改进差分进化算法求解武器目标分配问题

针对武器目标分配问题求解收敛速度慢、搜索效率低、寻优精度差的问题, 提出一种基于改进差分进化算法的武器目标分配方法。首先, 建立多约束条件下武器目标分配优化模型, 将动态武器目标分配问题离散为静态武器目标分配问题处理。其次, 采用随机邻域变异策略平衡差分进化算法全局探索和局部开发能力, 采用基于历史存档的自适应参数整定方法, 根据“精英”信息动态更新算法参数。最后, 通过与5种变种差分进化算法的对比实验, 验证了所提方法寻优精度高、收敛速度快、鲁棒性强的优点。     

动态武器目标分配问题中策略优化的改进算法

动态武器目标分配(Weapon Target Assignment,WTA)中的目标选择策略问题可以通过建立马尔可夫决策过程(Markov decision processes,MDP)模型进行研究,但目前尚无有效求解此类较大规模的MDP问题中最优策略的算法.通过分析动态WTA问题的MDP模型特点,给出了求解该问题最优策略的改进算法.该算法主要在初始策略选取规则、策略改进规则以及最优策略的判断准则等方面进行了改进.该算法具有计算量小,节省内存,并可得到最优解等优点.最后,通过算例将该算法与传统算法进行了比较.改进算法可以用于解决较大规模的动态WTA中的策略优化问题.     

Dynamic WTA optimization model of air defense operation of warships'''' formation

1.INTRODUCTIONThe WTA(weapon-target allocation)problemof airdefense operation is to find a proper assignment ofweapons to targets with the objective of mini mizingthe expected operational loss of the warship forma-tion.It is an i mportant task for the commanders tomake a proper WTAto defend own warships.Opti-mization of WTA problemis the key content of airdefense operational command and control.Variousmethods for solving opti mization problems have beenreportedinthe Refs.[2]~[6]and ge…     

蚁群最优化--模型、算法及应用综述

蚁群系统所具有的分布式组织模型对解决复杂组合优化问题、分布控制问题提供了很好的思路，因此对蚁群系统行为及其自组织能力的研究已经引起了许多研究者的兴趣．蚁群最优化(ant colony optimization，ACO)是蚁群系统的一个重要研究领域，新模型、新方法、新应用不断出现、论文对ACO的仿生学机理进行了描述．综合ACO在不同种类的组合优化问题上的应用，建立了ACO的一般化模型．对ACO的典型实现过程和关键实现要素进行了分析，指出了不同ACO算法的本质区别、结合旅行商问题、二次指派问题以及网络路由问题等典型组合优化问题，概述了ACO在静态组合最优化和动态组合优化问题中的应用．最后讨论了ACO在建模、实现以及理论研究等方面的未来方向。     

带二次参数赋权的多阶段网络最短路算法

当网络中的权值不是常数而是含参数的函数时,它可以看作是一种动态网络,用传统的算法求解这类网络的最短路径变得十分困难.为此,提出了含二次参数权的多阶段网络最短路问题,并利用Dijkstra算法思想和隐枚举方法给出了求该网络最短路的隐枚举标号算法,最后对该算法的复杂性进行了分析.理论分析与实验结果表明,尽管该算法不是多项式的,但对于一定规模的该类网络还是十分有效的.     

Weapon target assignment problem satisfying expected damage probabilities based on ant colony algorithm

A weapon target assignment （WTA） model satisfying expected damage probabilities with an ant colony algorithm is proposed. In order to save armament resource and attack the targets effectively, the strategy of the weapon assignment is that the target with greater threat degree has higher priority to be intercepted. The effect of this WTA model is not maximizing the damage probability but satisfying the whole assignment result. Ant colony algorithm has been successfully used in many fields, especially in combination optimization. The ant colony algorithm for this WTA problem is described by analyzing path selection, pheromone update, and tabu table update. The effectiveness of the model and the algorithm is demonstrated with an example.     

基于博弈论的目标分配策略空间构建与搜索

动态武器目标分配(dynamic weapon target assignment, DWTA)问题是军事运筹学研究的重要理论问题,也是作战指挥决策中迫切需要解决的现实问题。DWTA问题不能使用静态武器目标分配(static weapon target assignment, SWTA)的动态规划方法来解决。在考虑攻防双方武器系统损耗的基础上建立了DWTA模型,模型分析表明,DWTA问题可以尝试用博弈理论解决。构建DWTA策略空间,并改进了邻域搜索算法(variable neighborhood search algorithm, VNS)。算法正确度和复杂度分析结果表明,算法快速有效,在一定程度上满足防空作战对DWTA问题决策实时性的要求。     

基于禁忌退火粒子群算法的火力分配

火力分配问题是典型的NP完全问题,传统的求解算法存在指数级的时间复杂度。给出具体实用的防空火力分配模型,提出一种基于禁忌搜索与退火粒子群优化的新算法,并针对多种空袭规模的实例进行计算机仿真。仿真结果表明,与禁忌搜索、标准粒子群优化、退火粒子群优化等智能算法相比,新算法在解决火力分配问题时具有更优良的收敛精度和时间性能。     

基于模糊火力适度原则的坦克分队WTA模型研究

为缩短静态WTA模型与坦克分队实际战术运用之间的差距,通过建立打击效率模糊集,对打击效率满意度进行了评判,进而实现了坦克分队战术中的火力适度分配原则。在此基础上,通过对解空间重新编码、采用关系算子,原模型转化成为了无约束优化问题,为模型求解提供了便利。从仿真计算的结果来看,模型的解算结果科学合理。此模型不仅符合坦克分队的战术原则,并且易于算法求解。     

基于记忆辅助动态UMDA的UCAV编队动态目标分配

针对无人作战飞机编队对地攻击过程中的动态目标分配问题,建立了针对联合目标的武器目标分配（weapon target assignment, WTA）模型,反映攻击方攻击意图及对目标内在关系的理解。提出基于记忆辅助的动态单变量分布估计算法（memory enhanced dynamic univariate marginal distribution algorithm, MDUMDA）对问题进行动态寻优,利用概率模型对动态寻优过程中的历史信息加以记忆和利用。仿真结果表明,所建立的WTA模型是合理的,MDUMDA能够有效求解动态WTA问题,其性能明显优于随机迁移算法。     

具有条件风险值的动态火力分配方法

针对火力分配（weapon-target assignment,WTA）中的不确定性因素,研究了一类目标数量和类型不确定的动态火力分配问题。首先,构建了最小总任务费用的确定型WTA模型;其次,引入时间变量、想定模式和风险值约束,把确定型WTA问题转化为具有条件风险值约束的两阶段动态WTA问题,并用线性不等式集代替条件风险值约束,从而把动态WTA问题转化为混合整数规划问题;最后,设计一种循环多次交换禁忌搜索算法。仿真结果表明,新算法能够在较短时间内求解较大规模动态WTA的优化问题。     

自适应差分进化算法求解多平台多武器-目标分配问题

针对水面舰艇编队防空反导作战中的武器-目标分配问题,建立了编队防空火力分配模型,将自适应差分进化算法应用到模型的求解与仿真中,并根据参数优化,改善了问题求解的收敛特性。针对模型求解的特殊要求,采用适当的编码方案,使种群个体编码满足约束条件,利用混沌序列初始化种群,加强种群的搜索多样性,变异、交叉参数的动态自适应策略和混沌序列扰动避免算法陷入局部最优等方法对算法进行优化改进,较方便快捷地解决了多平台多类型武器-目标分配问题。实例证明,该方法能够获得满意的结果,与其他智能算法相比,在优化性能上有较大改进。     

静态武器目标分配问题的攻击界整数规划求解方法

静态武器目标分配(weapon-target assignment, WTA)问题的直接表现形态是非线性.在不丧失模型最优解的前提下,本文把WTA问题建模为整数线性规划(ILP)模型,并提出在最优武器分配方案中攻击特定目标的武器数量存在上界(攻击界).在采用启发式方法限定攻击界后,WTA问题的ILP模型的维数被大规模降低,使得求解能够在短时间内完成.与近年来发表于国内外期刊上的算例进行试算比较,结果显示本文提出的方法在求解速度和求解优化程度方面具有明显的优势.     

基于改进AGD-分布式多智能体系统的目标优化分配模型

由于现代化战场环境动态多变、作战实时性高,针对当前防空作战中武器目标分配(weapon target assignment, WTA)约束多且复杂、传统建模无法真实反映战争过程、模型可信度不高等问题,提出一种在分布式约束优化问题(distributed constraint optimization problem, DCOP)背景下,基于多智能体系统(multi-Agent system, MAS)理论的武器目标优化分配模型,并利用改进的加速梯度下降(accelerated gradient descent, AGD)算法进行求解。通过实验证明了该算法具有良好的收敛性和低复杂度,能够适应现代化防空作战的需求,满足大规模寻优问题的需求,高效解决多智能体目标优化分配问题。     

装甲分队动态武器目标分配中蚁群算法终止控制

针对较大规模静态武器目标分配问题中算法实时性差、分配方案不适用于发生变化的战场态势的问题,分析了装甲分队动态武器目标分配问题的特点,以解效用最大为目标函数,提出了一种算法终止控制策略,其综合考虑了解的质量、继续计算改善解质量的效率、模型参数变化的影响。将该策略应用于一种改进蚁群算法中,仿真结果表明,应用此种策略可在确保一定解质量的前提下,避免解失效并有效提高解效用,减少计算迭代次数,缩短计算时间。     

武器-目标分配问题的粒子群优化算法

建立了武器-目标分配问题的优化模型,分析了各种解决此模型的方法的优缺点。经典的粒子群是一个有效的寻找连续函数极值的方法,结合遗传算法的思想提出粒子群算法来解决武器-目标分配问题。经过比较测试,4种粒子群算法的效果都比较好,特别交叉策略A和变异策略B的混合粒子群算法是最好的且简单有效的算法。     

基于混合粒子群算法的多平台多武器火力分配研究

分析了火力分配的数学模型及求解算法的研究现状,建立了多平台多武器的火力分配模型,并提出了一种混合粒子群算法的求解方法。混合粒子群算法利用粒子群的个体最优和全局最优粒子,采用了交叉、变异和选择相结合的遗传操作得到粒子的新个体。通过对两个作战想定的多次测试,进一步表明了算法的可行性和有效性,尤其是在规模复杂问题中将更能体现算法的优越性。     

EIGENSTRUCTURE ASSIGNMENT VIA DYNAMIC OUTPUT FEEDBACK

ThisresearchissupportedbytheNationalNaturalScienceFOundationandthePostdoctoralScienceFOundationofChina.feedback,controllability,observability.1.IntroductionEigenstructureassignment,asoneofthemostfundamentalproblemsinmoderncontroltheroy,wasstudiedextensivelyinthepast.Theassignabilityconditionsviastatefeedbackandpracticalalgorithmshavebeengiven[1--41.Inrecentyearsgtheproblemintheoutputfeedbackcasehasbeendiscussed.[51studiedthisproblembyusingtheconceptof(A,B)characteristicsubspace.[6--8]putt…     

摩擦非线性环节的特性、建模与控制补偿综述

首先介绍了机械伺服系统中摩擦非线性环节的动态、静态特性的研究成果和目前常用的几种摩擦模型 ,讨论了摩擦非线性环节对伺服系统的动态性能和静态性能的影响 ,以及摩擦非线性环节导致的极限环振荡、低速爬行等现象。然后对有关摩擦补偿方法方面的研究成果进行了总结 ,介绍了传统的摩擦补偿方法和基于智能控制理论的摩擦补偿方法方面的研究成果。最后 ,展望了该领域今后的发展方向。     

动态取送问题研究综述

随着动态取送问题(dynamic pickup and delivery problem,DPDP)应用于网约车调度、外卖配送等新的领域,具有大规模、强实时、强动态特征的DPDP引起学术界的日益关注.本文首先介绍了动态取送问题的应用和影响因素,从配送模式和配送对象的角度对不同应用背景下的DPDP进行了分类.之后介绍了动态取送问题的定义和特征、常见的求解策略和动态算法的评价标准.选取了三个典型应用(动态拨召服务、网约车调度、即时配送),比较了不同应用背景下问题的共性特征和区别之处,分类回顾了不同问题模型和算法的研究成果.最后,结合目前研究成果对未来发展方向进行了展望.