舰载机保障作业调度问题研究进展

作为近年来新出现的调度应用领域,舰载机保障作业调度问题正得到优化调度,控制理论和运筹学等学术界和工业界越来越多的关注.本文综述了舰载机保障作业调度问题研究进展.首先介绍了舰载机保障作业调度问题的混合整数规划模型;接着以美国为主综述了国外舰载机保障作业调度问题研究进展;然后从系统仿真,系统设计,系统优化和路径规划等方面综述了国内与舰载机保障作业调度问题相关的研究工作;最后提出了未来发展趋势和有待于进一步研究的若干方向和内容,旨在推进国内舰载机保障作业调度问题的理论研究和工程应用.     

导弹协同作战编队飞行控制系统研究

提出了具有3个回路的导弹协同作战编队飞行控制系统,分别对3个回路进行设计分析,并重点分析导弹的四维制导控制外回路和编队控制回路。面向具有过载自动驾驶仪内回路的增广飞控系统,设计了基于总能量控制理论的高度/速度解耦控制器,能够实现导弹制导控制外回路的高度/速度解耦。基于导弹编队队形的位置偏差关系设计了导弹编队控制器,最后综合3个回路构成了导弹编队飞行控制系统。仿真结果表明,各回路以及导弹编队控制系统具有很好的控制性能,能够快速、稳定地完成导弹编队的队形调整动作,进而实现任务规划系统对导弹编队提出的作战任务。     

基于变采样周期方法的网络控制系统协同设计

提出了一种基于变采样周期的动态调度策略,通过实时调整控制系统的采样周期以适应网络中信息流的变化,改善网络中时延、丢包等问题.采用动态调度策略的NCS为一个变采样周期系统,考虑时延的影响,通过等效变换将时延和采样周期的不确定性转化为系统参数的不确定性,从而将NCS建模为一类具有参数不确定性的离散时间系统,并给出了系统D-稳定的控制器设计方法,实现NCS的控制与调度协同设计.最后通过数值仿真验证了所提出的方法的有效性.     

磷化工企业计划模型及其算法研究

磷化工企业计划决策问题非常复杂,涉及的因素非常之多,是一个有待深入研究的领域.本文构建了磷化工企业的计划决策大型线性目标规划模型,该模型分采矿模块、选矿模块、制肥和销售以及综合目标5个模块,同时,提出了求解该模型的有界变量后分析法.实例计算表明,提出的模型和方法可靠实用,有助于企业制定一个优化的计划.     

批量制造业交货窗口提前／拖期生产计划方法

建立批量制造企业在交货期窗口下的提前／拖期生产计划模型,将交货期窗口（ｄｕｅ－ｗｉｎｄｏｗ）概念引入到带有能力约束的提前／拖期生产计划中,拓宽了生产计划问题研究的范围．并利用数学推导,将所建模型转化为线性规划模型,使得该模型运用单纯形法就可求取精确的最优解,从而解决了开发中的ＣＯＮＷＩＰ集成化生产管理软件对不确定交货期主生产计划的编制问题．     

SCHEDULING PROBLEMS - AN OVERVIEW

There seems to be a significant gap between the theoretical and the practical aspects of scheduling problems in the job shop environment. Theoretically, scheduling systems are designed on the basis of an optimum approach to the scheduling model. However in the practice, the optimum that is built into the scheduling applications seems to face some challenges when dealing with the dynamic character of a scheduling system, for instance machine breakdown or change of orders. Scheduling systems have become quite complex in the past few years. Competitive business environments and shorter product life cycles are the imminent challenges being faced by many companies these days. These challenges push companies to anticipate a demand driven supply chain in their business environment. A demand-driven supply chain incorporates the customer view into the supply chain processes. As a consequence of this, scheduling as a core process of the demand-driven supply chain must also reflect the customer view. In addition,     

Networked Learning Predictive Control of Nonlinear Cyber-Physical Systems

Cyber-physical systems integrate computing, network and physical environments to make the systems more efficient and cooperative, and have important and extensive application prospects, such as the Internet of things. This paper studies the control problem of nonlinear cyber-physical systems with unknown dynamics and communication delays. A networked learning predictive control scheme is proposed for unknown nonlinear cyber-physical systems. This scheme recursively learns unknown system dynamics, actively compensates for communication delays and accurately tracks a desired reference. Learning multi-step predictors are presented to predict various step ahead outputs of the unknown nonlinear cyber-physical systems. The optimal design of controllers minimises a performance cost function which measures the tracking error predictions and control input increment predictions. The system analysis leads to the stability criteria of closed-loop nonlinear cyber-physical systems employing the networked learning predictive control scheme. An example illustrates the outcomes of the proposed scheme.

     

基于面向服务的通用任务规划仿真集成方法研究

采用基于Service oriented architecture(SOA)的集成框架实现了仿真环境中无人机系统的通用任务规划模块功能的集成.给出了具有系统之系统特点的多无人机综合仿真环境UAVSSE体系结构设计和多层次集成方法.将任务规划功能模决抽象为任务规划服务,基于Web Services技术实现通用的任务规划服务封装.利用注册、发现和绑定机制,任务规划功能能够动态地集成进仿真运行,并能为多架无人机和多个地面系统的仿真提供任务规划服务.通过综合仿真环境中的原型系统验证了相关技术,结果表明基于面向服务方法的任务规划集成能够为多UAV仿真环境提供有效的任务规划功能集成,弥补了HLA在构建动态"系统之系统"仿真中的不足,并能为未来的仿真系统和真实UAV一体化运行提供借鉴.     

一类具输入时滞的分布参数系统移动控制

基于移动传感器/执行器网络,研究了一类具有输入时滞的分布参数系统稳定性控制问题。利用抽象发展方程理论、算子半群理论和Lyapunov稳定性定理,设计系统的反馈控制器;再结合移动传感器/执行器的动力学行为,设计其控制力。证明了在反馈控制器和控制力的作用下,分布参数系统在具输入时滞情况下是渐近稳定的。通过数值仿真实验表明,不同的输入时滞,对系统的稳定效果有一定的影响,但在控制力的作用下,系统都能趋于稳态,说明本文中对于具有输入时滞的分布参数系统的控制策略是有效的。     

一类具输入时滞的分布参数系统移动控制

基于移动传感器/执行器网络,研究了一类具有输入时滞的分布参数系统稳定性控制问题。利用抽象发展方程理论、算子半群理论和Lyapunov稳定性定理,设计系统的反馈控制器;再结合移动传感器/执行器的动力学行为,设计其控制力。证明了在反馈控制器和控制力的作用下,分布参数系统在具输入时滞情况下是渐近稳定的。通过数值仿真实验表明,不同的输入时滞,对系统的稳定效果有一定的影响,但在控制力的作用下,系统都能趋于稳态,说明本文中对于具有输入时滞的分布参数系统的控制策略是有效的。     

Switching control system based on robust model reference adaptive control

For conventional adaptive control, time-varying parametric uncertainty and unmodeled dynamics are ticklish problems, which will lead to undesirable performance or even instability and nonrobust behavior, respectively. In this study, a class of discrete-time switched systems with unmodeled dynamics is taken into consideration. Moreover, nonlinear systems are here supposed to be approximated with the class of switched systems considered in this paper, and thereby switching control design is investigated for both switched systems and nonlinear systems to assure stability and performance. For robustness against unmodeled dynamics and uncertainty, robust model reference adaptive control (RMRAC) law is developed as the basis of controller design for each individual subsystem in the switched systems or nonlinear systems. Meanwhile, two different switching laws are presented for switched systems and nonlinear systems, respectively. Thereby, the authors incorporate the corresponding switching law into the RMRAC law to construct two schemes of switching control respectively for the two kinds of controlled systems. Both closed-loop analyses and simulation examples are provided to illustrate the validity of the two proposed switching control schemes. Furthermore, as to the proposed scheme for nonlinear systems, its potential for practical application is demonstrated through simulations of longitudinal control for F-16 aircraft.     

平顺移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的多目标流水车间批量调度

对平行顺序移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的多目标流水车间批量调度问题展开研究.构建以加工制造设备总停机次数、批量工件生产周期以及搬运批量工件的总次数为决策目标的基于分层序列法的多目标决策模型,利用该模型可确定批量工件的最优加工排序方案.建立平行顺序移动模式的加工与调整时间模型,该模型是求解生产周期的基础,也是为批量工件的最优调度方案制定生产作业计划的依据.提出并设计平行顺序移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的禁忌搜索算法对问题进行求解.研究结果表明:本研究可为平顺移动模式下考虑加工时间与调整时间可分离的批量生产流水车间选出批量工件的最优调度方案,同时可为批量工件的加工和加工制造设备的调整制定精确的生产作业计划.     

舰载机出动离场调度优化算法

出动离场调度是舰载机起降作业中关键一环, 可抽象为NP(non-deterministic pdynoial)难问题的混合车间调度问题。首先，在传统数学规划模型基础上, 引入逻辑约束及间隔变量, 建立了约束规划模型。然后，通过调度分解技术构建多机调度转化为单机调度的启发式规则, 并提出了单机约束引导启发式搜索与约束规划二分法迭代算法, 给出了问题的求解流程。算例仿真表明, 约束规划可有效解决不同规模下的离场调度, 并快速收敛到阈值内; 在中小规模出动时, 所提算法效率比传统智能方法提升约2个数量级, 具有较强实时规划能力, 但随着实验规模增大算法收敛时间呈线性变化趋势, 而在本文研究范围内仍优于传统智能算法, 具有良好实用价值。最后，用起飞位数量对出动效率进行灵敏度分析, 发现C2起飞位对出动效能贡献最大。     

多无人机监督控制系统的结构分析与设计

尽管无人机不需要驾驶员的存在,仍然需要操作员的监督控制。随着自动化水平的增加,多操作员控制单架无人机的局面将转变为单操作员控制多架无人机。操作员主要参与高层任务的管理和载荷的控制,包括实时任务分配、航迹重规划、目标识别、武器授权控制、意外管理等。首先研究了多无人机监督控制的基本概念,然后对多无人机监督控制系统进行了详细设计和模块划分,最后提出了智能任务控制器的混合三层结构,以实现平台自主控制与人在回路监控的结合,给无人机自主执行任务提供扩展能力。     

施工进度计划柔性网络仿真的不确定性研究

工程施工中应用柔性网络计算机仿真突破了传统的PERT只考虑单一关键线路的限制以及工序的持续时间均服从β分布的假定,也使得仿真工期与关键线路都具有了不确定性.一次仿真结果只相当于对系统模型的一次抽样,缺乏代表性.将网络计划仿真技术与风险分析技术结合起来,采用统计分析的方法确定仿真运行次数,对实际系统大量的动态仿真工期进行完工概率与风险分析,用"工序关键度"表征关键线路的概率分布结果,能够较好的描述施工进度计划的不确定性,为施工管理与决策提供更多的信息.     

流媒体服务系统分层存储调度策略

针对层次化流媒体服务系统中的存储调度问题,提出了子树虚拟化方法来简化模型分析和存储调度策略设计。采用层次化存储结构下的分布式存储调度策略,通过自上而下的副本分发和自底而上的副本请求两个步骤来实现系统的负载均衡。验证实验表明,采用提出的存储调度策略,可使系统负载达到均衡状态,获得较高的用户请求接受概率。     

欠控制方向非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类控制方向未知且具有未建模动态的非线性系统,提出了一种鲁棒自适应控制策略.算法推广了已有的鲁棒自适应非线性控制方法.控制算法保证闭环系统所有信号是一致终值有界的.同时,通过调整控制器设计参数,闭环系统能够实现期望的性能要求.仿真结果进一步说明了理论分析的有效性.     

网络控制系统的分析与硬件在线仿真

网络控制系统(NCS)是一种新型计算机控制系统,通过工业网络实现控制单元之间的数据交换,但这也给控制系统带来了时延等问题.在分析两种常见工业网络的时延特点之后,介绍了硬件在线仿真平台的构建,提出了理论与硬件在线仿真相结合的设计方法,即用平均时延对系统进行理论设计,再在硬件在线仿真平台上进行仿真和参数选择.某二阶系统的设计与仿真过程,说明了该设计方法的有效性.     

中断条件下灾后救援基础设施网络设计研究

基础设施网络被认为是灾后救援的"生命线",如何在灾害引致中断情况下构建有效的灾后救援基础设施网络,是灾后能否及时响应的关键所在.本文首先针对灾后救援基础设施网络设计和调度问题,构建集成网络流变量、网络设计变量和调度变量的整数规划模型;其次,构建求解模型的优化方法,包括启发式调度规则和有效不等式;最后,分小规模和大规模两种网络情景,通过算例验证所构建模型及方法的有效性.研究成果可作为一个有效的灾后实时恢复活动的决策支持工具:有助于实施长期的救灾方案规划活动.     

Adaptive Event-Triggering Consensus for Multi-Agent Systems with Linear Time-Varying Dynamics

In this paper, the authors study the fully distributed event-triggering consensus problem for multi-agent systems with linear time-varying dynamics, where each agent is described by a linear time-varying system. An adaptive event-triggering protocol is proposed for time-varying multi-agent systems under directed graph. Based on the Gramian matrix of linear time-varying systems, the design of control gain is done and sufficient conditions ensuring the consensus of linear time-varying multiagent s...