[发明专利]基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法

权利要求书

1.一种基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立多功能组网雷达任务模型；具体为

将任务抽象成矩形块，矩形的长定义为任务的持续时间，矩形的宽定义为任务的执行功率，设定任务的开始时间、时间窗的开始时间和截止时间；

S2、分别计算任务在时间维度上的延时损耗及在功率维度上的压缩损耗；计算任务在时间维度上的延时损耗，具体为

任务的持续时间在时间窗内移动，当任务的结束时间超出任务时间窗的截止时间时，任务受到延时损耗；当任务的结束时间超出时间窗截止时间的设定阈值时，任务被丢弃，产生丢弃损耗，从而将任务在时间维度上的延时损耗表示为

其中，xⁿ表示任务执行情况的二值变量，λⁿ表示任务n的延时损耗系数，表示任务n的开始时间，表示任务n的持续时间，表示时间窗的截止时间，Dⁿ表示任务n的丢弃损耗；

计算任务在功率维度上的压缩损耗，具体为

在执行任务时，增加任务的执行功率，对任务进行压缩，生成压缩损耗；当任务的执行功率达到功率上限时，任务被丢弃，产生丢弃损耗，从而将任务在功率维度上的压缩损耗表示为

其中，μⁿ表示任务n的压缩系数，Pⁿ表示任务n的执行功率，表示任务n的初始执行功率；

S3、将延时损耗和压缩损耗的和作为目标函数，具体表示为

其中，N表示需要规划的任务总数；

构造多功能组网雷达任务规划优化模型，具体表示为

xⁿ＝{0,1}

其中，表示时间窗的开始时间，表示任务n的功率上限，Eⁿ表示执行任务n时消耗的能量；

S4、采用相嵌套的内点法和坐标下降法计算每个任务最优的执行方式；

S5、判断任务是否执行；若是，则输出任务开始时间和任务执行功率；若否，则丢弃任务n：

S6、判断所有任务是否结束；若否，则根据下一个任务时间窗在雷达时间轴上的位置对开始时间进行调整，返回步骤S4；若是，则结束任务规划。

2.如权利要求1所述的基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，其特征在于，所述步骤S4中，采用相嵌套的内点法和坐标下降法计算每个任务最优的执行方式，具体包括以下分步骤：

S401、将步骤S3中目标函数分割为N个子函数和，构造不考虑丢弃的优化模型；

S402、采用内点法构造子函数的罚函数；

S403、采用坐标下降法求解罚函数的最优解。

3.如权利要求2所述的基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，其特征在于，所述步骤S401中，将步骤S3中目标函数分割为N个子函数和的形式，每个子函数记为f(Xⁿ)，表示为

其中，这里的Xⁿ表示一个二维列向量，该向量的元素分别为任务n的执行时间和任务n的执行功率，而f(Xⁿ)表示对Xⁿ中元素的运算；

根据子函数构造不考虑丢弃的优化模型，表示为

4.如权利要求3所述的基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，其特征

在于，所述步骤S402中，将步骤S401中优化模型的约束调节进行标准化处理，表示为

采用内点法构造子函数f(Xⁿ)的罚函数表示为

其中，表示惩罚因子序列。

5.如权利要求4所述的基于资源转化和互补的多功能组网雷达任务规划方法，其特征在于，所述步骤S403中，根据初始点对罚函数中各分量不断逼近，即

其中，和分别表示在坐标下降法中第j次迭代后得到的任务n的开始时间和执行功率；

直到满足终止条件

得到子函数的一个最优解；此时的最优解看作是原子函数的一个极值点其中，ε₁表示坐标下降法中的允许误差；

不断进行迭代，第k次迭代调整初始点和惩罚因子为直到满足收敛条件

其中，c为递减系数，得到子函数f(Xⁿ)的最优解。