基于极大值原理的自由终端时间聚合物驱方案动态优化

针对自由终端时间的聚合物驱注入方案优化问题,建立聚合物驱最优控制模型。该模型以利润最大为性能指标,以聚合物驱的渗流力学方程为支配方程,以聚合物注入浓度及驱油结束时间为优化变量。对于该分布参数系统的自由终端时间最优控制问题,提出一种基于极大值原理的求解方法。首先引入标准化的时间变量,将原自由终端时间的聚合物驱最优控制问题转化为固定终端时间问题,然后利用极大值原理获得该问题的伴随方程及目标泛函的梯度,同时优化注入浓度和驱油结束时间,最后通过实例验证了所提出方法的有效性。     

基于SWIFT法的聚合物驱最优注入策略求解

聚合物驱是一种重要的提高原油采收率的技术,研究其最优注入策略具有显著的实际意义.本文以聚合物驱一维室内实验模型为基础,选取了利润最大化为最优化问题的性能指标.针对含有控制约束的情形,本文使用SWIFT法分别获取了单段塞和双段塞方式下的聚合物驱最优注入策略.求解结果证明了算法在该问题上的可行性.     

切向加速度与弦误差约束的CNC系统时间最优轨迹规划

针对计算机数控(CNC)系统给定参数化路径, 给出了一种求解时间最优轨迹规划问题的凸优化方法. 轨迹规划问题考虑切向加速度约束与弦误差约束. 通过建立两种约束下的状态容许空间, 分析约束对时间最优轨迹的影响. 通过非线性变量代换, 时间最优轨迹规划问题被表述为一个与时间无关的凸最优控制问题. 基于控制向量参数化(CVP)方法, 问题被进一步转化为易于求解的凸优化问题. 以路径参数对时间的二阶导数(参数加速度)为优化变量, 序列二次规划(SQP)方法获得问题数值解. 文末通过求解两个测试路径的时间最优轨迹规划问题, 验证方法的有效性.     

具有终端产出约束的动态投入产出最优控制模型

建立了一个具有终端产出约束的动态投入产出最优控制模型 ,推导出了其最优控制的反馈形式.     

基于PA的卫星网络动态带宽分配在线算法及仿真

为解决卫星网络带宽分配问题,基于离散事件动态系统理论中的PA方法,提出了一种在线算法.该算法把动态带宽分配问题描述为约束优化问题,以一次计算机仿真的数据为基础,通过PA方法求出网络平均延时相对于分配带宽的梯度,以优化网络平均延时为目标,构造带宽约束条件下的迭代公式,在线地分配带宽,有效解决了一般计算机仿真中需要进行多次重复仿真而导致的大量机时问题,克服了一般算法须假定信息流的统计特性的限制.仿真结果表明,该算法能明显改善网络的平均延时性能.     

不可分动态离散系统的两级最优控制算法

讨论了不可分动态系统的最优控制问题 .提出了一种两级最优控制算法 .该算法首先把不可分问题转化为多目标最优控制问题 ,并用加权 Lagrangian公式产生非劣解 ,然后从非劣解集中挑出最优解 .建立了算法的理论基础 ,证明了算法的收敛性 .对两个例子的仿真结果表明算法是有效的 .     

动态投入产出模糊最优控制模型

本文建立了动态投入产出问题的模糊最优控制模型，并把模糊最优控制问题转化为通常的（非模糊的）数学规划问题，从而可利用数学规划方法求解这个模糊最优控制问题.     

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。     

基于路径约束的动态时间规整方法研究

针对某些领域应用动态时间规整(dynamictimewarping,DTW)存在的计算复杂性问题,提出了基于路径约束的DTW算法。首先通过建立原始模式的分段线性模型,生成该模型的初始规整路径,然后构造原始模式规整路径的全局约束。实验结果表明,这种算法能够保证匹配精度,有效地提高运算速度,适于解决动态多变量复杂系统和过程的故障诊断问题。     

约束非线性l1问题的调节熵函数法

针对约束非线性l1问题不可微的特点,提出了一种光滑函数的近似逼近方法.该方法利用调节熵函数和罚函数技术将约束非线性l1问题转化为无约束可微优化问题,因而可利用光滑优化的经典算法求出原问题的近似最优解.给出了基于光滑优化问题的BFGS迭代,并介绍了约束非线性l1问题的调节熵函数的有关性质、算法的迭代步骤及其收敛性分析.最后通过数值实例表明了该算法的有效性.     

The Analysis and Numerical Simulation of Dynamical Functions of the Transpiration Cooling Control System with Surface Ablation

ＴｈｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＤｙｎａｍｉｃａｌＦｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＴｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎＣｏｏｌｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＳｕｒｆａｃｅＡｂｌａｔｉｏｎＸｕＹａｎｈｏｕ；ＷｕＧｕａｎ...     

有烧蚀的发汗冷却控制系统动态性能的分析和数值模拟

一维有烧蚀的发汗冷却系统是一个可变域上的分布参数控制系统,本文将其转化为固定域上的定解问题。采用二阶精度无条件稳定的Crank—Nicholson隐式差分格式进行动态性能的数值模拟,给出热层温升分布、烧蚀量和烧蚀速度三者随时间的变化规律,以及烧蚀开始时间、结束时间和最大烧蚀速度三者与发汗量的关系等。这一数值模拟方法成功地克服了可变域给数值计算带来的困难。本文还通过理论分析,给出热层表面是否出现烧蚀的临界发汗量、表面烧蚀的终止时间和最大烧蚀速度。     

Near time optimal control with perturbation estimation for flexible spacecraft slewing maneuvers

1.INTRODUCTION Inrecentyears,therehasbeenconsiderableinterest inmodelingandcontrolofflexiblespacecraft.Thisis contributabletotheuseoflightweightandslender materialsforthespeedandfuel efficiencypurposes. Inmanyapplications,sophisticatedcontrolalgo rithmsarerequiredtomakeoptimaluseofmaximum torqueavailablefortimeminimizationmaneuvers, thistimeminimizationcontroloftenresultsinabang bangcontrolthatcanbeimplementedinaerospaceap plicationsusingon offthrusterjetstechnology.But unfortunately,t…     

基于自适应伪谱法的UCAV低可探测攻击轨迹规划研究

研究无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击阶段轨迹规划问题。首先,在综合UCAV的气动力特性、发动机推力特性基础上建立UCAV质点模型和动力学模型,并结合UCAV平台初始条件、机动性以及武器投射条件构建约束条件;针对当前轨迹规划中没有考虑雷达散射截面(radar cross section,RCS)随UCAV姿态角改变而动态变化这一缺陷,建立综合考虑动态RCS的威胁概率和攻击时间的目标函数;然后利用可变低阶自适应伪谱法求得攻击轨迹最优解。对时间最短、RCS固定和考虑动态RCS 3种情况进行仿真。结果表明,考虑动态RCS时,UCAV将根据威胁进行轨迹和姿态调整,极大减小了被敌方威胁捕获的概率。该算法能够提供规划轨迹的高精度状态和控制量信息,有利于实现攻击过程的高精度精细规划控制。     

基于Lanchester方程的作战混合动态系统最优控制

针对作战过程的混合动态特性, 利用Lanchester方程建立了一类作战混合动态系统模型, 在合理战术假设的基础上, 讨论了一类变招顺序固定的作战决策方最优控制问题. 利用动态规划原理给出了解决问题的基本框架与途径. 最后, 通过应用算例验证了所建立模型和所设计最优控制方案的可行性. 研究结果对作战指挥决策和对策的研究具有理论指导意义.     

突击作战干扰时机决策

干扰时机的确定是进行干扰决策的前提和基础。通过对问题分析,制定了两套干扰时机决策方案。为实现攻击机的飞行控制最优规划,综合考虑攻击机飞行性能、威胁约束以及边界约束,建立了最优航迹控制模型。引入主要应用于航天控制的勒让德伪谱法(Legendre pseudospectral method, LPM),将最优控制问题转化为非线性规划(nonlinear programming, NLP)问题,在此基础上设计了干扰时机解算流程。通过对基于c代码的可行序列二次规划(c code feasible sequential quadratic programming, CFSQP)算法的改进,有效减少了优化变量的数量,使其能对NLP问题快速寻优。仿真结果表明,所提出的干扰时机决策方案能有效地获得最优干扰开始和结束时刻。     

RLV末端能量管理段的在线轨迹规划算法

针对传统的可重复使用运载器(reusable launch vehicle, RLV)末端能量管理段轨迹生成算法存在的在线规划能力有限和制导精度不够的问题,提出了一种基于内核提取协议和微分平坦理论的三维在线轨迹规划算法。首先,推导给出了以高度为自变量、动压为状态变量的RLV三自由度运动方程组;然后,利用新方程组的平坦特性,选取纵程、横程和动压为相应的平坦输出,建立了不包含微分方程的最优控制问题;随后,采用分段B样条参数化平坦输出,将最优控制问题离散化得到非线性规划问题;最后,采用基于序列二次规划算法的稀疏非线性优化器进行求解。仿真结果验证了该末端能量管理段在线轨迹规划算法的有效性。     

Near-optimal cumulative longitude low-thrust orbit transfer

The indirect method for the continuous low-thrust near minimum cumulative longitude orbit transfer problem is addressed. The movement of the satellite is described by the Gauss equation using the modified equinoctial elements and replacing time as the system independent variable by the cumulative longitude. The maximum principle is adapted to design the optimal control in order to minimize the final cumulative longitude, and the twopoint- boundary-value problem is derived from the orbit transfer problem. The single shooting method is applied in a numerical experiment, and the simulations demonstrate that the orbit transfer mission is fulfilled and the product of the maximal thrust and the minimum cumulative longitude is near constant.     

基于规则导向的柔性作业车间多目标动态调度算法

设计了一种具有柔性资源约束的多目标集成优化方法,建立了包括最小完工时间、最小生产成本、最大设备利用率、最大交货满意度和最优人工分配在内的多目标组合优化模型;为降低模型的复杂度,抑制组合优化模型的状态爆炸效应,采用规则导向的资源调度思想,通过调整规则概率使概率大的规则被优先选中,从而"推动"搜索过程向预期目标方向移动;采用改进的非支配排序遗传算法—NSGA-Ⅱ获得不同规则概率值的Pareto解集,并结合动态规划法求解最优人员分配方案;仿真对比与算例验证,本文算法可以有效解决柔性作业车间多目标调度优化问题.