切向加速度与弦误差约束的CNC系统时间最优轨迹规划

针对计算机数控(CNC)系统给定参数化路径, 给出了一种求解时间最优轨迹规划问题的凸优化方法. 轨迹规划问题考虑切向加速度约束与弦误差约束. 通过建立两种约束下的状态容许空间, 分析约束对时间最优轨迹的影响. 通过非线性变量代换, 时间最优轨迹规划问题被表述为一个与时间无关的凸最优控制问题. 基于控制向量参数化(CVP)方法, 问题被进一步转化为易于求解的凸优化问题. 以路径参数对时间的二阶导数(参数加速度)为优化变量, 序列二次规划(SQP)方法获得问题数值解. 文末通过求解两个测试路径的时间最优轨迹规划问题, 验证方法的有效性.     

带落角约束的再入机动弹头的变结构导引律

针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律.该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响.通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探讨了利用遗传算法离线优化制导参数的可行性,检验了最优制导参数的制导效果对不同初始状态偏差的敏感性.仿真结果表明,与最优导引律相比,变结构导引律具有较强的鲁棒性,在干扰影响下仍能保持较高的制导精度.     

雷达下视环扫成像分辨率研究

雷达下视环扫成像作为一种特殊的成像方式,可在较大地域范围对感兴趣的目标快速成像,继而对飞行器定位并精确制导.对下视环扫DBS和环扫SAR两种成像模式进行了分辨率研究,纠正了一些文献在DBS分辨率计算时存在的混淆;对两种环扫模式的理论方位分辨率进行了比较;建立了飞行器末段环扫成像参数的优化模型,给出优化方法.分析了不同环扫模式的适用性,并指出相比全程环扫SAR模式,高程环扫SAR+低程环扫DBS的成像模式可为定位增加信息量,但改善量不大.     

SMFSIA/CAG快速计算二维分形粗糙面的电磁散射特性

应用稀疏矩阵平面迭代/规范网格法(sparse-matrix flat-surface iterative approach and canonical grid method,SMFSIA/CAG)快速计算了二维分形粗糙面的电磁散射特性。在SMFSIA/CAG中,基于迭代法的原理,通过加快迭代收敛速度和加速矩阵向量积两个方面对该算法进行了改进,推导了关于平面展开的高阶泰勒级数展开公式,并对近场相关距离和泰勒级数展开阶数对算法效率的影响进行了分析。SMFSIA/CAG的应用降低了计算量,实现了对二维分形粗糙面电磁散射特性快速、准确地仿真计算。     

基于模式搜索的类电磁算法求解约束优化问题

针对约束优化问题,提出了一种基于模式搜索的类电磁算法。引入了粒子的违反度函数,将约束优化问题转化为双目标无约束优化模型来求解;提出了双目标模型中粒子的电荷和受力的计算公式,引导不可行粒子转化为满足约束条件的粒子;为了提高算法的搜索能力,结合模式搜索算法改进种群中的粒子,为类电磁算法提供了有效的局部信息。与以往算法仿真结果相比,新算法具有性能好、较稳定的优点。     

载体运动学辅助的双轴旋转调制惯性导航算法

为提高车载捷联惯导系统的导航精度,提出一种载体运动学约束辅助双轴旋转调制的惯性导航算法。建立了惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)旋转的载体运动学约束模型,设计了32次序转位方案,在实现惯性器件误差自补偿的同时提高了系统可观测度,从而将提高了可观测度的载体运动学约束导航与旋转调制导航结合,进一步提高了导航精度。进行了4 000 s静止条件下的导航试验,结果证明此方法可以有效提高定位精度,水平定位精度和高度精度分别比双轴旋转调制导航提高48.2%和80.3%,比载体约束辅助导航提高85.1%和89.9%。最后通过车载实验验证了该方法的有效性。     

多级汽车装配车间的集成排产优化模型

为了研究多级汽车装配车间的多目标集成排产优化问题,详细讨论了涂装车间的颜色批量约束以及总装车间的空间间隔约束,证明了空间间隔约束是能力约束的充分条件,在此基础上分别给出了无辅助工人和有辅助工人参与情况下的空间间隔约束不等式。以同时优化涂装车间调整费用和总装车间辅助工人费用为目标,建立了一类整数规划数学模型。采用模型非线性约束线性化的方法并结合运用优化软件对模型进行求解。最后通过仿真实例,验证了该方法的可行性和有效性.     

局部邻域搜索在对地观测卫星任务规划中的应用与扩展

任务规划作为一项重要技术,已经广泛应用于卫星的星载与地面控制系统中,以提高卫星任务执行的鲁棒性、可预测性和高效性。描述了对地观测卫星任务规划问题及特点,给出了对地观测卫星任务规划的一般处理过程。针对约束规划中的局部邻域搜索算法不能有效反应对地观测卫星成像的时效性和分辨率等需求的问题,提出了基于动态优先级的局部邻域搜索算法。算法在经典约束满足问题求解算法的基础上,主要扩展了任务优先级的定义及在搜索过程中的启发式。通过典型的仿真算例,验证了算法的可行性和有效性。     

基于约束投影的多工序板料成形自动定位

提出了一种嵌入于多任务提交管理工具框架中的基于网格投影约束的快速自动定位方法． 在当前工序提交求解器计算之前,利用前一工序生成的真实成形结果替代初始板料,调整当前工序中工具与板料之间的位置关系,从而使工具获得理想的初始定位． 与其他多工序数值成形模拟过程所用的定位方法相比,该方法计算时间短,稳定性好,且不影响计算结果的精度,并能有效地解决在数值模拟过程中碰到的带有垂直壁的工具引起的定位问题． 通过某汽车侧围的多工序成形数值模拟,验证了文中方法的可行性．     

混合整数非线性规划问题的全局最优性条件

近年来混合整数非线性规划问题的应用非常广泛。本文给出了带界约束的混合整数非线性规划问题全局极小点的必要条件,包含连续优化和离散优化问题。同时得到了带界约束的混合整数非线性规划问题的充分全局最优性条件。所针对的优化问题的目标函数只需要是二次连续可微的。如何目标函数的二次的,所得的最优性条件非常容易验证。我们给出了数值例子以说明全局最优性条件的意义。