[发明专利]一种基于归纳法的异构武器目标分配方法

说明书

本发明提供了一种基于归纳法的异构武器目标分配方法，设计符合多机协同作战中目标分配问题约束的基于归纳法的异构武器目标分配算法结构，提高异构武器目标分配问题的求解效率，通过设以目标毁伤概率与对应价值的乘积最大化为目标函数，构建异构武器目标分配的非线性整数规划模型，利用归纳递推思想求解异构武器目标分配问题，在所做假设条件下，异构武器目标分配模型的实质是带约束的0‑1整数规划问题，基于归纳法求解该模型的核心是建立归纳逐层递推过程，以减小解空间的复杂度。本发明算法空间复杂度和时间复杂度相同且近似为二次型，从而能够实现武器目标快速分配的同时保证全局最优，提高武器目标分配问题的求解效率。

技术领域

本发明涉及协同任务规划的技术领域，具体涉及一种用于异构的武器目标分配方法。

背景技术

目前，多机协同作战已经成为现代战争的主要形式。国内外都注重多机协同作战形式以弥补单机执行任务的不足。相比于单机作战，多机协同作战可以大大提高完成任务的效率，同时最大限度地减少我方兵力损耗，是增强我方兵力战斗力的主要方式。

随着科学技术的发展，飞行器种类多种多样，敌我双方的兵力以你追我赶的形式进行发展，造成不同兵力实体间性能差别较大。同时现代及未来战争规模庞大，战场环境瞬息万变，如何在高度复杂的不确定战场环境下做到多机协同目标的实时分配是亟待解决的问题，也是当前协同任务规划领域研究的一个热点问题。

数学归纳法是一种数学证明方法，通常被用于证明某个给定命题在整个(或者局部)自然数范围内成立，它属于完全严谨的演绎推理法。在异构武器目标分配问题中，创新性的引入归纳递推的思想，提高目标分配问题的求解速度和求解质量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于归纳法的异构武器目标分配方法。本发明设计了符合多机协同作战中目标分配问题约束的基于归纳法的异构武器目标分配算法结构，提高异构武器目标分配问题的求解效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤一：设计异构武器目标分配评价模型；

以目标毁伤概率与对应价值的乘积最大化为目标函数，构建异构武器目标分配的非线性整数规划模型；

步骤二：设计基于归纳法的异构武器目标分配算法模型；

利用归纳递推思想求解异构武器目标分配问题，在所做假设条件下，异构武器目标分配模型的实质是带约束的0-1整数规划问题，基于归纳法求解该模型的核心是建立归纳逐层递推过程，以减小解空间的复杂度；

以武器目标分配决策矩阵X的元素之和，即所分配武器的数量总和L作为归纳递推的级数：

令初始武器目标分配决策矩阵为空，即初始分配武器数量为零；当L＝1时，表示此时需要将武器库中的某一枚武器分配给某一个目标；分别令x_ij＝1，并计算对应的目标函数值，找到目标函数值最大的预分配方案作为当前归纳递推级数下的最佳分配方案并执行；依次类推，当L＝R时，则在L＝R-1时的武器目标分配决策矩阵的基础上，再分配一枚武器，根据试探法武器与目标的预分配方案的目标函数值排序结果，得到目标分配武器数量总和为R时的最优配对；其中，R＝1,2,…,K。

所述设计异构武器目标分配评价模型的步骤为：

以目标毁伤概率与对应价值的乘积最大化为目标函数，构建异构武器目标分配的非线性整数规划模型；

异构武器目标分配问题基础是建立目标分配问题的评价函数，为了方便方法的阐述和问题的求解，做出如下三点假设：

假设一：同种类型的武器对同种类型的目标毁伤概率相同，有W种类型的武器和T种类型的目标，则第s类武器对第d类目标的毁伤概率为p_sd，s＝1,2,…,W，d＝1,2,…,T；