系统工程与电子技术

作者：张鸿运, 王磊, 张旭, 丁宇, 吕琛, 王昕炜

单位：1. 大连理工大学数学科学学院, 辽宁 大连 116024；2. 可靠性与环境技术重点实验室, 北京 100191；3. 北京航空航天大学可靠性研究所, 北京 100191；4. 北京航空航天大学可靠性与系统工程学院, 北京 100191；5. 大连理工大学工程力学系, 辽宁 大连 116023；6. 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116023

关键词：协同任务分配,狼群算法,矩阵编码,拍卖机制,子系统能力矩阵

基金：国家重点研发计划(2020YFB1709403);国家自然科学基金(12102077);国家自然科学基金(12072059);辽宁省自然科学基金(2019-ZD-0021);中央高校基本科研业务费专项资金(DUT20YG125)

任务分配是提高无人机运维效率的关键技术之一。针对子系统执行能力约束条件下的无人机蜂群协同任务分配问题, 提出一种融合拍卖机制的改进狼群算法。首先, 定义子系统能力矩阵以实现无人机异构性和任务执行能力的统一描述。其次, 对个体狼采用矩阵编码, 针对违反攻击次数的非可行解, 提出基于拍卖机制的修正策略, 以进行处理。然后, 在个体狼位置更新过程中融入遗传算法思想, 在探索阶段和围捕阶段分别进行相邻行交换操作和间隔列交叉操作, 以实现快速寻优。最后, 将第三优狼引入到狼群更新过程中, 从而增强种群的多样性。仿真实验结果表明, 所提方法能够有效求解子系统执行能力约束下无人机蜂群协同任务规划问题; 且相比于其他改进进化算法, 所提方法具有更好的寻优性与收敛速度。

来源：2023年第1期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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