卫星对地观测任务启发式自主规划算法研究

传统的卫星对地观测任务调度依赖于地面控制中心离线生成执行计划,为将规划权与地面控制中心解耦,实现卫星对任务及时和自适应规划,本文通过对观测任务的分析,结合小卫星姿态转换能力强以及拥有计算单元的特点,对卫星观测动作以及约束条件做了合理抽象与简化,建立了问题模型,提出了一种适用于小型卫星调度观测任务的启发式自主规划算法HIPA,算法对于每个任务进行资源消耗计算并给出是否可被观测的结果.通过在不同资源条件限制情况下、不同数量的任务样本集上设置的系列对比实验表明,本文所设计的启发式自主规划算法求解性能更好,可最大化利用卫星资源在最短时间内得到规划序列,可有效提高卫星的观测效率.     

基于混合遗传算法的敏捷卫星任务规划求解

针对新一代对地观测敏捷卫星任务规划问题,首先研究了敏捷卫星的特点,分析了敏捷卫星工作模式及对地观测过程,在此基础上构建了基于多目标的任务规划模型。针对敏捷卫星任务规划问题具有多约束、多冲突、非线性NP-hard特点,本文提出了基于混合遗传求解算法,该算法将免疫遗传算法与蚁群算法相结合,以蚁群算法所产生的解作为免疫遗传算法的初始种群,同时以蚁群算法中的全局最优解作为疫苗。通过实验表明本文提出的算法比遗传算法和免疫遗传算法精度更高,收敛速度更快。     

面向区域目标的测绘卫星任务调度方法

测绘卫星以区域目标为主要观测对象,观测精度高、存储数据量大,任务之间存在资源使用冲突,需要合理调度才能充分发挥卫星的能力。在进行合理假设的基础上,提出了一套有效的测绘卫星任务调度方法。首先对区域目标进行预处理,分解为卫星可以单次过境覆盖的条带。然后综合考虑数据采集、存储、回传等因素,建立了测绘卫星任务调度问题的混合整数规划模型。最后采用ILOG CPlex来实现模型求解,生成任务调度方案。资源三号测绘卫星任务调度的应用实例表明,提出的测绘卫星任务调度方法是可行的,对我国的测绘卫星任务管控具有很强的实用价值。     

多敏捷卫星协同任务规划调度方法研究

敏捷卫星任务规划调度是一个具有长时间窗、多时间窗的复杂约束的多目标组合优化问题。本文基于任务质量,通过分析敏捷卫星对地观测任务规划问题的需求、特点和约束,构建了敏捷卫星任务规划组合优化模型;并在原有模拟退火算法的基础上,设计了基于相似度和聚集度的遗传模拟退火混合算法,通过相似度和聚集度,在染色体变异过程中,当种群聚集度大的时候,增加染色体的变异概率,从而增加种群的多样性。利用遗传算法的全局搜索能力有利于改变模拟退火算法容易陷入局部最小点的缺点,寻找到更优的结果,使算法达到全局搜索能力与局部搜索能力的平衡,经实际卫星任务数据验证算法有效可行。     

多敏捷卫星协同任务规划调度方法

敏捷卫星任务规划调度是一个具有长时间窗、多时间窗的复杂约束的多目标组合优化问题。基于任务质量,通过分析敏捷卫星对地观测任务规划问题的需求、特点和约束,构建了敏捷卫星任务规划组合优化模型;并在原有模拟退火算法的基础上,设计了基于相似度和聚集度的遗传模拟退火混合算法,通过相似度和聚集度,在染色体变异过程中,当种群聚集度大的时候,增加染色体的变异概率,从而增加种群的多样性。利用遗传算法的全局搜索能力有利于改变模拟退火算法容易陷入局部最小点的缺点,寻找到更优的结果,使算法达到全局搜索能力与局部搜索能力的平衡,经实际卫星任务数据验证算法有效可行。     

空间机器人系统的简化动力学模型与应用研究

建立了空间机器人系统的简化动力学模型,论述了可以通过控制关节变量的办法来改变载体姿态和抓手路径,从而在实践中可用于研究卫星姿态调整、空间机器人着地姿态控制和太空机械臂的路径规划等,算例验证了这种简化模型的有效性。     

机动卫星星座对多目标成像任务规划

在卫星对地观测任务中,需要研究卫星星座的快速机动及任务规划方法。该文研究了机动卫星星座对多目标的成像任务规划算法。提出了单颗太阳同步圆轨道卫星对单个点目标的可见性分析方法,结合解析方法与数值方法,得到目标的可见性,并给出卫星轨道机动及构型返回策略。在对多目标成像任务规划中,生成变轨策略集,并利用遗传算法求解任务规划问题,提高了计算效率。仿真结果表明:该方法准确性高,提高了星座的观测能力和平均目标观测次数。     

卫星数字电视技术在有线电视的应用

介绍卫星数字电视接收的原理,通过 Ｋ Ｕ 波段卫星数字电视的实际接收规划,分析了卫星数字电视接收电平的设计计算。     

一种变步长前瞻性电子侦察卫星引导调度方法

针对存在区域先验信息的电子侦察卫星引导调度问题,提出了一种变步长前瞻性引导调度机制.以卫星实时侦察信息引导后续有限步长内的卫星侦察策略,随着侦察信息的不断下传形成滚动推进的引导调度窗口;提出了一种基于贝叶斯规则的更新方法对区域状态进行预测,建立了引导调度窗口内有限前瞻步长的通用多目标规划模型,并针对模型特点设计了一种改进型多目标蚁群算法进行求解.仿真对比实验表明,该方法能够有效解决面向区域搜索的电子侦察卫星引导调度问题.     

基于可配置规则的敏捷卫星任务规划问题研究

针对敏捷卫星对地观测任务规划问题,鉴于现有算法大都面向某一特定卫星系统设计,无法满足不同敏捷卫星、不同用户偏好对分配规则和调度策略的不同要求;考虑到敏捷卫星约束复杂,用户需求多样,设计可配置机制,实现敏捷卫星任务规划算法对不同分配规则和启发式调度策略的兼容,允许根据敏捷卫星特点和用户需求进行选择和拓展。仿真实验和工程应用表明,算法提高了对敏捷卫星约束复杂化和用户需求多样化的适应性,提升了对不同卫星系统的可重用性。     

基于四叉树和改进蚁群算法的全局路径规划

为解决机器人在大范围二维平面区域内的路径规划问题,提出一种四叉树和改进蚁群算法相结合的路径规划方法.基于四叉树分解法,对路径规划的二维区域进行环境建模,在环境建模的基础上,采用改进蚁群算法进行高效的路径规划.四叉树在完整地记录环境信息的同时对环境信息进行了高效地压缩,改进蚁群算法可以规划出与障碍物保持一定安全距离的路径,提高了规划出的路径的实用性.仿真实验表明,提出的路径规划方法在执行效率和路径的实用性上取得了良好的平衡,可以高效地对大区域进行路径规划.     

基于遗传算法的汽车式移动机器人路径规划方法

对文题进行了数学描述，提出了一种基于遗传算法的汽车式移动机器人最短距离路径规划新方法，探索了解决非完整系统路径规划问题的新途径．利用经改装的遥控汽车模型进行了路径规划实验，取得了令人满意的实验结果     

串联机器人运动学建模与轨迹规划研究

以IRS3003机器人为研究对象对六自由度串联机器人的运动学建模及轨迹规划方法进行研究,采用D H建模方法,结合Matlab Robotics机器人工具箱建立IRS3003机器人运动模型,对机器人操作空间进行运动学分析.采用五次多项式插值方法,基于PPO路径规划码垛轨迹,分别实现机器人在关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划与...     

基于全局优化的无人机编队协同攻击航路规划模型

为使无人机编队协同攻击航路从总体上达到最优,引入一种全局优化方法,分析了该方法在无人机编队协同攻击航路规划中的应用,建立了无人机编队的协同攻击航路规划模型,并对该模型的求解进行了分析,给出了求解的全过程。应用该模型对无人机编队协同航路进行了仿真研究,仿真结果表明,基于全局优化方法建立的模型可以满足约束条件下的航路规划要求,具有较强的工程实用性。     

提高控制精度的并联机构速度规划算法

利用并联机构的动力学模型，对机构在笛卡儿坐标中基于驱动器空间限制的速度规划算法进行了研究，提出了基于驱动器空间限制的S形速度规划算法．该算法不仅考虑了运动中的速度和加速度，还考虑了加速度的变化即加加速度，从而得到更为精确的速度规划．仿真实验表明，S形速度规划算法在笛卡儿坐标中能够获得具有更好的位置和速度跟踪性能的高速高精度运动．     

三维装配工艺模型的数字化建模方法

为实现基于三维模型的装配工艺设计,研究了三维装配工艺模型的数字化建模方法. 根据装配工艺设计过程的特点,将三维装配工艺设计过程分为粗装配工艺设计阶段和精装配工艺设计阶段. 针对不同的工艺设计阶段,为三维装配工艺模型提出了3种阶段工艺模型,分别为拆卸工艺模型、粗装配工艺模型及精装配工艺模型,建立了不同阶段模型及辅助工艺信息的表达方法和模型信息间的映射机制,详细阐述了3种阶段工艺模型的建模过程. 基于上述建模方法,开发了基于三维模型的装配工艺设计系统,以一个发动机模型验证了文中提出的建模方法的正确性.      

单机系统的生产调度与预防性维护的集成优化

针对单机系统,提出一种综合考虑生产调度和设备维护的联合决策模型.该模型利用目标规划的方法联合优化生产与维修部门各自的目标,决策工件的加工顺序和机器维护的方式.设计了遗传算法对模型进行优化求解,并与枚举算法相比较,证明其有效性.通过不同问题规模下联合决策与独立决策相比较的数据实验结果表明,所提出的决策模型表现优异,能有效解决生产调度与设备维护的集成优化问题.     

机器人曲面磨削轨迹的曲率自适应规划算法研究

机器人在曲面类零件加工中应用日趋广泛,针对自由曲面轨迹规划困难、工件表面粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种能适应曲面曲率变化的机器人曲面磨削轨迹规划方法.基于赫兹理论分析机器人磨具与工件表面的接触应力变化,通过求解材料去除模型计算出曲率影响下的相邻磨削轨迹行距,得到了曲率自适应的磨削轨迹;然后通过恒等弦高误差算法求解...     

基于改进混合蛙跳算法的动态环境路径规划

针对复杂场景中路径规划具有未知性和动态性,传统方法无法对路径规划问题进行求解的问题,设计一种改进混合蛙跳算法的机器人路径规划方法,以提高动态环境路径规划的求解精度.首先对动态环境路径规划的研究现状进行分析,并在此基础上建立数学模型;然后采用混合蛙跳算法对该模型进行求解,并针对基本混合蛙跳算法不足进行改进;最后对路径规划的有效性进行测试.测试结果表明,混合蛙跳算法可准确找到最优的路径规划方案,可应用于复杂场景路径规划中,且性能优于其他路径规划方法.     

基于主题约束的篇章级文本生成方法

针对计算机自动生成的文本缺乏主题思想这一问题, 提出一种基于主题约束的篇章级文本自动生成方法。该方法围绕用户输入的主题描述语句提取若干主题词; 然后对主题词进行扩展和主题聚类, 形成文章主题规划; 最后利用每个聚类中的关键词信息约束每个段落的文本生成。该模型从文本主题分布、注意力评分方法和主题覆盖生成3个方面对现有基于注意力机制的循环神经网络文本生成模型进行了改进。在3个真实数据集上分别与Char-RNN, SC-LSTM和MTA-LSTM基准模型进行对比, 并对3个方面的改进进行独立验证。实验结果表明, 所提方法在人工评判和BLEU自动评测上均优于基准模型, 生成的文本能更好地贴合主题。