[發明專利]一種飛行器發射時間籌劃方法及系統

有效

• 申請號: 202110674168.0
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113221389B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 朱昱;王正元;王連鋒;李亞雄;馬峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F111/04;G06F111/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種飛行器發射時間籌劃方法，其特征在于，包括：

基于給定飛行器數量、發射時間以及發射時間間隔構建飛行器發射時間籌劃模型；

基于所述飛行器發射時間籌劃模型籌劃各飛行器的發射時間；

所述飛行器發射時間籌劃模型如下：

s.t.

t_li-t_ri≥t_si

t_li≤t_ei

t_lj≥t_li+t_ij

其中，m為飛行器數量，t_li為第i個飛行器的發射時間，t_lj為第j個飛行器的發射時間，t_ri為第i個飛行器的發射準備時間，t_ij為第i個飛行器和第j個飛行器的發射時間間隔，t_si為第i個飛行器的任務開始時間，t_ei為第i個飛行器的任務結束時間；

所述基于所述飛行器發射時間籌劃模型籌劃各飛行器的發射時間，具體包括：

設置各飛行器的發射時間；各飛行器的發射時間滿足所述飛行器發射時間籌劃模型的約束條件；

基于各飛行器的發射時間計算所述飛行器發射時間籌劃模型的目標函數值；

選擇所述目標函數值最小時對應的各飛行器的發射時間為最優的發射時間，完成各飛行器的發射時間籌劃；

其中，飛行器發射時間籌劃優化模型的目標函數值計算方法如下：

1.1：輸入發射飛行器數量m，各枚飛行器發射時間窗口[t_si,t_ei](i＝1,…,m)，發射準備時間t_ri；

1.2：輸入飛行器避免航跡交叉的時間間隔t_ij；

1.3：輸入滿足模型中約束條件的飛行器發射時間t_li,i＝1,2,...,m；

1.4：計算飛行器發射時間平均值_tl：

1.5：計算飛行器發射時間籌劃模型的目標函數值Z：

其中，飛行器發射時間籌劃模型求解方法如下：

2.1：輸入初始解x_init；

2.2：若x_init為不滿足飛行器發射時間籌劃模型約束條件，返回步驟2.1；

2.3：計算發射器時間籌劃模型的目標函數值z_init，保存當前最優目標函數值z_a←z_init，保存當前最優解x_a←x_init

2.4：在x_a的鄰域內尋找可行解x_N，并計算x_N對應發射器時間籌劃模型的目標函數值z_N；

2.5：如果z_N＜z_a，則z_a←z_N,x_a←x_N；

2.6：重復步驟2.4-步驟2.5，直到不能改進目標函數值為止；

2.7：重復步驟2.1-步驟2.6多次，選擇最優解作為飛行器發射時間籌劃方案。

2.一種飛行器發射時間籌劃系統，其特征在于，包括：

模型構建模塊，用于基于給定飛行器數量、發射時間以及發射時間間隔構建飛行器發射時間籌劃模型；

模型構建模塊，用于基于所述飛行器數量以及所述發射時間間隔構建飛行器發射時間籌劃模型；

發射時間籌劃模型，用于基于所述飛行器發射時間籌劃模型籌劃各飛行器的發射時間；

所述飛行器發射時間籌劃模型如下：

s.t.

t_li-t_ri≥t_si

t_li≤t_ei

t_lj≥t_li+t_ij

其中，m為飛行器數量，t_li為第i個飛行器的發射時間，t_lj為第j個飛行器的發射時間，t_ri為第i個飛行器的發射準備時間，t_ij為第i個飛行器和第j個飛行器的發射時間間隔，t_si為第i個飛行器的任務開始時間，t_ei為第i個飛行器的任務結束時間；

所述發射時間籌劃模塊具體包括：

發射時間設置單元，用于設置各飛行器的發射時間；各飛行器的發射時間滿足所述飛行器發射時間籌劃模型的約束條件；

計算單元，用于基于各飛行器的發射時間計算所述飛行器發射時間籌劃模型的目標函數值；

選擇單元，用于選擇所述目標函數值最小時對應的各飛行器的發射時間為最優的發射時間，完成各飛行器的發射時間籌劃；

其中，飛行器發射時間籌劃優化模型的目標函數值計算方法如下：

1.1：輸入發射飛行器數量m，各枚飛行器發射時間窗口[t_si,t_ei](i＝1,…,m)，發射準備時間t_ri；

1.2：輸入飛行器避免航跡交叉的時間間隔t_ij；

1.3：輸入滿足模型中約束條件的飛行器發射時間t_li,i＝1,2,...,m；

1.4：計算飛行器發射時間平均值

1.5：計算飛行器發射時間籌劃模型的目標函數值Z：

其中，飛行器發射時間籌劃模型求解方法如下：

2.1：輸入初始解x_init；

2.2：若x_init為不滿足飛行器發射時間籌劃模型約束條件，返回步驟2.1；

2.3：計算發射器時間籌劃模型的目標函數值z_init，保存當前最優目標函數值z_a←z_init，保存當前最優解x_a←x_init

2.4：在x_a的鄰域內尋找可行解x_N，并計算x_N對應發射器時間籌劃模型的目標函數值z_N；

2.5：如果z_N＜z_a，則z_a←z_N,x_a←x_N；

2.6：重復步驟2.4-步驟2.5，直到不能改進目標函數值為止；

2.7：重復步驟2.1-步驟2.6多次，選擇最優解作為飛行器發射時間籌劃方案。