[發(fā)明專利]一種面向非線性能效隸屬特性的組網(wǎng)雷達(dá)任務(wù)規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810265059.1
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108520124A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)熨t;徐龍瀟;王強(qiáng);韓毅;崔國龍;孔令講;楊曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

1.一種面向非線性能效隸屬特性的組網(wǎng)雷達(dá)任務(wù)規(guī)劃方法，該方法包括：

步驟1：建立非線性能效隸屬特性的雷達(dá)任務(wù)模型；

步驟1.1：雷達(dá)發(fā)射電磁波對目標(biāo)進(jìn)行照射，電磁波經(jīng)過目標(biāo)的反射后，反射回雷達(dá)并被接收，雷達(dá)通過回波特性獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率、方位、高度信息；首先定義：n為任務(wù)序號，t_n為雷達(dá)任務(wù)中發(fā)射脈沖的持續(xù)時(shí)間長度，w_n為等待脈沖的時(shí)長，r_n為接收脈沖的時(shí)間窗長度；在雷達(dá)工作過程中，以上三個(gè)時(shí)間長度均被某一個(gè)任務(wù)占用，因此可將任務(wù)的發(fā)射時(shí)間、等待時(shí)間、接收時(shí)間窗長度作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮，并將其定義為任務(wù)的駐留時(shí)間d_n，即任務(wù)執(zhí)行一次占用的雷達(dá)時(shí)間軸長度，且d_n滿足：

d_n＝t_n+w_n+r_n；

采用非線性隸屬度函數(shù)表示任務(wù)駐留時(shí)間與任務(wù)執(zhí)行效果之間的關(guān)系，即非線性能效隸屬特性的雷達(dá)任務(wù)；非線性隸屬度函數(shù)具體形式如下：

上式中，a_n為任務(wù)隸屬度函數(shù)系數(shù)，其取值范圍為a_n＞0，l_n和分別為任務(wù)駐留時(shí)間的下限和上限，其值根據(jù)實(shí)際情況確定；任務(wù)駐留時(shí)間的隸屬度值最大為1，對應(yīng)任務(wù)駐留時(shí)間的默認(rèn)值；任務(wù)駐留時(shí)間的隸屬度值最小為0，對應(yīng)任務(wù)駐留時(shí)間的下限；任務(wù)規(guī)劃中，任務(wù)的隸屬度函數(shù)越大，則任務(wù)執(zhí)行效果越好，對應(yīng)任務(wù)規(guī)劃算法效果越好；

步驟2：確定多功能組網(wǎng)雷達(dá)中各雷達(dá)時(shí)間軸槽寬T₁^m和總周期

步驟2.1：雷達(dá)任務(wù)周期p_n是任意的正實(shí)數(shù)；根據(jù)實(shí)際作戰(zhàn)情況定義兩個(gè)參數(shù)α和β來限制p_n的值，用表示雷達(dá)任務(wù)周期的默認(rèn)值，則p_n的取值范圍可以表示為

上式中，參數(shù)α的取值范圍是參數(shù)β的取值范圍是1≤β；

步驟2.2：假定多功能組網(wǎng)雷達(dá)中有M個(gè)多功能雷達(dá)單元，需要執(zhí)行的雷達(dá)任務(wù)數(shù)量為N；組網(wǎng)雷達(dá)中M個(gè)雷達(dá)單元對應(yīng)M個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸；雷達(dá)任務(wù)在雷達(dá)時(shí)間軸上按任務(wù)周期重復(fù)，周期互為整數(shù)倍的雷達(dá)任務(wù)可以在同一個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸上按各自的任務(wù)周期重復(fù)，定義第m個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸上最小的任務(wù)周期為雷達(dá)時(shí)間軸的槽寬T₁^m，最大的任務(wù)周期為雷達(dá)時(shí)間軸的總周期N_m為可以規(guī)劃在第m個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸上的任務(wù)周期種類數(shù)，也就是的約數(shù)的數(shù)量；

對M個(gè)雷達(dá)單元進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，選取所有任務(wù)中最小的M個(gè)周期分別作為M個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸的槽寬T₁^m，并保證每個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸的槽寬不同，即T₁^m≠T₁ⁿ,m≠n，m和n都是雷達(dá)時(shí)間軸的序號；為使周期最大的任務(wù)可以規(guī)劃到多功能組網(wǎng)雷達(dá)中，各個(gè)雷達(dá)的總周期必須大于任務(wù)周期的最大值；又因?yàn)槔走_(dá)時(shí)間軸的總周期必須為槽寬T₁^m的整數(shù)倍，因此在確定雷達(dá)時(shí)間軸總周期時(shí)，用最大任務(wù)周期除以各個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸的槽寬T₁^m，然后對得到的商向上取整，以此作為對應(yīng)雷達(dá)時(shí)間軸總周期對槽寬的初始倍數(shù)即

步驟2.3：以上步驟中得到的初始倍數(shù)找到到之間質(zhì)因子最多的整數(shù)認(rèn)定最佳的倍數(shù)為雷達(dá)時(shí)間軸的總周期為從0到之間所有能被整除的數(shù)，就是所有第m個(gè)雷達(dá)時(shí)間軸上可以規(guī)劃的任務(wù)周期，用向量T^m表示；

步驟3：更新任務(wù)周期并對任務(wù)分組；

在各雷達(dá)時(shí)間軸可規(guī)劃的任務(wù)周期中選擇與任務(wù)周期默認(rèn)值最接近的值作為新的任務(wù)周期p_n，如果p_n超出了步驟2.1中雷達(dá)任務(wù)周期的可調(diào)整范圍，即不滿足則此任務(wù)被丟棄，滿足條件的任務(wù)就被分配到對應(yīng)雷達(dá)的任務(wù)組中；

步驟4：利用駐留時(shí)間壓縮的方法將任務(wù)分配到對應(yīng)雷達(dá)單元中；

完成步驟1～3后，所有任務(wù)都被分配到了對應(yīng)的雷達(dá)任務(wù)組中，當(dāng)任務(wù)數(shù)量很少時(shí)，雷達(dá)資源充足，任務(wù)駐留時(shí)間被交錯(cuò)排列在雷達(dá)時(shí)間軸上；隨著任務(wù)數(shù)量的增加，雷達(dá)時(shí)間軸資源不斷減少，當(dāng)不足以加入新的任務(wù)時(shí)，則對任務(wù)駐留時(shí)間壓縮；每次壓縮都選擇隸屬度函數(shù)斜率最小的任務(wù)，壓縮一個(gè)很小的步長x，壓縮后再次選擇隸屬度函數(shù)斜率最小的任務(wù)，反復(fù)執(zhí)行以上過程，直到所有任務(wù)被規(guī)劃成功或沒有任務(wù)能夠繼續(xù)被壓縮。