专利名称：一种空战多目标分配的启发式量子遗传方法
技术领域：
本发明涉及一种空战多目标分配的启发式量子遗传方法，属于计算机仿真与方法优化技术领域。
背景技术：
协同多目标攻击空战决策己成为现代战机实现超视距空战火控系统的关键技术之一，其研究具有重要的意义。协同多目标攻击空战决策是指一架飞行器单独或多架飞行器同时攻击空中多个敌方分散目标。当敌方飞行器数量较多时，我方也需同时出动多架飞行器对其进行拦截、攻击，从而形成协同空战。协同多目标攻击空战决策的关键是根据我方飞行器数量以及态势为各友方飞行器分配目标，而空战态势评估和威胁分析是目标分配的基础。因此，空战态势评估、威胁分析、协同目标分配一起构成了协同多目标攻击空战决策的核心内容，而协同目标分配则是其中最重要的一部分。协同多目标攻击空战决策的威胁分析目前主要是根据一些基本的经验公式，计算出飞行器之间的威胁因数；协同目标分配的方法主要有蚁群、神经网络、粒子群等方法，但这些方法普遍存在效率低下，不能收敛等缺点。遗传算法是由美国Michigan大学的JohnHolland于20世纪60年代末提出并创立，借用生物界进化论和遗传学的思想，模拟了自然选择和遗传过程中发生的繁殖，交配和变异现象，根据适者生存，优胜劣汰的自然法则，利用遗传算子选择，交叉和变异逐代产生优秀个体，最终搜索到较优的个体。但遗传算法在解决协同多目标攻击空战决策时容易陷入局部收敛，进化后期收敛速度慢，精度较差等缺点。量子遗传优化方法(QGA)最早由K. H. Han等在2000年提出的，该方法将量子的态矢量表达引入遗传编码，利用量子旋转门实现染色体基因的调整，它概念简单、容易实现、搜索范围大。但其二进制编码方式在解决实际问题时有一定的局限性。另外，作为一种随机优化方法，也具有盲目搜索，收敛速度慢，精度较差等缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种空战多目标分配的启发式量子遗传方法，目的是为了解决协同多目标攻击空战决策的协同目标分配的遗传方法容易局部收敛，进化后期收敛速度慢，精度较差等缺点，将协同多目标攻击空战决策问题的威胁经验公式进行变形转换，使之能对我方武器分配方案(在这里启发式量子遗传算法中的每一条染色体代表一种解决方案)进行量子位编码，并提出一种根据优先分配值向量PAVznxi启发式量子染色体修正方法，最后通过量子染色体变异，加快量子位对应态向全局最优解旋转，提高搜索效率。本发明提出一种空战多目标分配的启发式量子遗传方法，包括以下几个步骤步骤一从指挥控制中心获取当前战场态势步骤二 通过经验公式获取当前战场敌我双方飞行器之间的威胁因数。我方飞行器对敌方飞行器的威胁因数经验公式为
thjj = W^h0i'. Ihs11J + co2th[fl(1)其中下标i表示我方飞行器Bi (i = I, 2，…，Μ)，其中M表示我方飞行器的总数量，下标j表示敌方飞行器Rj (j = 1，2，···，N)，N表示敌方飞行器的总数量，thu表示我方飞行器Bi对敌方飞行器&的威胁因数，表示我方飞行器Bi对敌方飞行器&的距离威胁因子，表示我方飞行器&对敌方飞行器&的角度威胁因子表示我方飞行器&对敌方飞行器Rj的速度威胁因子，其中Q1与ω2为非负的权重系数，且满足(^+(O2 = I ;我方飞行器Bi对敌方飞行器&的距离威胁因子具体为
权利要求
1.一种空战多目标分配的启发式量子遗传方法，其特征在于包括以下几个步骤 步骤一从指挥控制中心获取当前战场态势 步骤二 通过经验公式获取当前战场敌我双方飞行器之间的威胁因数； 我方飞行器对敌方飞行器的威胁因数经验公式为 Th =' th^: +(1)其中下标i表示我方飞行器Bi (i = 1，2，…，Μ)，其中M表示我方飞行器的总数量，下标j表示敌方飞行器Rj (j = 1，2，···，N)，N表示敌方飞行器的总数量，〖1^_表示我方飞行器Bi对敌方飞行器&的威胁因数，表示我方飞行器Bi对敌方飞行器&的距离威胁因子，表示我方飞行器Bi对敌方飞行器&的角度威胁因子，iAj1表示我方飞行器Bi对敌方飞行器Rj的速度威胁因子，其中Q1与ω2为非负的权重系数，且满足(^+(O2 = I ; 我方飞行器Bi对敌方飞行器&的距离威胁因子具体为
全文摘要
本发明提出一种空战多目标分配的启发式量子遗传方法，属于计算机仿真与方法优化技术领域。该启发式量子遗传方法包括从指挥控制中心获取当前战场态势；获取当前战场敌我双方飞行器之间的威胁因数；获取所有我方飞行器的每个武器的所有攻击分配值，构建优先攻击分配值向量；进行量子位编码，初始化种群中的所有量子染色体；对量子染色体进行过滤；根据优先攻击分配值向量修正量子染色体等步骤。本发明将协同多目标攻击空战决策问题的威胁经验公式进行变形转换，对我方武器分配方案进行量子位编码，扩大了可行解的表示范围；根据每个武器的所有攻击分配值，提出并设计出优先攻击分配值向量PAVZN×1，使染色体按照PAVZN×1启发式的修正量子染色体，加快收敛速度。
文档编号G06N3/12GK102722751SQ20121014705
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者孔海朋, 李妮, 韩亮, 龚光红 申请人:北京航空航天大学