[發明專利]基于直覺模糊博弈的多UUV協同動態機動決策方法

在審

• 申請號: 202011150929.4
• 申請日: 2020-10-24
• 公開（公告）號: CN112305913A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 劉祿;張立川;白春梅;張碩;任染臻
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于直覺模糊博弈的多UUV協同動態機動決策方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：根據對立雙方的態勢信息，對多UUV的機動屬性進行評估，并建立模糊支付矩陣；

(1)機動屬性集M將考慮四個屬性：

M＝{D,V,E,F}，其中D為距離因子，V為速度因子，E為偏轉角，F為俯角；

我方的屬性m_p的模糊評估矩陣表示為，p＝1,...,4：

UUV有七個基本的飛行動作，即保持原定飛行，加速，減速，左轉，右轉，爬升和俯沖，A方的機動策略為a_n，n＝1,...,7，敵方選擇機動策略d_q，q＝1,...,7，直覺模糊集f_nq＝(u_nq,v_nq)由下表得到：

表1模糊語言與直覺模糊數對應關系

(2)模糊支付矩陣為：其中F_nq＝(U_nq,V_nq)，l_ij是屬性m_i相對屬性m_j的重要標度，由下表獲得：

表2屬性重要性標度

步驟2：根據屬性評價，得到直覺模糊支付矩陣，進而建立規劃模型；

我方和敵方的混合策略空間表示為：

x_i，y_j表示：我方選擇第i個策略和敵方選擇第j個策略時的概率；

我方參與者的預期收益為：

根據博弈論的最大和最小定理，在此處使用非線性規劃模型找到最佳對抗策略：

max(ρ,σ)

其中，max(ρ,σ)為我方的最大期望收益，min(ζ,γ)為敵方的最小損失，為敵方采取ε_j策略時我方的收益，表示我方采取ε_j策略時地方的損失；

步驟3：對步驟2中的模型進行求解，求取我方最大的x_i，以及x_i對應的策略ε_j，表示當雙方進行對抗時我方采取ε_j策略是我方的最優策略，使得我方的收益最大；

通過最優解中最優參數x_i，即得到此時采取最優策略的概率，AUV執行最優策略對用的動作。

2.根據權利要求1所述的一種基于直覺模糊博弈的多UUV協同動態機動決策方法，其特征在于步驟2中的最佳對抗策略可以等價為

min(ζ,γ)

3.根據權利要求1所述的一種基于直覺模糊博弈的多UUV協同動態機動決策方法，其特征在于步驟3中采用改進粒子群優化算法實現多UUV水下策略的最優機動策略；所述的改進粒子群優化算法：

V_id(t+1)＝αV_id(t)+c₁(βBest_id(t)-P_id(t))*rand₁+c₂(δBest_id(t)-P_id(t)*rand₂)+c₃(R(t)-P_id(t)*rand₃

其中添加的檢測向量R(t)-P_id(t)可以通過自適應變量檢測半徑R(t)幫助粒子以更大的概率覆蓋更寬范圍的解，μ∈[0,1]是一個隨機數，是問題的上下邊界，λ是一個可變參數，t表示迭代時間。