卫星编队构型设计可视化系统

为实现更自然的卫星编队构型设计,采用OSG(Open Scene Graph)技术建立了卫星编队飞行轨道构型设计过程三维显示场景。虚拟现实技术使抽象的理论设计可视化,实现了虚拟环境下的人机对话。基于HLA(High Level Architecture)下的RTI(Run Time Infrastructure)通讯协议平台,确保了交互通讯的流畅性。采用语音识别、数据手套、图像识别等多种人机交互模式,解决了鼠标键盘操作的枯燥性,让使用者产生沉浸感,满足了不同使用者的操作要求,降低工作人员的疲倦感。     

基于最优评价的改进自适应粒子群算法

在求解高维空间中复杂多峰函数的优化问题时,传统的粒子群算法在收敛速度和局部搜索能力等方面表现出严重不足。针对这些问题,提出了一种基于最优评价的改进自适应粒子群算法(IAPSO),引入了改进的速度迭代公式,利用对每次迭代后种群的一系列最优值的评价来控制惯性权重的增幅,并设置对速度和位置的变异机制来防止搜索陷入局部最优。相关实验表明,在对高维空间中的复杂多峰函数进行优化求解时,改进粒子群算法IAPSO的表现比常规粒子群算法更加优越。     

求解约束优化问题的改进粒子群算法

针对高维复杂约束优化问题,提出了一种基于平滑技术和一维搜索的粒子群算法(NPSO)。该算法使粒子的飞行无记忆性,结合平滑函数和一维搜索重新生成停止进化粒子的位置,增强了在最优点附近的局部搜索能力;定义了不可行度阈值,利用此定义给出了新的粒子比较准则,该准则可以保留一部分性能较优的不可行解微粒,使微粒能快速的找到位于约束边界或附近的最优解;最后,为了扩大粒子的搜索范围,引进柯西变异算子。仿真结果表明,对于复杂约束优化问题,算法寻优性能优良,特别是对于超高维约束优化问题,该算法获得了更高精度的解。     

求解约束优化问题的动量粒子群算法

为解决约束优化问题,提出使用双可行域吸引子策略改进动量粒子群算法。该算法只需初始种群中有一个粒子位于可行域内,随着搜索过程的进行,整个种群自动进入可行域内搜索。一方面,在搜索过程早期,由于可行域内粒子少,所有粒子移向相同的吸引子,整个种群迅速进入可行域内。另一方面,随着进入可行域粒子的增多,由于每个粒子使用距本身最近的可行域吸引子,较好地维持了种种群的多样性,避免早熟现象的发生,使算法具有较好的寻优性能。与国际上当前解决约束优化问题的粒子群算法在4个标准约束优化函数上测试比较,实验结果表明本算法取得的最优值要优于其它粒子群算法。

Abstract：

The strategy that two good positions in feasible region worked as attractors was incorporated into momentum particle swarm optimization algorithm in order to resolve constrained optimization problems. The resulting algorithm only requires that one of the initial particles is in the feasible region, and then all particles in the swam automatically move into the feasible region. On the one hand, in the early iterations few particles appear in the feasible region and hence all particles move toward the same attractors, so the particles soon enter into the feasible region. On the other hand, as the number of particles in the feasible region increases, each particle adopts the most near attractor so that each particle has different attractor. Therefore, the algorithm maintains the diversity of the population, alleviates the premature, and hence achieves good performance. The algorithm is compared with other particle swarm optimization algorithms on four benchmark functions. The experimental results show that the solution of the algorithm is better than that of others.     

求解TSP 问题的离散粒子群优化算法

以旅行商问题为例,提出了一种离散粒子群优化算法,根据优化问题及离散量的特点,对粒子的位置、速度等量及其运算规则进行了重新定义,为抑制早熟停滞现象,为粒子和粒子群分别定义了个体多样性和微观多样性,算法中定义了排斥算子来保持粒子群的多样性,使用高效的学习算子来提高算法的局部求精能力,使算法在空间探索和局部求精间取得了很好的平衡,与领域中的其它典型算法进行了仿真比较,结果表明,离散粒子群优化算法具有很好的性能.     

求解双层规划模型的粒子群优化算法

首先对粒子群优化算法作了改进,然后提出采用改进的粒子群优化算法并借助分层迭代的思想来求解双层规划模型,进而提出并描述了求解双层规划模型的一种通用的有效算法.最后,通过实验研究和对比分析验证了文中算法的有效性.     

基于改进粒子群算法的卫星数传任务调度

建立了卫星数传任务调度模型,讨论了约束条件和调度目标.设计了一种自适应规模粒子群算法,该算法采用基于星地可视时间窗的十进制编码,各粒子编码表示不同可视时间窗内可分配数传作业的概率.在迭代过程中根据粒子群整体差异度动态调整种群规模,删除部分差异度小的粒子,同时增加新粒子以保证种群多样性.通过实例仿真表明,自适应规模粒子群算法在解决卫星数传任务调度问题中具有调度结果优、收敛速度快等优点,并对算法的控制参数取值进行了分析.     

协同粒子群-模拟退火算法求解VRPSPD问题

研究逆向物流车辆路径(VRPSPD)问题,建立了VRPSPD问题的混合整数规划模型.利用启发式算法的特点构造求解VRPSPD问题的一种协同PSO_SA算法,设计了该算法初始种群的编码规则、信息交换策略、2-opt邻域解生成策略和SA算法中的冷却进度表规则.实验过程以典型算例为例进行了实验,并对重要参数进行了分析.实验结果表明,该算法对于求解VRPSPD 问题,可以有效提高车辆的负载使用率,避免因负载波动和最大负载能力约束而增加车辆总行程,在可以接受的迭代次数限制内可以收敛到满意解.     

粒子群算法在季节性商品最优定价中的应用

基于最小期望损失的角度建立最优定价模型,并引入粒子群算法予以求解。结合具体算例,根据不同库存量s及库存量s和折扣价φ的不同组合,分别获得达到最小期望损失cs(ω*)的最优定价ω*。对仿真结果的分析表明:粒子群算法获得的结果能很好地解释所建模型及经济现实,并为季节性商品的销售商制定最优销售价格和折扣价格提供决策依据。     

双尺度变异离散粒子群算法求解背包问题

针对传统离散粒子群算法求解背包问题早熟收敛、精度低等缺点提出一种解决背包问题的双尺度变异离散粒子群算法.利用对当前最优解进行双尺度速度变异,可以实现提高算法局部最优解搜索能力的同时,保持算法的全局搜索能力和逃出局部极值的能力.在算法初期利用粗尺度速度变异可使粒子快速定位到最优解区域,算法后期则通过逐渐减小的细尺度变异可提高算法最优解的精度.粒子位置初始化过程中,把采用贫心策略所得的结果作为一个粒子的初始位置.将改进算法与其他算法比较证明该算法不仅能够有效解决其他算法搜索能力差的问题,同时还提高了最优解的精度和收敛速度.     

基于PSO的方案阶段修理级别优化方法

提出一种方案阶段装备修理级别的优化方法,在缺少系统外场可更换单元构型信息的情况下,对基层级和基地级多个保障站点的送修比进行优化设计。首先分析方案设计阶段修理级别优化建模影响因素,包括装备可用度和维修费用;然后建立可用度和期望备件短缺数的转化关系,以系统库存短缺期望为目标函数,以维修费用为约束,构建修理级别的优化模型,用粒子群算法求解优化模型,并设计算法;最后以某装备的修理级别分析为例,验证模型的正确性和算法的有效性,充分证明了在方案阶段实施修理级别的优化设计,对后续阶段装备及其保障系统的设计和分析都具有重要的指导作用。     

基于改进二维随机游动的跟踪区域列表优化

在无线网络架构中,移动性管理包括位置管理和寻呼过程,是为用户提供网络服务的一项重要保障.目前已有的位置管理中跟踪区列表部署方案大多数没有考虑到用户的实际运动轨迹,在网络架构中造成大量的位置管理信令浪费.本文构建了一个基于用户运动轨迹的二维随机移动模型,并基于常规马尔可夫链和带有吸收态的改进马尔可夫链预测方案分析移动性管...     

基于平方根UKF的双星编队相对状态自主确定

基于AFF技术,提出了一种利用类GPS敏感器进行星间测量的双星编队相对状态自主确定算法。该算法以双星编队相对轨道和相对姿态运动方程为状态方程;为消除系统误差和钟差的影响,用同一卫星不同接收天线之间的伪距观测值的单差来构造测量方程;为保证协方差阵的正定性,提高计算精度和速度,应用平方根UKF滤波方法进行双星编队相对状态的自主确定。仿真结果验证了所给出方法的可行性和有效性。     

基于改进PSO的保障性社区公共服务设施配置空间优化研究

近年来,房地产价格持续快速上涨,居民住房问题日益突出,为了缓解中低收入居民住房问题,政府兴建了大批保障性社区.而当前保障性社区公共服务设施普遍存在配置不完善,供给滞后,低效与供给过剩同时存在的问题,导致人口入住过程缓慢,入住率低.这不仅影响到居民的生活质量,同时也影响到保障效果的实现及和谐社会的构建.文章以上海市保障性社区为研究对象,在多目标约束条件下,构建了可以清晰表达保障性社区公共服务设施配置空间的多目标微粒群算法(particle swarm optimization,PSO)优化模型,并基于所构建模型,实证分析保障性社区公共服务设施配置优化模拟,在此基础上求出了公共服务设施最优配置方案,这对于提高保障性社区公共服务设施配置的科学性和合理性,完善社区公共服务设施的配置理论,具有较大的理论意义和实践意义.     

编队干涉SAR系统空间构形倾角确定准则研究

基于直角坐标系三维相对位置表示系统空间基线,提出了编队干涉SAR系统的构形倾角选择原则.以编队系统相对运动特性为出发点,从InSAR成像几何角度建立了编队干涉SAR系统高程测量模型并推导了系统高程测量误差影响模型.进而,给定空间基线各分量测量误差,在有效基线和投影基线固定情况下分别推导了系统构形倾角与高程测量误差的关系并进行了理论分析.数学仿真结果表明:当系统有效基线长度固定时,可以近似认为系统构形倾角不影响高程测量精度;当系统垂直于飞行轨迹向投影基线固定时,取系统构形倾角近似等于雷达波束中心视线角可以使基线测量误差对高程测量精度影响最小.     

定期保障模式下舰船编队携行备件配置优化

舰船编队海上任务期间,需要制定合理的携行备件方案以提高装备的战备完好性.针对海上定期保障模式下,将多层级复杂装备结构等效为单层级,提出一种备件需求分析与配置优化的近似方法,根据系统可靠性理论,建立了多阶段任务下的装备可用度评估模型,采用基于补给周期的分段求解方法.通过算例,采用边际优化算法得到携行备件优化方案,对模型结果进行了仿真验证,结果表明:模型计算结果与仿真结果吻合,两种取整方式下的方案费效比相当,采用定期保障模式能够提高备件供应效率,进一步增强备件方案的鲁棒性.     

脉冲测量雷达卫星标校的实现

针对轴系误差标定是脉冲测量雷达使用维护的重要内容,是确保其测量精度的主要手段。介绍了脉冲测量雷达轴系误差的卫星标定方法,给出了标校模型和一种基于最速下降法的迭代算法,结合某雷达的精度鉴定进行了应用研究。结果表明,卫星标定方法完全可行,可以避免常规标定方法所涉及的大量人工参与,标校结果更为客观、真实、可信,并分析了卫星标校方法的使用条件。     

编队飞行最优相对轨迹生成与跟踪控制

燃料消耗和对参考轨迹的跟踪误差是编队任务的主要关注因素,为尽量节省燃料且减小跟踪误差,需要设计合理的参考轨迹与跟踪控制算法。为此,首先推导描述星间相对运动的完整动力学方程以及对参考轨迹的跟踪误差方程,基于完整相对动力学模型的无摄动形式,利用LGR(Legendre Gauss Radau)法将最优轨迹规划问题转化为非线性规划问题,使其可以数值求解;进而设计了带极点配置的H∞控制器,通过将系统闭环极点配置到左半复平面的合适区域,可以得到满意的跟踪误差同时维持合理的燃料消耗,在存在地球引力摄动、空间环境扰动以及主星轨道机动的情况下,能够完成对期望轨迹的跟踪。仿真结果显示了结果的有效性。     

Application of multi-outputs LSSVR by PSO to the aero-engine model

Considering the modeling errors of on-board self-tuning model in the fault diagnosis of aero-engine, a new mechanism for compensating the model outputs is proposed. A discrete series predictor based on multi-outputs least square support vector regression (LSSVR) is applied to the compensation of on-board self-tuning model of aero-engine, and particle swarm optimization (PSO) is used to the kernels selection of multi-outputs LSSVR. The method need not reconstruct the model of aero-engine because of the differences in the individuals of the same type engines and engine degradation after use. The concrete steps for the application of the method are given, and the simulation results show the effectiveness of the algorithm.     

卫导辅助下的舰船捷联惯导航行间粗对准方法

针对舰船捷联惯导在行进间难以实现自主的粗对准,研究了在动基座下的舰船捷联惯导的粗对准,提出了一种采用全球定位系统(global position system, GPS)辅助舰船捷联惯导系统在运动中实现粗对准的方法。该方法利用GPS获得的位置信息,通过对捷联惯导基本方程的数值积分,计算捷联姿态矩阵。相比于借助外测速度实现粗对准,该方法借助GPS获得的位置信息实现粗对准,不需要装备多普勒测速仪。因此,该方法成本更低、具有实用性。经试验验证,该方法能使舰船捷联惯导在航行间快速的计算出初始捷联矩阵,满足姿态误差角小于1°的精度要求。