单向单交叉并行链优先约束的可靠性系统测试优化

针对具有单向单交叉并行链优先约束的可靠性系统的最优测试序列问题,提出了一种最优测试原则,该测试原则的约束条件更接近复杂的实际情况。通过证明三个相关的定理,分别解决了单向单交叉并行链优先约束的问题转化形式,相交单元在最优测试序列中测试的先后顺序,以及反“Y”形优先约束问题的最优测试序列。利用这一测试原则,可使此类系统获得总期望测试成本最小。通过一系列证明,给出了该原则的求证过程及具体步骤。     

带强制工期的单机排序问题

讨论了带强制工期的n个工件在单机上加工,在允许机器空闲的条件下,使得最大提前完工时间最小。由于工件不允许延迟,问题可能会无可行排序。先讨论问题的可行性。如果问题可行,找出一个可行序列作为预排序列,并给出一个算法计算出每个工件尽可能迟的开工时间,而后判断预排序列是否为最优,如果不能直接确定为最优,则给出一个算法在多项式时间内尝试由预排序列开始,通过不断调整工件的次序来获得最优排序。     

最优指派问题DNA算法

对求最小值的最优指派数学模型,设计并实现了DNA计算算法。首先经过特殊的DNA编码将二维的决策变量和二维的效益值编入DNA序列中;然后通过杂交实验和分离实验得到指派问题的全部可行解;最后通过电泳实验和检测实验获得最优指派问题的最优解。证明了算法的复杂性并举例说明了算法的可行性。分别给出了求最大值的最优指派问题和人数与工作数不等的最优指派问题的处理方法。     

异步DS-CDMA最优混沌序列集的性能分析

为了获得异步DS—CDMA系统的最优扩谱序列，给出了一套用来选取混沌二值序列的优化准则。基于这一优化准则，我们从Chebyshev映射生成的混沌序列中选取并构造出最优混沌二值序列集合。利用该集合作为异步DS-CDMA系统的扩谱序列，所得到的系统仿真结果符合最优扩谱序列的理论分析值，因此可以被认为是异步DS-CDMA系统的一个最优扩谱序列集合。     

一类非线性互联大系统的近似最优扰动抑制

研究一类受外界扰动非线性互联动态大系统的最优扰动抑制问题。根据有限时域二次型性能指标,提出了一种基于逐次逼近思想的大系统近似最优扰动抑制方法。利用该方法将由原系统得到的高阶耦合的非线性两点边值问题简化为一族解耦的线性两点边值问题序列。证明了该序列的解一致收敛于原非线性互联大系统的最优控制。通过截取最优控制序列的有限次逼近值,可以得到非线性互联大系统近似最优扰动抑制控制律。最后通过数值仿真表明了该方法的有效性。     

一种基于半张量积的多层网络演化博弈方法

针对多层网络演化博弈,采用半张量积方法,遵循短视最优响应策略更新原则,将博弈动态过程进行公式化并研究其策略最优问题。首先,通过半张量积将多层网络演化博弈转化成代数公式的形式,建立相应的转化算法;其次,基于该公式,讨论了博弈的动态行为;最后,通过增加伪玩家到博弈中来研究策略最优问题,目的是设计自由控制序列来最大化伪玩家的平均收益,从而得到最优控制序列。并举例验证了研究结果的有效性。     

基于自然数编码遗传算法的并行测试技术

针对并行测试任务调度复杂、难以优化的问题,提出了一种基于自然数遗传算法的任务调度优化算法。该算法将并行测试任务调度转化为对串行测试任务序列的搜索,为了提高搜索效率,引进自然数编码遗传算法搜索最优解或近似最优解,将串行测试序列作为染色体,进行选择、交叉、变异等操作。通过仿真证明该算法能够迅速得到并行测试任务调度的最优解或近似最优解。对自然数编码遗传算法的各个算子对模式的作用进行了理论分析,并得到了对应的模式定理,从理论上说明了该方法的合理性。     

一种MIMO-OFDM系统信道估计中的最优导频设计改进算法

针对设置有保护频带的MIMO-OFDM系统信道估计问题,提出了一种新的最优导频序列设计方案,它要求每根发射天线中的导频序列为等间隔排列,不同天线中的导频序列相互位置正交.当OFDM频带两端设置保护频带时,对比传统的最优导频设计方法,提出的算法所允许存在的最大保护频带宽度更大,因此能够在保证LS信道估计MSE最小的前提下尽可能抑制由于低通滤波器的影响而产生的数据畸变.计算机仿真验证了此算法的有效性.     

具有持续扰动的时滞系统的最优跟踪控制

针对在外部持续扰动下的线性时滞系统提出了一种最优跟踪控制的逐次逼近算法。首先将状态向量含有时滞的线性系统的最优跟踪问题转化为最优调节问题，然后利用逐次逼近算法，将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题族得到调节系统的最优控制律，然后可以通过截取最优控制序列的有限项得到调节系统的前馈-反馈次优控制律，最后再将最优控制问题转化为最优跟踪问题。     

基于神经网络的混沌系统状态预测

在对混沌时间序列的未来状态进行预测时,必须能够正确确定重构序列相空间时的最优时滞及最优嵌入维数,并根据序列状态的变化选定适当的模型进行预测。利用时间序列的自相关函数来确定时滞τ值,利用混沌序列嵌入维数与关联维数的关系来确定最优嵌入维数m值。在此基础上,选择神经网络模型来逼近真实系统,并采用一种新的算法来确定网络权重。最后,通过Logistic映射所产生的时间序列对所述理论进行了实证研究。     

Stochastic Optimal Control Problem in Advertising Model with Delay

This paper investigates the optimal control problem arising in advertising model with delay. The authors reformulate the problem in Hilbert space by stochastic evolution equation and consider the optimal control problem of controlled stochastic evolution system. The necessary and sufficient optimality conditions of the control are established. The proposed approach is different from most existing studies of optimal advertising policy problem with delay. These results are applied to the optimal advertising policy problem under two different structures and the optimal advertising strategies are obtained.     

基于粒子群算法的开关系统最优控制问题的数值算法

针对开关系统,给出了数学模型并引出了其最优控制问题,提出开关系统最优控制问题的加权粒子群算法,给出了相关的推理过程及算法步骤。加权粒子群算法不必找出支付泛函关于时间的显式表达,就可以找到其最优解,同样适用于其子系统为非线性的情形。分析了粒子群算法快速全局优化的特点,说明该算法能找到优化问题的全局最优解。以开关动态系统和一般开关线性二次问题的数值算例验证了该方法的有效性。     

Decentralized Control of Discrete-Time System with Delay in Mean Field LQR Problem

This paper studies the decentralized optimal control of discrete-time system with input delay,where a large number of agents with the identical decoupling dynamical equations and the coupling cost function through the mean field are considered.The decentralized and centralized optimal controllers are proposed by the optimal tracking control of LQR problem with delay.They are proved that the optimal controllers and the optimal cost function of the centralized and decentralized solutions are equivalent for the optimal control problem.An illustrative example is given to show the efficiency of the decentralized optimal controllers.     

随机波动率模型的效用无差别定价和套期保值策略

研究了随机波动率模型的指数效用无差别定价和套期保值策略选择问题.首先考虑了随机波动率模型的反应扩散系统,并利用鞅方法构造了含有未定权益的最优投资问题的最优策略和最优鞅测度.然后利用最优投资和无差别定价的关系,得到了效用无差别定价满足的偏微分方程和套期保值策略.     

基于极大熵方法的网格资源分配策略

针对基于市场机制的网格资源分配中的出价问题,提出了一种用于并行任务资源分配的优化策略。该策略先将具有并行任务的多个用户竞争同一资源的行为形式化为一个极大极小问题,然后利用极大熵方法将其转化为一个可微的优化问题,最后通过二分搜索最优解产生一组优化的用户出价,根据这组出价按比例划分资源的计算能力。研究了用户出价函数的特征,给出了求出价组合最优解的具体算法。研究结果表明提出的分配策略具有较低的时间复杂度,从而能够提高资源分配效率,对于动态的网格环境具有更好的适应性。     

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。     

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.     

Adaptive Numerical Approach for Optimal Control of a Single Train

This paper considers the optimal control problem of a single train, which is formulated as an optimal control problem of nonlinear systems with switching controller. The switching sequence and the switching time are decision variables to be chosen optimally. Generally speaking, it is very difficult to solve this problem analytically due to its nonlinear nature, the complexity of the controller,and the existence of system state and control input constraints. To obtain the numerical solution, by introducing binary functions for every value of the control input, relaxing the binary functions, and imposing a penalty function on the relaxation, the problem is transformed into a parameter optimization problem, which can be efficiently solved by using any gradient-based numerical approach. Then, the authors propose an adaptive numerical approach to solve this problem. Convergence results indicate that any optimal solution of the parameter optimization problem is also an optimal solution of the original problem. Finally, an optimal control problem of a single train illustrates that the adaptive numerical approach proposed by us is less time-consuming and obtains a better cost function value than the existing approaches.     

随机需求下单制造商两零售商合作广告协调模型

考虑了由单个制造商两个零售商所组成的供应链生产销售Newsvendor型产品的合作广告问题.分析了制造商的品牌广告投入及两个竞争零售商的地方促销广告投入对每个零售商需求的影响,分别给出了分散决策和一体化决策下制造商的最优广告投入,两个竞争零售商的最优地方促销广告投入及销售期初的最优订购批量,利用利润共享契约使得供应链达到协调,并从供应链各成员风险偏好的角度对渠道收益的分配问题进行了探讨.     

Optimal Switching Integrity Attacks on Sensors in Industrial Control Systems

In this article, an optimal switching integrity attack problem is investigated to study the response of feedback control systems under attack. The authors model the malicious attacks on sensors as additive norm bounded signals. The authors consider an attacker who is only capable of launching attacks to limited number of sensors once a time and changing the combinations of attacked sensors all over the time. The objective of this paper is to find the optimal switching sequence of these combinations and the optimal attack input. The authors solve this problem by transforming it into a traditional optimal control problem with new control variables vary continuously in the range [0, 1]. The optimal solutions of the new control variables are of bang-bang-type. Therefore, an algebraic switching condition and an optimal attack input can be obtained. Finally, numerical results are provided to illustrate the effectiveness of the methods.