相控阵雷达资源受限时最优搜索性能研究

多功能相控阵雷达通过对时间和能量资源的合理调度,可同时完成目标搜索、跟踪等多项任务。但对优先级别较低的搜索任务来说,当高优先级任务抢占雷达资源时,将会导致搜索性能下降。分析了影响相控阵雷达搜索性能的主要因素,详细研究了在搜索资源受限条件下,相控阵雷达搜索性能的优化模型,给出了搜索帧周期和探测距离计算的最佳准则和方法。通过仿真实验,分析了优化后相控阵雷达的搜索性能,实验结果验证了该模型的有效性。     

参数搜索空间规模对遗传算法稳定性的影响

对基于基因池重组遗传算法的无限种群动力系统进行了分析,讨论了参数搜索空间规模对系统稳定性的影响.特别地,针对处理“大海捞针”函数时参数搜索空间规模与系统不动点的解析关系进行了刻画,证明当参数搜索空间规模较小时,系统只有一个接近最优的稳定不动点;随着参数搜索空间规模的扩大,当超过临界值时,会出现一个不稳定的随机不动点和另外一个稳定不动点;当参数搜索空间规模进一步扩大时,所有的不动点将最终消失.实验和分析进一步证明该理论结果在通常情况下也适用.     

基于多策略搜索的出租车服务仿真模型

为更细致、精确地描述出租车服务规律,提出一种依据历史信息和路网供求信息模拟出租车空车搜索行为的动态仿真模型,出租车根据以往的驾驶经验和对路网供求信息的掌握程度决定空车时如何寻找新乘客.仿真结果表明,向出租车提供路网供求信息不能有效提高出租车的空车效率,但有助于缩短乘客平均等待时间;依据平均历史信息的搜索策略能够有效提高空车效率.模型有助于城市交通管理部门更有效地规划和管理出租车运营系统,为其决策提供参考依据.     

水面舰艇对潜搜索仿真与分析

研究舰艇编队的优化配置方法和兵力机动方法对于提高水面舰艇编队对潜搜索效率有着重要的意义.在认真研究对潜搜索过程的基础上,建立了水面舰艇编队对潜搜索效率的数学模型,分析了对潜搜索效率的主要影响因素,并进行了仿真计算,据此得出了不同舰艇数目的编队对潜搜索时相邻舰艇间的最佳距离以及编队对潜搜索的最小速度值,并对传统战法中舰艇编队的机动策略提出了改进意见.     

基于自适应相位旋转的Grover量子搜索算法

在使用Grover量子搜索算法对给定规模的无序数据库搜索时,随着搜索目标数的增加,获得正确结果的概率大幅度下降.分析了出现这种现象的原因,研究了算法中的Grover叠代过程,提出了一种新的自适应相位旋转策略.应用这一策略,当搜索目标数超过目标总数的(3-√5)/8时,只需两步搜索;当搜索目标数超过目标总数的1/4时,只需一步搜索,即可获得恒等于1的成功概率.实验表明新相位旋转策略是有效的.     

基于变尺度混沌搜索的永磁球形电机的位置检测

介绍了永磁球形步进电机的模型,在转子球面上进行随机编码,96个光电传感器的输出表示转子的方位角.根据球形电机的特殊结构和旋转特点,对位置检测系统进行数学建模,对转子球体的目标节点采用改进的变尺度混沌搜索方法,将混沌变量的动力学方程映射到位置空间.当搜索到的较优值次数或循环次数等于设置的初始条件时缩小搜索空间,搜索精度取决于传感器的分辨率与搜索终止条件.     

空间碎片搜索数字化仿真系统的设计与实现

空间碎片搜索数字化仿真系统通过对空间碎片的搜索、识别、定性,建立可跟踪的空间碎片编目表,对保障航天器的安全起到有效的辅助作用。系统中各实体间的耦合关系十分复杂,仿真难度较大,对模型及系统的适用性和可扩展性有很高的要求。采用基于UML的面向对象的分析与设计方法,对系统的用例模型、类模型和行为模型等进行了可视化建模,并在Visual Studio.NET平台上实现了系统。这种方法在空间碎片搜索数字化仿真系统的开发过程中被证明是提高软件开发质量和效率的有效途径。     

通信距离受限下多无人机分布式协同搜索

针对无人机之间的通信距离受到限制的情况,提出了一种基于Voronoi图的分布式协同搜索策略.首先建立了环境、无人机、传感器、通信等的数学模型;然后设计了速度约束下各架无人机的控制律;在通信距离不小于两倍视场半径的情况下,给出了各架无人机利用通信距离之内的邻居信息计算各自视场范围内的Voronoi图区域及其质心的方法,并设计了通信距离受限情况下的搜索策略,给出了通信周期与采样周期不同步情况下的信息更新公式.仿真结果表明,该分布式搜索策略比贪婪搜索和随机搜索策略在降低区域不确定度上具有更快的收敛速度,可实现通信距离受限情况下的多无人机分布式协同搜索任务.     

粗等价类融合禁忌搜索的最小约简完备算法

提出粗等价类融合禁忌搜索的最小约简完备算法.首先用全局等价类替换元组作为基本计算单位,给出3类粗等价类定义,结合0-粗等价类在约简的渐增式计算中递减至空的性质,推导出求正区域的等价方法,并设计求解中双向缩减计算域的优化策略,从而提供快速求初始解、验证解等基础算法;然后面向约简特性设计禁忌搜索下的多种策略,包括双向邻域搜索、藐视准则、有限随机搜索、有限解检验等,最后给出高效的最小约简完备算法.用UCI中20个决策表、KDDCup海量数据集从多个性能指标进行验证,实验结果证明粗等价类理论和禁忌搜索从双方面保证本文算法的完备和高效性,大多数情况下可有效求得最小约简,并在跳出局部最优解、收敛速度和处理海量数据效率等方面优于现有算法.     

多功能相控阵雷达优化搜索建模与仿真研究

波束以及系统参数的捷变能力使得多功能相控阵雷达能够同时对空域中的多个区域分别采用特定的搜索模式进行搜索.用于搜索的雷达资源会随着跟踪等高优先级的任务对资源消耗的变化而变化.因此,需要动态地调整可获得的搜索资源在各个搜索子空域中的分配以优化整个系统的搜索性能.首先建立了多功能相控阵雷达的搜索性能评估模型,得到了搜索性能及其增益与搜索参数的关系.而后针对搜索负载的动态变化,建立了相控阵雷达同时多区域搜索资源分配的优化模型,并通过仿真验证了模型的有效性.     

基于遗传算法的最优扩展螺旋搜索

本文在对传统螺旋搜索算法研究的基础上,提出了一种基于遗传算法的最优扩展螺旋搜索算法.该算法将遗传算法和扩展螺旋搜索法相结合,优化出搜索器在扩展螺旋搜索时的第一个探测点和运动转向角,为实现水下目标的最优搜索提供了条件.仿真分析了潜艇的运动速度和航向分别变化的情况下,所提算法与传统算法对目标搜索时间和发现概率的差异.由仿真结果可见,该算法可缩短搜索时间,提高发现目标概率.     

基于遗传算法的对潜螺旋搜索

针对应召反潜中敌潜艇直线型规避行为,提出了一种基于遗传算法的对潜螺旋搜索方法.首先建立每段搜索路径中的搜索概率模型,再利用遗传算法对此模型进行优化,选取满足搜索概率最大的搜索器转向角.在搜索任务中要利用上一阶段的探测情况来实时地确定下一阶段的搜索路径,不断地排除敌潜艇不存在区域的角度,具有在短时间内搜索范围大、搜索效率高的特点.与传统螺旋搜索法相比,较好地提高了搜索概率.     

声纳浮标与磁探联合搜潜仿真研究

在声纳浮标和磁探搜潜原理的基础上,建立了在被动全向声纳浮标探测到潜艇目标的条件下,利用磁探仪对潜艇进行定位的相关数学模型,仿真分析了声纳浮标作用范围、磁探仪高度、潜艇下潜深度等因素对搜潜概率及搜潜效率的影响,获得了有益的效果.     

视景仿真中天空背景的真实感改进

从视觉真实感角度论述了增强视景仿真中天空环境模拟效果的一些方法。并以OPENGL为例详细讨论了提高天空、云等自然景观视觉真实感的具体图形学方法,对于在仿真过程中提高用户的沉浸感和真实感有一定作用。     

群体智能算法搜索策略的性质及对停滞现象的影响

群体智能算法模拟生物进化或动物群体协作的搜索机制, 其目标是快速有效地搜索复杂优化问题的解空间, 寻求全局最优解. 本文通过对群体智能算法的搜索机理进行分析, 根据在搜索过程中解集内部结构变化的性质定义了解集多样度, 并在此基础上研究了两种基本的搜索策略--多样化搜索和集中化搜索对解集进化过程中的停滞性的影响, 证明了集中化搜索不可避免地使解集中的候选解逐渐趋于单一, 是导致算法停滞收敛的主要原因; 而多样化搜索能从任何候选解出发搜索到整个编码空间中的任一个点, 即整个空间是多样化搜索的可达域, 但将使算法不收敛. 本文采用三类典型的群体智能算法: 遗传算法、蚁群算法和粒子群算法进行了实验, 验证了上述分析结论的正确性.     

基于冲突搜索算法的多机器人路径规划

针对冲突搜索法（conflict-based search,CBS）在多机器人路径规划（multi-agent path finding,MAPF）过程中规划路径过长、单向搜索运行时间长等缺陷,从搜索方向和搜索方式提出一种改进的双向A*焦点搜索来优化冲突搜索算法。将次优因子ω引入冲突搜索算法的底层搜索函数中,以提高路径搜索的效率;将冲突搜索算法中的单向搜索优化为双向A*搜索。实验结果表明：改进的冲突搜索算法的路径成本缩短了14.82%,总运行时间缩短了10.63%。     

编队协同对空目标探测及搜索力的最优分配

为探索编队空战中快速有效地搜索空中目标的理论和方法,将搜索论引入到编队对空中目标协同探测研究中.将雷达发现目标概率密度作为对空目标连续探测程度的量化指标,通过首次发现目标的概率,导出了无先验信息条件下编队协同搜索的概率计算式.考虑到雷达对目标探测的不确定性,提出了利用3机协同搜索确定空中目标位置和速度方向的几何方法.根据目标位置划分搜索空域,建立了预警机指挥下的编队搜索力最优分配模型.通过示例验算表明,所提方法是有效的,并且用Lingo软件求解较大规模目标搜索力分配问题可满足实时性要求.     

交通微观仿真中的驾驶员视觉感知模型

驾驶员视觉感知模型是交通微双肪真中机动车模型的—部分，其作用是表现出实际驾驶活动中，驾驶员对外界的视觉感知能力，也就是哪些物体可以被驾驶员看到，哪些不能。通过驾驶员视觉关注焦点的移动规律、视场范围和障碍物遮挡等3个方面的研究，提出了一个新的驾驶员视觉感知模型，并注意了该模型的运算速度问题。通过计算机模拟实际场景，对比受试者和模型标注的感知对象，完成了模型有效性验证。对10位受试者进行了194次测试，受试者标注了528个目标，而感知机模型标注了516个目标，其中吻合率为84．30％，漏检率17．61%，误检率15．34％。对出现差异的情况进行细致地分析，可以发现这些差异全部来源于受试者的感觉误差，而且受试者在看到视觉感知模型的输出后，没有一例表现出异议。此外，该模型在避免以往的理想全局明縻模式的带来的缺点的同时1还能使模型的计算量大为减少。