战.以无人机总飞行距离和任务完成时间为优化目标,同时考虑异构无人机类型、任务执行时序等多种实际约束,构建基于多种约束条件的异构无人机协同多任务分配模型.该模型不仅包含混合变量,同时还存在多个复杂的约束条件,因此,传统的多目标优化算法并不能有效地处理混合变量及对问题空间进行搜索并生成满足多种约束条件的可行解.为高效求解上述模型,提出一种基于拐点的协同多目标粒子群优化算法(Knee point based coevolution multi-objective particle swarm optimization,KnCMPSO),该算法引入基于拐点的学习策略来更新外部档案集,在保证收敛性的同时增加种群的多样性,使算法能搜索到更多可行的任务分配结果;并基于二进制交叉方法,引入基于学习的粒子更新策略来提升算法的收敛性及基于区间扰动的局部搜索策略以提升算法的多样性.最后通过在四组实例上的仿真实验验证了所提算法在求解异构无人机协同多任务分配问题上的有效性.

关键词：无人机多任务分配、多目标优化、粒子群算法、协同进化

所属期刊栏目：49

分类号：TP242.6;TP391.41;TM715

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;高等学校全国优秀博士学位论文作者专项

在线出版日期：2023-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：399-414