环状给水管网优化设计的一种综合方法

提出了一种环状给水管网优化设计的综合方法.这一方法以环状管网年费用(或投资)最小为目标函数,将二次正交旋转回归设计、二次规划和线性规划有机的结合在一起,较好的解决了环状管网的优化设计计算问题.在这一方法中,用二次正交旋转回归设计确定环状管网管段流量分配方案,用线性规划模型计算每一流量分配方案管网的年费用,建立管网的管段流量与年费用之间的二次多元回归方程;以这个二次多元回归方程为目标函数,用二次规划方法确定管网的管段流量分配最优方案;根据最优流量分配方案,用线性规划模型确定管网的最优设计方案.算例表明这一方法是可行的,可用于单水源泵站加压管网和重力管网的优化设计.     

网中水塔树状给水管网优化设计

在考虑了二级泵站分级供水的基础上，把整个管网系统作为一个整体，根据水塔在管网中的位置，分别建立了两类网中水塔树状给水管网优化设计的数学模型。应用所提出的优化模型，在保证管网各节点流量压力条件下，可确定管段尺寸，水塔高度及泵站扬程最优值，使管网系统年费用最低。由于优化模型为线性规划模型，便于计算机求解。这一方法也可推广应用到网前和对置水塔树状给水管网系统的优化设计中去.     

Orthogonal genetic algorithm for solving quadratic bilevel programming problems

A quadratic bilevel programming problem is transformed  into a single level complementarity slackness problem by applying  Karush-Kuhn-Tucker (KKT) conditions. To cope with the complementarity  constraints, a binary encoding scheme is adopted for  KKT multipliers, and then the complementarity slackness problem  is simplified to successive quadratic programming problems,  which can be solved by many algorithms available. Based on 0−1  binary encoding, an orthogonal genetic algorithm, in which the orthogonal  experimental design with both two-level orthogonal array  and factor analysis is used as crossover operator, is proposed.  Numerical experiments on 10 benchmark examples show that the  orthogonal genetic algorithm can find global optimal solutions of  quadratic bilevel programming problems with high accuracy in a  small number of iterations.     

离散Markov跳变线性系统最优控制

针对离散Markov跳变系统,研究其最优控制问题。首先确立一个二次型代价函数,然后运用随机贝尔曼动态规划法,结合Markov跳变系统特性求解贝尔曼方程,获得了完全状态信息情形下Markov跳变系统的最优控制器和黎卡提差分方程;进而将其推广到不完全状态信息情形,利用观测向量获得状态的后验概率密度函数,推导了最优控制器的解析结构和相应的求解算法;最后通过数值仿真验证了所得控制器的有效性。     

多操纵面交叉耦合的SQP控制分配策略

针对多操纵面飞机交叉耦合效应下易产生虚拟控制误差和舵效中和等问题,提出了一种基于改进序列二次规划的控制分配策略。以操纵面偏量为参数构建优化目标,基于舵效线性假设分别研究了基于线性规划和二次规划的多操纵面线性控制分配方法。进一步考虑非线性交叉耦合效应,分别建立了序列线性和序列二次规划的交叉耦合控制分配模型,并设计了改进的Hessian矩阵,以实现序列二次规划的优化求解。仿真表明,基于改进序列二次规划的控制分配策略能够合理地利用所有交叉耦合操纵面实现非线性分配,优于线性规划、二次规划和序列线性规划控制分配方法。     

伪凸二次规划的最优解集

寻找数学规划问题的多个最优解乃至最优解集是一项有理论价值和实践意义的工作,因为决策者可以从多个最优解中挑选其满意的最佳方案。然而,目前有关寻求非线性规划问题多个最优解的研究还比较少见且存在局限性。研究了伪凸目标函数的二次规划问题,首先提出和证明了最优解集的特征,然后借助于求解带有人工变量的辅助线性规划全部最优解的方法,提出了伪凸二次规划有唯一最优解的条件,并在不满足该条件的情况下,通过寻找辅助线性规划的最优解集以获得伪凸二次规划的最优解集。最后给出了两个算例以说明方法的有效性。     

QUADRATIC REPRESENTATION FOR ROADWAY PROFILE THAT MINIMIZES EARTHWORK COST

Roadway design usually involves choices regarding grade selection and earthwork (transportation) that can be solved using linear programming. Previous work considered the road profile as series of interconnected linear segments. In these models, constraints are included in the linear programming formulation to insure continuity of the road, which cause sharp connectivity points at the intersection of the linear segments. This sharp connectivity needs to be smoothed out after l;he linear programming solution is found and the earth in the smoothed portion of the roadway has to be moved to the landfill. In previous research, the smoothing issue is dealt with after an optimal solution is found. This increases the work required by the design engineer and consequently increases the construction cost; furthermore, the optimal solution is violated by this smoothing operation. In this paper, the issue of sharp connectivity points is resolved by representing the road profile by a quadratic function. The continuit     

基于多变量优化的恒定应力加速退化试验设计

为了实现高可靠长寿命产品加速退化试验的高效开展,提出一种可以同时优化加速应力水平、各水平下试样数、各水平测试时间等多个试验设计变量的恒定应力加速退化试验优化设计方法。基于Wiener过程与阿伦尼斯模型建立加速退化模型,以可靠寿命估计精度为目标函数,以试验总经费为约束条件,应用遗传算法搜索最优试验方案,并通过敏感性分析确定优化方案的有效性。以某碳膜电阻器为对象开展加速退化试验优化设计的实例分析来证明所提方法的合理性。敏感性分析结果表明,所提方法的优化结果具有良好的稳健性。     

离散时变系统迭代域最优学习控制

针对线性时变离散系统，首次提出并研究了迭代域内线性二次型最优迭代学习控制问题。所得到的迭代学习控制方法在迭代域内是保性能最优的，其学习率不需主观选取，学习速度可通过改变性能矩阵参数进行调节。     

基于天然气管网的可压缩流模型与应用

基于天然气管道网络的实际数据，通过改进的最小费用流规划模型，提出并构建了一种“以销定产”的天然气管网优化输送模型，并计算得出优化输送方案。研究过程发现，“近似模拟”和“类比优化”是一般常用的两类可压缩流优化方法，计算结果表明了应用规划模型解决可压缩流问题的有效性，同时也有别于一般常用方法。     

SENSITIVITY ANALYSIS IN BILEVEL LINEAR PROGRAMMING

1.IntroductionMultilevelprogrammingmodelsdescribesdecisionmakingsituationswhereahierarchyexists.Inabilevelsystem,thedecisionofthehigherlevel(leader)mayaffectthechoiceofstrategyavailabletothelowerlevel(follower)whoattemptstooptimizehisobjectivefunction.Inthissystem,theleaderalsoconsidersthefollower'sresponsewhichisbasedonoptimizingthefollower'sobjectivefunction,forinstance,see[1].Asanextensionandavariationofmathematicalprogramming,multilevelprogrammingwasfirstintroducedbyCandlerandTownsley[2].…     

基于序列锥规划的MIMO雷达正交连续相位编码波形设计

提出了一种基于序列锥规划的多输入多输出雷达正交连续相位编码波形设计方法,以最小化发射信号的自相关峰值旁瓣电平和互相关峰值电平为目标函数,利用序列锥规划在每一个迭代点对其进行一阶泰勒近似,将原问题转化为一系列二阶锥规划子问题,以便采用原对偶内点算法进行有效求解;为了进一步提高算法的优化性能,对相位增量的门限进行线性变化约束。仿真表明,发射阵元个数和编码长度一定时,所提方法设计的正交波形性能明显优于现有方法,而且该方法能够对正交波形的自相关峰值旁瓣电平和互相关峰值电平分别进行定量控制,以便兼顾两者的性能指标,因而在波形设计时更具灵活性。     

A quadratic objective penalty function for bilevel programming

The bilevel programming is applied to solve hierarchical intelligence control problems in such fields as industry, agriculture, transportation, military, and so on. This paper presents a quadratic objective penalty function with two penalty parameters for inequality constrained bilevel programming. Under some conditions, the optimal solution to the bilevel programming defined by the quadratic objective penalty function is proved to be an optimal solution to the original bilevel programming. Moreover, based on the quadratic objective penalty function, an algorithm is developed to find an optimal solution to the original bilevel programming, and its convergence proved under some conditions. Furthermore, under the assumption of convexity at lower level problems, a quadratic objective penalty function without lower level problems is defined and is proved equal to the original bilevel programming.     

基于分数布朗运动驱动的银行货币存贮网络模型系统风险和最优控制的研究

从银行间货币流动的动力学角度出发,提出了一个由分数布朗运动驱动的并且有中央银行参与的银行货币存储网络模型.每家银行以特定的比率从其他银行拆借货币,并在一定的情况下可以向中央银行拆借资金,但由此会产生借贷成本.系统中银行的货币存储满足文中给出的随机微分方程,计算并给出了系统风险指标——总体破产概率,系统活动总量的数学表达式,通过线性二次型控制方法,求得银行向中央银行拆借资金的最优成本.     

0-1整型规划的Hopfield神经网算法分析

提出了0-1整型线性和二次型规划(0-1ILQP)的Hopfield神经网的解法.即将0-1ILQP的目标函数和约束条件用罚函数的方法写成能量函数形式,然后利用Hopfield神经网求解出该能量函数的全局最小点,从而求解出原0-1ILQP的最优解.最后,作为一个算例,给出了此方法在优化卫星任务规划中的成功应用.     

公交网络车费设定问题的Stackelberg博弈模型

对城市公交网络系统车费的合理设定问题进行了研究分析,考虑到乘客对公交收费变动会作出相应的反应,从而改变网络上乘客的流量分布,运用Ｓａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈理论,将这一问题描述为一个两级数学规则问题,在一定的公交网络收费结构下,乘客在网络上的流量分布可由随机用户平衡分配模型进行估计,鉴于两级规划问题的非凸性,提出了基于灵敏度分析的启发式算法,最后,给出一个仿真算例说明本文提出的模型和算法的合理性。     

随机多需求环境下远程中继保障网络设计优化问题建模与求解

为保障海域安全稳定, 当远海海域发生紧急安全问题时, 需要派遣飞机从大陆保障基地出发进行远程支援。本文研究了在随机多需求环境下, 中继保障网络的最优化设计问题, 给出了规范化的问题描述以及问题的混合整数规划模型, 根据事发点发生意外事件的频率以及保障需求量作为需求的权重建立目标函数。模型以中继保障点的位置以及最优支援路线作为决策变量, 以保障资源作为约束条件, 实现了连续与离散相结合的选址方法来优化中继保障点, 并运用几何近似方法将模型中的欧式距离非线性约束转化为线性约束。所建模型可应用数学模型建模语言和求解器进行最优化求解, 直接获得多种不确定需求环境下的期望最优网络设计及支援路径。基于给定的3种任务类型, 经过模拟案例验证, 所建立模型可满足对实际规模的中继保障网络优化设计。     

有色观测噪声下的多变量设置调整策略

针对存在初始设置偏差的离散的多变量生产制造过程，研究了观测噪声服从Auto-Rgressive （AR）模型的情况下，考虑调整花费成本为二次型函数时的设置调整问题，在建立过程状态空间方程的基础上，利用卡尔曼滤波方法在线估计过程的状态变量，根据随机二次型最优控制理论，得到了使过程质量损失最小的最优调整策略. 通过算例解释了最优调整策略的实现方法，并进行了仿真验证，结果表明，得到的调整策略与观测噪声为白噪声时的质量调整策略相比，能更好地减少过程总体质量损失.     

随机线性二次最优控制在投资组合中的应用

提出一类随机线性二次最优控制问题,给出了一个新的随机黎卡提方程,若此方程有解,就可以得到系统的最优反馈控制;作为其应用,讨论了连续时间的均值-方差投资组合选择问题,其目标是投资组合的最终收益最大,风险最小,通过"嵌入"方法将其转化为随机线性二次最优控制问题,并在非自融资的条件下,得出最优证券组合;最后将其理论应用于实例分析.     

电机-泵复合控制作动系统的建模与分析

设计了一种新型功率电传作动系统——电机-泵复合控制作动系统。论述了其设计思想和工作原理，建立了各个子系统的动态方程和整个系统的模型，并对模型加以合理的简化，对线性系统，运用二次型理论对系统加以优化设计，对非线性系统，采用了传统的PID控制。用MATLAB仿真，结果表明所设计的复合控制作动系统的方案可行性，控制策略具有良好的动态性能，对下一代作战飞机机载作动系统的研制具有实际指导意义。