基于分布式约束优化的多UCAV协同任务分配

为解决多架无人作战飞机(UCAV)的协同任务分配问题,将多UCAV协同任务分配问题建模为分布式约束优化问题并求解。在考虑UCAV损耗程度、目标价值毁伤和UCAV飞行长度对任务分配的影响下,建立了协同分配的分布式约束优化模型,并针对典型实例进行了仿真,获得了最优的任务分配方案。计算结果表明了模型方法的有效性。     

基于CBBA的多域作战无人系统任务规划方法研究

针对多域作战任务中异构无人系统的分布式任务规划问题,建立考虑时间窗约束、路径受限等情况下的多域作战任务分配模型;基于一致性束算法求解异构无人系统的任务分配问题;采用Bezier曲线和粒子群算法对一致性束算法进行了扩展,将路径规划耦合到任务分配过程中。仿真结果表明,扩展后的一致性束算法可以同步得到无冲突的多域作战无人系统任务分配解和路径规划结果,验证了其在多域作战无人系统任务规划方面的适用性。     

数据链规划问题的贪心算法

数据链是一种汇集通信、导航和识别的综合化战场信息系统。为了保证在960～1215MHz频段工作的各类设备的电磁兼容,数据链的使用必须符合操作约束和协调约束,必须在满足各类约束条件下,根据数据链的作战需求实现网络规划。首先分析了数据链存在的典型约束,在此基础上对数据链规划问题建模并提出了一种数据链规划的贪心算法,算法较好地解决了数据链规划问题。     

卫星数传调度模型研究

卫星数传调度问题是一个具有多时间窗口、多资源约束的优化问题。针对该问题,建立了卫星数传需求模型、任务模型和调度模型。在建模过程中,采用了框架模型形式,把问题中的主要约束封闭于每个数传任务中,这在降低调度模型复杂度的同时,也降低了调度算法设计难度。还提出了调度算法设计思想,并设计了一基于灵活度的调度算法。仿真表明,所建立的模型及算法对解决卫星数传调度问题是可行的。     

分布式仿真中保守同步算法的研究

本文简要介绍了分布式联合怍战模拟系统中消息的分类,并根据Lamport同步算法设计了分布式仿真中时间同步算法,最后针对分布式联合作战模拟系统的特点,设计了分布式聚合级仿真系统中的保守同步算法。     

分布式放大前传中继辅助多用户对等通信中的鲁棒波束成形

针对分布式放大前传中继辅助多用户对等通信系统研究了存在非理想信道状态信息(CSI)时的分布式中继网络(DRN)鲁棒波束成形设计问题。采用统计CSI误差模型,考虑了两种鲁棒优化问题:一是从公平性的角度出发在DRN总发送功率约束下实现多个目的节点间的信干噪比(SINR)平衡;另一是从有效性的角度出发在保证各个目的节点服务质量需求(SINR大于预设门限)约束下最小化DRN总发送功率。对问题的分析和建模表明,在多用户情况下,这两个问题都是难以求解的优化问题。通过引入半定松弛(SDR)思想,将上述两种优化问题转化为可利用内点法有效求解的半定规划(SDP)问题。最后通过仿真验证了所提设计的鲁棒性能。     

分布式多站雷达协同定位功率分配改进凸松弛算法

针对分布式多站雷达协同定位下的功率分配问题,提出一种改进凸松弛的启发式算法。给出了分布式多站雷达定位误差的克劳美罗下界(CRLB),建立功率约束下最小化CRLB迹的功率分配模型。设计了一种改进凸松弛算法,通过迭代修正松弛参数和快速功率调整策略解决非凸优化问题消除松弛带来的误差。仿真实验表明,相对于均匀功率分配算法和基于凸松弛的功率分配算法,改进凸松弛启发式功率分配算法下目标的定位性能更优。     

基于DCSP的编队武器兼容性约束协调

编队武器兼容性约束协调,是一个典型的求解分布式约束满足问题的过程。针对这一特点,建立了编队武器兼容性约束满足问题模型,提出了一种基于异步回溯的分布式约束满足算法。该算法运用异步回溯获得一个初始可行解,然后以作战效能最优为原则增添新的方案,并进行约束一致性检查,最终得到满意的编队武器运用方案。仿真验证了算法的可行性。     

采用组合优化策略求解导管桨参数优化设计问题

建立了新的导管桨优化设计模型。该模型采用试验设计方法(DOE,design of experiment)在设计空间中均匀采样,捕捉整个设计空间中最有效的设计区域,进而用梯度优化算法在有效设计区域中进行优化设计。经计算实例证明:该算法可以辨识各因子对设计目标的影响系数,从而减少导管桨约束优化问题的计算时间,更有效地解决复杂的非线性优化问题。     

陆战平台分布式综合模块化系统架构建模方法

分布式综合模块化系统架构,成为航空应用领域的主流架构和发展趋势.我国空军已进行了分布式综合模块化系统架构研究设计和仿真评估,但缺乏系统级的架构优劣评估.兵器领域已将综合模块化系统架构应用于型号项目中,但在分布式综合模块化架构方面,尚未在具体项目中应用.针对分布式综合模块化系统架构缺乏系统级评估手段的问题,提出一种陆战平台分布式综合模块化系统架构建模方法.根据系统架构评估需求,建立不同层级实体的模型及约束,分别对应陆战平台信息控制系统的业务层、操作系统分区层、模块层、子系统层、系统层;在层级划分的基础上,定义各层级模型的属性;通过对评估指标中的综合度、耦合度进行评估计算,对系统架构建模方法进行验证.系统架构建模方法为系统架构评估提供了一种参考.     

四种智能算法的比较研究

随着智能算法的研究深入,一些新的智能优化算法不断被提出,包括从遗传算法、蚁群算法、粒子群算法、人工鱼群算法等。这些算法都是从自然界的自然生物的特性启发而研究出来的,由于这些算法在求解时不依赖于梯度信息,因而特别适用于传统方法解决不了的大规模复杂问题。通过这些算法的介绍和分析,并通过测试函数测试了四种算法的收敛性、收敛速度和精度,评价了这些智能算法在求解函数优化问题的能力。最后对优化算法今后的发展方向进行了评述与展望。     

轨道优化实时计算的梯度投影下降算法--防空导弹轨道优化的实时计算方法之二

在防空导弹的发射过程中,需要在给定的响应时间内确定最优轨道,导弹沿此轨道在预定的时间飞达预测遭遇点.为了轨道优化的实时计算,构造了一类梯度投影下降算法,并且给出实际应用的具体步骤.对防空导弹运动的一个数学模型的数字仿真结果表明应用这些算法可以达到很高的控制精度.     

一种通用网络通信系统的设计与实现

在TCP/IP协议的基础上,采用合理的软件结构、算法以及对同一主机的多网卡支持,设计了一种可应用于大型分布式处理(如分布式仿真)的多机通信系统,目标是屏蔽诸如IP地址、端口号、套接字等网络通信概念,实现一种通用的进行网络通信实时可靠传输的机制,避免类似程序的重复开发,使网络通信的实现更加容易。应用结果表明,系统使用容易、通用性强,实现了对通信服务的实时传输和可靠传输的支持。     

基于非线性Kalman滤波的导航系统误差补偿技术

针对非线性非高斯导航系统信息处理问题,采用自组织算法、神经网络和遗传算法等改进传统非线性Kalman滤波算法,构建一种自适应的组合导航系统。应用具有冗余趋势项的自组织算法、Volterra神经网络和遗传算法,建立导航系统误差的非线性预测模型,进而计算得到其预测值;将该预测值与Kalman滤波算法求得的估计值进行比较得到差值,以此监测Kalman滤波算法的工作状态;采用自适应控制方法,在导航系统结构层面改进Kalman滤波算法,构建新型的导航系统误差补偿模型。开展基于导航系统KIND-34的半实物仿真研究,应用所提出的改进方法改善了导航系统误差的补偿效果,提高了组合导航系统的自适应能力和容错能力。     

基于NSGA-Ⅱ多目标优化的C2组织设计

把NSGA-Ⅱ算法用于求解C2组织设计问题.分析了C2组织设计常见处理算法在优化目标处理和算法流程两方面存在的问题,给出用NSGA-Ⅱ算法求解C2组织设计问题的算法设置.把NSGA-Ⅱ这样一种多目标优化算法引入C2组织设计问题,改变了以往研究此类问题时只能定义单个指标的情况,使领域专家能定义和研究新的优化目标.针对C2组织设计问题的特性做了调整后,实验结果数据表明NSGA-Ⅱ可以迅速地同时得到高质量和富有启发性的一群优化结果.     

二元混压式超声速进气道性能预估及优化设计

建立了具有一定精度的、简洁的二元混压式超声速进气道总压恢复、流量系数、附加阻力系数、唇口波阻系数和有效动能效率等性能预估模型 ;并分析了进气道的压缩板角、进口高度、进口高宽比等几何参数对其性能的影响。对所建立的各优化设计模型 ,利用模拟退火算法进行寻优计算。     

Markovian approximation for manufacturing systems of unreliable machines in tandem

This paper studies production planning of manufacturing systems of unreliable machines in tandem. The manufacturing system considered here produces one type of product. The demand is assumed to be a Poisson process and the processing time for one unit of product in each machine is exponentially distributed. A broken machine is subject to a sequence of repairing processes. The up time and the repairing time in each phase are assumed to be exponentially distributed. We study the manufacturing system by considering each machine as an individual system with stochastic supply and demand. The Markov Modulated Poisson Process (MMPP) is applied to model the process of supply. Numerical examples are given to demonstrate the accuracy of the proposed method. We employ (s, S) policy as production control. Fast algorithms are presented to solve the average running costs of the machine system for a given (s, S) policy and hence the approximated optimal (s, S) policy. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 48: 65–78, 2001     

多传感器数据融合算法综述

数据融合就是利用多传感器的协合效应来提高系统效率,它是现代Ｃ３Ｉ作战系统的关键技术之一．阐述了多传感器数据融合的特点、分布检测、空间、属性融合、态势评估和威胁估计算法,并同时介绍一些关键课题．     

基于活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法

针对车载自组织网络(VANETs)中节点移动速度快、节点任务分布不均、网络拓扑结构不稳定等特点,提出了一种基于节点活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法GATRA(goal-oriented routing algorithm based on activity and task)。该算法根据当前运动节点的运动方向与目标节点的关系,以及任务饱和程度,综合考虑采用消息携带还是转发策略,以节约传输平均时延。在选择中继节点时,综合考虑邻接节点的位置、运动速度和方向等影响因素,设计节点活跃度的计算方法,作为选择中继节点的策略,从而提高了消息传输的成功率。仿真结果表明,与当前典型的VANETs路由算法相比,GATRA算法在传输成功率和平均延迟时间上具有较大提升。     

基于能量分级和位置预测的高效路由算法

针对车载传感器网络节点移动速度快、网络拓扑结构不稳定、终端传感器节点能量不确定性等特点,提出了一种能量分级和位置预测的高效路由算法ERLP(Energy Rank and Location Prediction based routing)。该算法根据具有不同能量等级的节点将消息传递距离的不同选择那些能量高的节点作为中转节点,并结合节点的分布区域和当前速度,尽量将多个消息副本传递给覆盖不同方向的节点,避免消息传递的局部性。仿真结果表明,与当前典型延迟容忍网络的路由算法相比,ERLP算法在传输成功率、平均延迟时间上具有较大提升。