[發明專利]一種基于歸納法的異構武器目標分配方法

有效

• 申請號: 202110595960.7
• 申請日: 2021-05-29
• 公開（公告）號: CN113298392B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 張建東;史國慶;楊啟明;吳勇;朱巖;陳雨楊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于歸納法的異構武器目標分配方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一：設計異構武器目標分配評價模型；

以目標毀傷概率與對應價值的乘積最大化為目標函數，構建異構武器目標分配的非線性整數規劃模型；

步驟二：設計基于歸納法的異構武器目標分配算法模型；

以武器目標分配決策矩陣X的元素之和，即所分配武器的數量總和L作為歸納遞推的級數：

令初始武器目標分配決策矩陣為空，即初始分配武器數量為零；當L＝1時，表示此時需要將武器庫中的某一枚武器分配給某一個目標；分別令x_ij＝1，并計算對應的目標函數值，找到目標函數值最大的預分配方案作為當前歸納遞推級數下的最佳分配方案并執行；依次類推，當L＝R時，則在L＝R-1時的武器目標分配決策矩陣的基礎上，再分配一枚武器，根據試探法武器與目標的預分配方案的目標函數值排序結果，得到目標分配武器數量總和為R時的最優配對；其中，R＝1,2,…,K，K代表武器數量總和。

2.根據權利要求1所述的基于歸納法的異構武器目標分配方法，其特征在于：

所述設計異構武器目標分配評價模型的步驟為：

以目標毀傷概率與對應價值的乘積最大化為目標函數，構建異構武器目標分配的非線性整數規劃模型；

做出如下三點假設：

假設一：同種類型的武器對同種類型的目標毀傷概率相同，有W種類型的武器和T種類型的目標，則第s類武器對第d類目標的毀傷概率為p_sd，s＝1,2,…,W，d＝1,2,…,T；

假設二：不同類型目標的綜合毀傷概率要求不同，對T類目標中每一類的的綜合毀傷概率期望值分別為C₁,C₂,…,C_T；

假設三：一枚武器只能打擊一個目標，但多個武器能夠同時攻擊一個目標；

現有M個平臺分別為U₁,U₂,…,U_M，各個平臺U₁,U₂,…,U_M的武器數量分別為S₁,S₂,…,S_M，T類目標的數量分別為G₁,G₂,…,G_T，價值分別為V₁,V₂,…,V_T；

將武器依次編號為W₁,W₂,…,W_K，其中K代表武器數量總和：

將目標依次編號為T₁,T₂,…,T_N，其中N代表目標數量總和：

以目標毀傷概率與對應價值的乘積最大化為目標函數，構建異構武器目標分配的非線性整數規劃模型為：

其中，X＝[x_ij]_K×N代表武器目標分配決策矩陣；V_j代表目標T_j的價值；p_ij代表武器W_i對目標T_j的毀傷概率；x_ij＝1代表分配武器W_i打擊目標T_j，x_ij＝0代表未分配武器W_i打擊目標T_j；C_j代表對目標T_j期望的毀傷概率值。

3.根據權利要求2所述的基于歸納法的異構武器目標分配方法，其特征在于：

所述步驟二的運行步驟如下：

第1步：置k＝0，初始令歸納法的遞推級數L＝0，初始最優武器目標分配決策矩陣為：

X_opt,L＝0＝{x_ij|x_ij＝0}_{i＝1,2,…,K；j＝1,2,…,N}

其中下標opt代表X_opt,L＝0是L＝0時的最優武器目標配對方案，初始方案X_opt,L＝0對應的目標函數值為Z(X_opt,L＝0)＝0；

第2步：置k加1，若k等于K，則結束遞推，武器目標分配決策方案為X_opt,L＝k；否則順序執行第3步；

第3步：試探法武器預分配；

將武器W_i分配給目標T_j，得到K·N個武器目標預分配方案：

其中是L＝k時的一個武器目標預分配方案；

其中下標μ、ξ表示武器編號，下標υ、η表示目標編號；

第4步：計算預分配方案對應的目標函數值對不滿足約束條件的預分配方案引入懲罰機制：

第5步：對預分配方案對應目標函數值排序，選擇目標函數值最大的預分配方案作為遞推級數L＝k時的最優武器目標分配決策方案X_opt,L＝k，目標函數值最大的預分配方案為則：

其中下標g和h分別表示武器和目標的編號；

第6步：判斷歸納遞推級數L＝k時的最優武器目標分配決策方案是否滿足目標毀傷概率要求，若下式均成立，則結束遞推；

最佳武器目標分配決策方案為X_opt,L＝k；否則返回第2步。