基于人工免疫算法的多无人机任务分配研究

摘要

无人机（Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV）由于体积小、造价低廉、安全性高等优点在军用、警用、农用、科研等领域得到广泛的应用。集中式和分布式是无人机任务分配的两种方式。集中式任务分配需要统一的控制中心，而分布式任务分配不需要这样的控制中心，所以它以对通信依赖的数量少、分配速度快、更适合动态分配等优点。
　　本文首先介绍了无人机的概念和无人机在军事、警用、民用等方面的应用，然后介绍了任务分配的概念，并综述了分布式任务分配在国内外的研究现状;其次对所研究的多任务优化问题和携带弹药访问任务的问题进行了问题描述，介绍了文章中涉及到的概念;再次分别对无人机任务一对多和多对多两个问题进行了建模，模型中考虑了全面的均衡负载条件，包括重量负载均衡和距离负载均衡，使得系统在均衡负载的条件下寻得效能最优。接下来介绍了人工免疫算法的概念和应用，设计了实现一对多和多对多模型的人工免疫算法的步骤，用人工免疫算法和遗传算法分别进行求解，并对结果进行了比较和分析，得到的结论是无论在哪一种问题中，人工免疫算法的结果在不劣于遗传算法的结果的同时，提高了收敛速度。
　　未来的研究方向可以考虑物理条件对模型的限制，模拟出更接近实际情况的环境。

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声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容

1．4 章节安排

1．5 本章小结

第二章 问题描述

2．1 问题描述

2．2 问题中的基本概念

2．3 变量设计

2．4 本章小结

第三章 基于负载均衡问题的一对多无人机任务分配

3．1 数学模型

3．2 人工免疫算法

3．2．1 人工免疫系统

3．2．2 人工免疫算法原理

3．2．3 与遗传算法的区别

3．3 人工免疫算法步骤

3．4 实验验证

3．5 本章小结

第四章 基于负载均衡问题的多对多无人机任务分配

4．1 模型建立

4．2 人工免疫算法实验验证

4．3 本章小结

第五章 总结和展望

5．1 总结

5．2 对未来工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况