中文引用格式： 王小輝，張濤，陳春燕. 支持多任務(wù)的綜合電子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(7)：71-77.
英文引用格式： Wang Xiaohui，Zhang Tao，Chen Chunyan. Design and implementation of dynamic reconfiguration for multi-tasking integrated electronic system[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(7)：71-77.
引言
隨著新一代無人機(jī)的智能化和信息化快速發(fā)展，無人機(jī)作戰(zhàn)模式和場(chǎng)景越來越復(fù)雜，無人機(jī)需要自適應(yīng)地支持多種任務(wù)模式[1-2]。傳統(tǒng)單一載荷和功能的綜合電子系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足新一代無人機(jī)的需求，為了滿足無人機(jī)的多任務(wù)模式需求，如何有效地實(shí)現(xiàn)任務(wù)重構(gòu)成為綜合電子系統(tǒng)（Integrated Modular Avionics, IMA）研究的重點(diǎn)。
重構(gòu)技術(shù)是一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，但是關(guān)注點(diǎn)更多地集中在故障重構(gòu)、重構(gòu)建模[3-4]和重構(gòu)分析[5-7]等方面，在任務(wù)重構(gòu)方面的研究較少[8-9]。目前，重構(gòu)藍(lán)圖的設(shè)計(jì)方式主要分為人工設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)算法設(shè)計(jì)。在人工設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)水平的差異等因素，會(huì)導(dǎo)致重構(gòu)藍(lán)圖的質(zhì)量參差不齊。而傳統(tǒng)算法主要考慮系統(tǒng)重構(gòu)配置后的可行性，對(duì)系統(tǒng)重構(gòu)后的負(fù)載情況以及穩(wěn)定性方面考慮較少。
重構(gòu)藍(lán)圖的生成過程中，需要綜合考慮負(fù)載均衡、重構(gòu)時(shí)間、重構(gòu)影響和通信負(fù)載等多個(gè)因素，是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化的問題[10-11]。為解決多目標(biāo)優(yōu)化的系統(tǒng)重構(gòu)問題，基于種群進(jìn)化思想的遺傳算法[12]和差分進(jìn)化算法（Differential Evolution）[13]雖然可獲得最優(yōu)重構(gòu)調(diào)度解，但求解時(shí)間過長(zhǎng)。模擬退火[14]等啟發(fā)式算法雖然可以解決多目標(biāo)重構(gòu)問題，但卻容易陷入局部最優(yōu)。使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的Q學(xué)習(xí)[15]在低維重構(gòu)上可以實(shí)現(xiàn)快速重構(gòu)，但容易震蕩導(dǎo)致難以收斂。飛蛾撲火優(yōu)化算法（Moth-flame Optimization Algorithm）[16]是一種新穎的群體智能優(yōu)化算法，該算法具有搜索精度高、收斂速度快和全局性優(yōu)不易落入局部極值等優(yōu)點(diǎn)。綜上考慮，本文提出一種基于飛蛾撲火優(yōu)化算法的支持多任務(wù)綜合電子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)方法。
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作者信息：
王小輝1，張濤2，陳春燕1
（1.中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院研究發(fā)展中心，北京 100076；
2.西北工業(yè)大學(xué) 軟件學(xué)院，陜西 西安 710025）
