[发明专利]基于非线性规划的输油点模型

说明书

本发明涉及空中加油领域，尤其涉及基于非线性规划的输油点模型，建立多个输油点(节点)的模型，列出各个节点之间的递推关系，简化问题使问题清晰化，再研究低节点的情况，推导出当运输机能完成运输任务时节点数的最小值，得出的结果为节点最少两个，运用非线性规划的算法，求解出此时这两个节点的位置和飞机使用数量。建立复杂模型通过特殊情况推广到一般情况极大的简化了运算难度，对故障情况进行量化便于分析与求解，通过极限的思想，证明解的存在性极大的简化了运算步骤，对未知的关键数据代数化极大的增加了模型的实用性，可以通过具体数值明显观察到模型的优越性。

技术领域

本发明涉及空中加油领域，尤其涉及基于非线性规划的输油点模型。

背景技术

在遇到自然灾害进行救援时，为减轻灾害的影响，提高救援速度，多会选择飞机这种交通方式，由于多种因素，比如每架飞机的储油量不同，加上受灾害地点一般燃料缺乏，若航程过远，飞机一般都会涉及到空中加油问题。

为精确计算出飞机航行所需要的油量，避免飞机的油量储备不足或储备过多，不能最大程度的携带物资，设计一种基于非线性规划的输油点模型，准确计算飞机在空中的加油量和加油点。

发明内容

本发明的目的在于提供基于非线性规划的输油点模型，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案实现：

基于非线性规划的输油点模型，模型参数：飞机在距离目标岛屿615海里的基地，飞机在正常载荷条件下最大航程为680海里，飞机的最大燃料容量为155kg，安装空中加油设备后，最大油负荷增加到170kg；

1.1计算可控区域：

m为单位海里的耗油量

l为可控区域的长度，为输油机能保证往返的最大距离，运用极限的思想，此时输油机的油全部用于航行，可以保证在可控区域内总能通过一定数量的输油机，使运输机的储油量一直为155kg；

1.2建立节点模型：

节点即为输油点，为了研究输油机的数量，通过节点与输油机数量间的关系建立节点模型；

在可控区域内建立n个节点x₁,x₂,…,x_n，只考虑运输机驶向小岛的单向情况(返回时与该情形对称)，由于运输机与输油机满足比例关系，为了便于计算，假设运输机只有一架，建立x_i→x_i+1的情况模型：

建立运输机储油量的递推关系，x_i点运输机的储油量减去从x_i点运动到x_i+1点运输机消耗的油量加上运输机在x_i+1点的加油量等于运输机在x_i+1点的储油量：

O_i+1＝O_i-|x_i+1-x_i|m+c_i+1 i＝1,2,…,n且O₀＝155 (1-1)

确定加油量的界限，λ_i架输油机在x_i点给运输机加油的量不会超过运输机的油箱容量，即

c_i＝min{λ_i(170-2m|x_i-x₀|),m|x_i-x_i-1|}i＝1,2,…,n且x₀＝0 (1-2)