基于进化算法的水下目标定位算法研究

发布时间：2023-06-16 19:45

　　海洋自然资源的丰富性及海域的宽阔性使其成为各国军事战略的重中之重。随着海洋军事及水声工程技术的飞速发展,对潜艇、蛙人、水下机器人等水下目标的定位(方位估计)精度提出了更高的要求。高精度的实现通常是以庞大的计算量为代价,进而使得实时性难以得到保障。本文从多重信号分类算法(Multiple Signal Classification,MUSIC)这种经典的波达方位估计算法入手,针对其谱峰搜索过程中计算量过大和实时性不够的缺陷,利用进化算法的并行迭代性,对MUSIC算法进行改进,达到保证精度的前提下,提高实时性的目的。首先,阐述了目标定位及进化算法的主要理论。通过对MUSIC算法的理论分析,建立了不同阵列下的阵列模型,分析了其优缺点。利用进化算法迭代寻优和并行计算特点,将进化算法引入MUSIC算法的谱峰搜索过程,并对进化算法中新兴的粒子群算法和经典的遗传算法进行了原理研究。接着,研究对比了粒子群算法和遗传算法的寻优性能。根据MUSIC谱峰的性质,选择了两组分别对应一维和二维角度空间的相似函数,作为粒子群算法和遗传算法的寻优函数。数值仿真分析表明粒子群算法更为简洁,计算量更小,但遗传算法更易逃...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究现状
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 国内外研究现状和发展态势
    1.2 研究内容及意义
    1.3 论文结构安排
第二章 目标定位及进化算法理论
    2.1 目标定位算法理论
        2.1.1 阵列模型分析
        2.1.2 DOA估计方法
    2.2 进化算法理论
        2.2.1 粒子群算法理论
        2.2.2 遗传算法理论
    2.3 本章小结
第三章 基于进化算法改进的MUSIC算法
    3.1 遗传算法与粒子群算法的对比分析
        3.1.1 粒子群算法寻优分析
        3.1.2 遗传算法寻优分析
        3.1.3 对比分析
    3.2 基于遗传算法改进的MUSIC算法
        3.2.1 基于均匀线阵的一维DOA估计分析
        3.2.2 基于均匀圆阵的二维DOA估计分析
    3.3 本章小结
第四章 改进的水下目标定位算法
    4.1 遗传算法的改进
        4.1.1 选择算子的改进
        4.1.2 交叉算子的改进
        4.1.3 变异算子的改进
        4.1.4 各算子对算法的影响分析
    4.2 改进的水下目标定位算法性能分析
        4.2.1 一维DOA估计时性能分析
        4.2.2 二维DOA估计时性能分析
    4.3 本章小结
第五章 水下目标定位算法实验验证
    5.1 实验概况
    5.2 实验数据处理及分析
        5.2.1 实验数据的记录及选取
        5.2.2 实验数据处理及结果分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3833871