求解航路规划优化问题的改进蚁群算法

航路规划是军事运筹研究的热点和难点问题。在对航路规划优化问题分析的基础上,综合考虑全航路暴露概率、被毁伤概率和航路航程,提出了基于改进蚁群算法的航路规划优化方法,通过引入挥发系数动态调整、信息素限幅控制、航路平滑算法和交叉算法,有效提高了算法的全局收敛性能和搜索速度。仿真结果表明,改进蚁群算法能够快速收敛并搜索到较满意合理的航路,可以为航路规划辅助决策研究提供借鉴和参考。     

虚拟战场环境中武装直升机航路规划算法研究

将直升机三维航路规划分解为水平航路规划和垂直航路规划进行计算。水平航路规划采用改进的蚁群算法,垂直航路采用综合坡度曲率限制平滑算法,有效地提高了解的性能和收敛速度并且能够计算出满足直升机机动性能要求的三维理想轨迹。最后用计算机进行了仿真,取得了较好的效果。     

一种多无人机协同侦察航路规划算法仿真

无人机协同侦察航路规划的算法复杂,数据量大,不易收敛。针对这些特点,采用了基于分散规划、集中调整思想的层次分解策略来确定参考航路。首先改进了粒子群优化算法,并运用该算法确定无人机的协同任务初始航路;然后给出了一种新的航路光顺优化指标,对初始航路平滑修正。仿真实验结果表明,该方法能够解决无人机的协同侦察航路规划问题,是一种效率较高的规划算法。     

基于功能区域的反舰导弹逆向航路规划

为了定量描述航路规划的规划空间,基于几何学原理提出了反舰导弹航路规划功能区域的概念,发掘出了航路规划的几何学本质。深入分析了航路规划功能区域的战术意义,并基于此概念进一步提出了一种逆向航路规划方法。逆向航路规划过程揭示出了航路规划功能区域的几何学渐变规律,为航路点的扩展提高效率。通过极线扩展进行障碍规避,得到较优航路树。最后使用多属性模糊优化方法搜索到所需航路。仿真结果表明,该方法信息处理量小,运算速度快,所得航路符合反舰导弹的航路特征,十分贴近工程应用实际。     

国债市场利率期限结构建模—-负指数立方L1平滑样条

通过对比国内外利率期限结构静态估计模型的优劣, 分析节点数目变化和定位改进B样条函数对利率期限结构静态估计的误差, 构建最小化定价误差的节点组合布局搜索程序, 并引入负指数平滑立方L₁样条优化模型, 将误差函数最小化结构从平方和最小化转化为误差距离最小化, 权衡拟合误差绝对距离最小化与贴现函数波动性约束, 克服B样条函数对节点数目与定位的人工干预和放宽对贴现函数的二阶平滑要求, 保留B样条函数刻画中长期利率波动趋势的优势, 增强对短期利率波动结构突变的估计和预测能力, 提高定价精确度和缓解利率期限结构曲线的过度波动问题.     

基于VRP方法的上交所国债利率期限结构拟合模型

针对一般样条方法在拟合利率期限结构时远期收益曲线振荡过大的缺陷,在差商定义三次B样条函数的基础上, 设定债券组合的权重,采用包含可变惩罚项的VRP方法, 构造了上交所国债利率期限结构拟合模型,该模型提高了拟合计算效率, 具有较高的精确性和平滑性,较为方便的拟合了即期利率与远期利率,可以作为估计我国的利率期限结构的有效方法,     

基于碰撞预测的无碰撞航路规划

人工势场法作为路径规划的一种算法,由于其数学描述简洁且易于执行,所得路径较短且平滑,在许多工程领域中被广泛使用.由于势函数斥力作用仅考虑机器人与障碍物的距离,这就使航路规划在障碍物附近无差别的采取避碰措施,这就导致无谓避碰行为的出现,极大影响航路规划的效率,且容易出现狭窄通道无法识别以及由周边多个障碍物的合斥力造成的局部极小值问题.针对无谓避碰行为,提出碰撞危险度评估模型和障碍物影响距离确定模型,针对局部极小值和航路点震荡问题,提出虚拟障碍物法和过滤震荡点法,以此构成基于碰撞预测的航路规划法.仿真结果表明该方法能够有效的避免无谓避碰行为,且无局部极小值和航路点震荡问题,所得路径也较短.     

带有惩罚项的多项式样条函数利率期限结构模型实证比较

针对多项式样条函数利率期限结构模型在曲线近端存在过度拟合的问题,首先提出了带惩罚项的自适应半参数回归方法来确定拟合函数的未知参数,同时应用广义交叉验证法确定正则化参数,并利用遗传算法求解惩罚因子的最优值.其次与多项式样条函数利率期限结构模型进行了实证比较.结果表明:所给模型能够提高曲线拟合的平滑度, 但可能降低曲线的拟合精度.     

基于碰撞危险度的无陷阱动态航路规划

由于人工势场法中障碍物的影响距离通常为一个固定值,不可避免地导致无谓避碰行为的出现,极大影响航路规划的效率。本文在动态环境下,针对无谓避碰行为,提出碰撞危险度评估模型和障碍物影响距离确定模型;针对障碍物在目标附近目标不可及问题(goals nonreachable with obstacles nearby,GNRON),提出能够区别评估障碍物的时间碰撞危险度模型;针对陷阱问题,提出虚拟障碍物法,以此构成基于碰撞危险度的无陷阱动态航路规划法。仿真结果表明该方法能够有效避免无谓避碰行为和陷阱问题的发生,且无GNRON问题,所得路径也较短且平滑。     

一种无人机路径规划算法研究

指出了飞行器航迹规划与路径规划的区别；提出了一种给定威胁分布下的无人机路径规划算法。根据威胁分布情况构造无人机可能飞行的航路集，用voronoi图表示出来，采用Dijkstra算法搜索威胁分布图，求解粗略最短路径。在粗略最短路径的基础上，应用三次样条曲线和序列二次规划的方法求解最优路径。用Matlab进行仿真验证，证明了算法的有效性。     

基于粒子群优化算法的无人战斗机路径规划方法

对于无人机的路径规划问题,从和机器人路径规划问题的差别入手,通过粒子群优化算法对有限数目的采样航点的优化,使用高次B样条曲线拟合出满足路径最短且威胁最小的无人战斗机的飞行路径。研究了路径规划约束的数学模型、粒子构造方式和粒子的评价适应度函数。通过仿真对目前出现的基于粒子群优化算法的无人机路径的多项式拟合方法和所提出的基于B样条拟合的方法进行了比较。仿真结果表明,使用粒子群算法优化出来的B样条曲线比多项式拟合法和几何方法更加合理有效。     

海流建模及其在路径规划中的应用

对水下航行器进行路径规划时,除了要考虑所规划的路径长度外,还需要考虑所规划路径满足航行器能量消耗约束,其中海流是影响航行器能量消耗的重要因素,为考虑海流对路径规划的影响,这里提出了一种利用B样条曲面对动态海流环境进行建模的方法,并将海流对航行器能量消耗的影响作为约束函数应用到路径规划算法中,使航行器能够在路径的搜索过程中,综合考虑全局路径消耗和能量消耗,寻找能够实现目标函数最优的路径;另外考虑到海流各向异性、时变的特性,对路径规划算法进行改进,使航行器规划路径能够利用海流模型,避开局部湍流,并根据动态海流信息实时对所设计路径进行修正。通过仿真验证,将建立的海流模型应用到路径规划算法后,改进的路径规划算法可以利用海流减少航行器的能源消耗,根据海流的实时变化调整航行路径,航行器满足安全运动条件,并实现在满足能源消耗前提下的路径长度最优。     

一种封闭B样条曲线的扫描线填充算法

给出了一种封闭B样条曲线的填充算法,算法思路与多边形扫描线填充算法思路相似。该算法中使用了水平线与自由曲线的求交算法,水平边的判定方法和给定坐标系下自由曲线极点的判定方法。算法具有较高的效率和广泛的应用价值。     

混合种群RRT无人机航迹规划方法

快速扩展随机树（rapidly-exploring random tree,RRT）无人机航迹规划方法能够快速获得满足约束要求的可行航迹,但是无法获得接近最短航迹的较优航迹。针对航迹的最优性问题,提出了混合种群RRT无人机航迹规划方法。在基于环境势场的RRT算法的基础上,设计了一种种群优化方法,通过引入自优化种群和协同优化种群改善航迹段,使算法同时具有局部和全局寻优能力。在得到航迹节点的基础上,采用B样条曲线的平滑方法生成曲率连续的可跟踪航迹。仿真结果表明,所提算法能够综合考虑无人机航程代价和雷达威胁代价,快速地收敛得到接近最优且满足无人机动力学约束的可行航迹,在不同环境下也能有满意的收敛效率。     

渔网的动态仿真及可视化研究

为提高渔船操作模拟器视景系统的可视化效果,提出并实现了一种基于物理模型的三次B样条插值曲线绘制渔网和手纲的方法;考虑到可视化系统的实时性,通过简化网具系统的几何模型,构造三次B样条插值曲面实现了基于物理模型的B样条插值曲面的渔网可视化;根据视点距渔网的远近分别调用B样条插值曲线和B样条插值曲面方法进行渔网建模,从而既提高了系统的实时性,又保证了绘制渔网的逼真度。     

动态面过失速机动飞行控制律的设计

提出了一种基于B-spline网络和动态面控制方法的过失速机动飞行控制律设计方法。针对飞机气动力和力矩的非线性和不确定性,引入具有学习和记忆功能的B-spline网络,自适应逼近飞机的气动力和力矩,加快参数收敛速度,改善系统的过渡过程性能。动态面飞行控制律消除了Backstepping设计方法中由于对虚拟控制反复求导而导致的复杂性问题。基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统的所有信号半全局一致毕竟有界,并且通过适当选择设计参数,跟踪误差可收敛到原点的一个小邻域内。大迎角过失速机动飞行的数值仿真验证了方法的有效性。     

基于B样条小波有限元IMU结构的模态分析

给出了一种惯性测量单元(IMU)系统结构,建立了整个模型B样条小波有限元模型;研究了一类新的有限元空间,它以B样条小波函数作为有限等参元的形状函数;建立了IMU模型的B样条小波有限元序列,利用B样条小波函数的变尺度特性在不改变网格的剖分下提高分辨率,因此在处理局部应力集中,曲率分布突变边界等应用中具有一定的优势,其结果更接近于实际;最后对系统模型进行了仿真,给出了各个阶次模态值,通过与传统有限元比较发现,小波有限元具有收敛性好、求解迅速和网格划分灵活等优点。     

Bi-cubic B-spline fitting-based local volatility model with mean reversion process

This paper studies the traditional local volatility model and proposes: A novel local volatility model with mean-reversion process. The larger is the gap between local volatility and its mean level, the higher will be the rate at which local volatility will revert to the mean. Then, a B-spline method with proper knot control is applied to interpolate the local volatility matrix. The bi-cubic B-spline is used to recover the local volatility surface from this local volatility matrix. Finally, empirical tests show that the proposed mean-reversion local volatility model offers better prediction performance than the traditional local volatility model.     

ROBUST NONPARAMETRIC REGRESSION BASED ON L_1-NORM AND B-SPLINES

ＲＯＢＵＳＴＮＯＮＰＡＲＡＭＥＴＲＩＣＲＥＧＲＥＳＳＩＯＮＢＡＳＥＤＯＮＬ＿１－ＮＯＲＭＡＮＤＢ－ＳＰＬＩＮＥＳＳＨＩＰｅｉｄｅ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎ...     

债券利率期限结构的构造方法与实证检验

在分析利率期限结构的多种构造方法的基础上,运用上交所国债数据对其中常用的4种构造模型进行较系统的实证对比检验。结果表明,多项式样条法和B-样条法在价格拟合度方面占有明显优势,而N elson-S iegel模型和Svennson模型构造的利率期限结构规范性较好;B-样条法在利率期限结构的拟合精度、曲线光滑性及平稳性方面的综合效果最好。对上交所债券数据的跟踪计算表明,B-样条法算法稳定可靠,能够准确及时地反映国债利率期限结构的变动特征,推荐作为当前债券利率期限结构的构造方法。