基于NSGA-Ⅱ的防空部署优化方法

针对防空部署的特点,根据Markov状态转移链建立了防空武器的防御效能模型,并在考虑了防空武器平均防御总成本的基础上结合防御效能模型建立了多目标的防空部署优化模型,进而设计了求解防空部署优化模型的NSGA-Ⅱ多目标优化算法,并通过仿真得到Pareto最优解集,从中选取了相对最优解作为防空部署优化的最终结果.仿真结果表明...     

基于GDOP的多基地雷达布站优化研究

以BLUE算法和GDOP为基本定位算法和精度分析工具,评估多基地雷达的定位性能,建立以GDOP最小值最小和有效监控区最大为目标的多基地雷达布站优化模型.仿真结果表明,通过以下措施可提高定位性能:①增加收发站总数;②采取扇形方式布站;③优先增加部署接收站;④交替部署收发站;⑤通过优化模型优化扇形布站分布角总和.     

基于离散化模型的雷达优化配置与部署方法

雷达优化配置与部署问题存在模型复杂的问题,很难对其进行优化.提出了一种基于网格的离散化模型.雷达配置与部署的方案、雷达网对防区的覆盖能力以及雷达布站的约束条件都分别通过网格和矩阵进行了定量描述,在此基础上,建立了雷达优化配置与部署问题的数学模型.这样就可以采用模拟退火算法对该问题优化.仿真实验证明了该方法的有效性和可行性.     

喷嘴结构对高压水射流影响及结构参数优化设计

喷嘴是产生高压水射流的关键部件,其结构形式对射流动力学性能有很大影响。以圆柱形喷嘴为对象,进行喷嘴结构对高压水射流的影响分析及结构参数优化设计。采用两相流计算流体力学模型进行喷嘴内外的射流流场分析。为节省计算资源,在优化设计时引入Kriging代理模型替代计算流体力学模型。分别采用改进的非劣分类遗传算法和基于分解的多目标进化算法进行单目标和多目标优化设计。研究结果表明:直线型喷嘴总体性能较优,凹型喷嘴的次之,凸型喷嘴性能最差。以直线型喷嘴为设计对象,以射流初始段长度和流量为目标,得到了单目标和多目标优化设计结果。单目标优化时,两个指标较基准外形分别提高14.71%和27.56%。多目标优化时,优化得到的半锥角处于[15.4°,89.8°]区间内。运用代理模型和进化算法的全局优化方法在进行喷嘴的优化设计时是有效的。     

基于改进鲸鱼优化算法的武器目标分配

针对鲸鱼优化算法寻优搜索精度低、易早熟问题,提出一种改进的鲸鱼优化算法,并将其用于对多约束的武器目标分配模型的求解.在鲸鱼寻找猎物阶段,通过引入差分进化算法的变异策略改善鲸鱼位置更新方式,提高算法全局寻优能力;引入自适应变量调整鲸鱼位置更新过程,平衡算法的全局探索和局部寻优能力,并在迭代过程中筛选并保留优秀个体;通过仿真结果表明,改进算法与其他算法相比,提高了武器目标分配收益和分配速度.     

雷达干扰资源一对多分配方法

在对雷达干扰资源分配的一般优化模型和求解算法进行分析的基础上,从提高资源利用效率的角度出发,提出了目标雷达分群思想,并建立了一种新的基于一对多策略的雷达干扰资源分配模型,通过对目标雷达群的一对一分配实现对单部雷达的一对多分配.最后,对该模型中一些关键性问题进行了探讨,如任务整合、新任务参数确定、任务优先级排序、干扰机位置部署以及单目标雷达群干扰效益评估等.     

地基雷达探测临近空间高超声速目标优化部署方法

为提高地基雷达对临近空间高超声速目标的探测能力,探讨了一种实用高效的地基雷达优化部署方法,对地基雷达探测临近空间高超声速目标的难点和数学模型进行了分析,提出了地基雷达探测临近空间高超声速目标的部署原则和量化指标,建立了地基雷达优化部署模型,并进行了信息素引导性控制的蚁群算法设计。仿真结果表明,该方法可实现多种程式地基雷达的优化部署,提高了地基雷达优化部署效率和可操作性,为地基雷达探测临近空间高超声速目标的优化部署提供了一种新思路。     

面向多星观测调度的分层迭代算法

提出一种基于分治策略的多星观测分层调度框架,在该框架下,用蚁群优化算法把任务分配至各轨道圈次上,并利用自适应模拟退火算法求解各轨道圈次的调度问题。根据各轨道圈次调度结果的反馈情况,再调整任务分配方案,重复上述过程直到达到算法终止条件。为了提高算法的性能,在设计蚁群算法的启发式信息模型时,应充分考虑卫星调度问题的领域知识;在模拟退火算法中设计两个邻域结构,采用动态选择策略在优化过程中确定最佳邻域搜索结构。仿真实验表明,该方法有效地降低了问题求解的复杂度,尤其在求解大规模多星观测调度问题时表现出优异的性能。     

一种基于多Agent强化学习的多星协同任务规划算法

在分析任务特点和卫星约束的基础上给出了多星协同任务规划问题的数学模型.引入约束惩罚算子和多星联合惩罚算子对卫星Agent原始的效用值增益函数进行改进,在此基础上提出了一种多卫星Agent强化学习算法以求解多星协同任务分配策略,设计了基于黑板结构的多星交互方式以降低学习交互过程中的通信代价.通过仿真实验及分析证明该方法能...     

联合战役野战油库部署多目标优化模拟模型

联合战役野战油库部署研究的是如何对联合战役野战油库进行科学、合理、有序配置。以用油部队的满意度最大和战役野战油库的安全性最高为决策目标,提出了基于保障程度和安全性的联合战役野战油库部署多目标优化模拟模型,给出了一种模拟植物生长的求解算法,并采用优先级算法和模拟植物生长算法分别对实例进行求解,比较分析两种求解结果,得到了基于模拟植物生长算法的多目标优化模型的最优解,验证了本模型及算法的合理性、优越性和实用性。     

基于代理模型的卫星系统仿真优化平台

针对既定目标,采用卫星系统进行协同观测可以最大化卫星系统的整体效能,如何对卫星系统的轨道或载荷参数设计是一个设计空间大、设计变量多的优化问题。对此,采用基于代理模型的仿真优化,通过改进广义模式搜索算法在设计空间中搜索最优解,并以此为核心设计开发卫星系统仿真优化平台。该平台集成问题建模、仿真优化和结果评估显示,为用户提供设计和改进卫星系统方案的方法和依据。采用该平台对卫星系统设计实例进行优化,通过对比发现,平台的优化结果稳定性和优化效率优于STK-Analyzer。     

卫星导航系统功率增强子星座优化设计与性能分析

卫星功率增强技术是提高区域导航信号抗干扰性能的一种有效措施,在卫星导航全星座中优选出卫星数量少、服务性能优的功率增强子星座,是新一代卫星导航系统建设迫切需要解决的问题。因此提出基于卫星数最少准则的功率增强子星座优化设计方法,详细介绍设计流程、数学模型及最优解搜索策略;定义了可用性水平、精度水平和覆盖范围等指标评估功率增强子星座性能;以GPS为例,分别针对覆盖点目标和区域目标两种应用背景进行功率增强子星座优化设计及性能评估。分析结果表明:全球范围内任意目标点进行功率增强需要12～17颗卫星;实现对我国沿海地区的连续覆盖需要18颗功率增强卫星;覆盖整个亚太地区则需要全星座24颗卫星都具备功率增强能力,这样才能满足其连续性和精度要求,此时最优功率增强子星座的服务范围可扩充至全球区域。     

Optimization of schedule stability and efficiency under processing time variability and random machine breakdowns in a job shop environment

The ability to cope with uncertainty in dynamic scheduling environments is becoming an increasingly important issue. In such environments, any disruption in the production schedule will translate into a disturbance of the plans for several external activities as well. Hence, from a practical point of view, deviations between the planned and realized schedules are to be avoided as much as possible. The term stability refers to this concern. We propose a proactive approach to generate efficient and stable schedules for a job shop subject to processing time variability and random machine breakdowns. In our approach, efficiency is measured by the makespan, and the stability measure is the sum of the variances of the realized completion times. Because the calculation of the original measure is mathematically intractable, we develop a surrogate stability measure. The version of the problem with the surrogate stability measure is proven to be NP‐hard, even without machine breakdowns; a branch‐and‐bound algorithm is developed for this problem variant. A tabu search algorithm is proposed to handle larger instances of the problem with machine breakdowns. The results of extensive computational experiments indicate that the proposed algorithms are quite promising in performance. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2011     

带有活动收益不确定特征的成像侦察卫星调度问题

根据区域目标的侦察需求,研究了面向区域目标的多星调度问题。分析了调度问题中活动收益不确定特征,讨论了活动收益的上下界。针对收益不确定的特点,设计了影响力指标用于评估活动对调度方案的影响。基于活动影响力与执行时间设计了一种带局部诱导的禁忌搜索算法,采用分层次的、变评价函数机制引导求解过程趋向多目标优化,在优先提高覆盖率的同时兼顾减少资源消耗。最后,以算例验证了算法的有效性,并通过方案比较说明算法具有较好的寻优能力。     

GPS接收机模糊搜索粗时定位方法

由于难以获得免时定位算法所需的接收机概略位置,提出模糊搜索的粗时定位方法。为减小搜索空间,在位同步后优选几何精度因子值较好的4颗卫星通过遍历伪距模糊的方式进行位置估计,并基于伪距残余均方根最小准则选出最合理的位置估算结果。根据概略位置恢复所有卫星的完整伪距。利用5状态的免时定位算法估计接收机位置。使用11个国际卫星导航服务观测站的观测数据对算法进行验证,结果表明,在概略位置未知情况下该方法能够实现粗时定位,且定位精度与直接使用完整伪距的精时最小二乘定位精度相当。     

基于上下文的快速自适应运动估计算法

高效的运动估计算法是实时视频编解码技术的研究重点。为降低视频编码中运动估计的高计算复杂度问题,提出了基于上下文的快速自适应运动估计算法。该算法在运动估计过程中引入了次最佳匹配点,并且使用了一种基于平行四边形模式的方向性搜索策略。该算法的基本思想是:在块运动矢量估计过程中,利用前面搜索步中得到的块运动矢量及次最佳匹配点与最佳匹配点之间的位置关系,自适应选择一种平行四边形搜索模式,并确定下一步搜索的方向,进行更精确运动矢量的搜索。实验结果表明,该算法有效降低了视频压缩编码中运动估计的运算复杂度。     

A New Chaotic Genetic Hybrid Algorithm and Its Applications in Mechanical Optimization Design

A new chaotic genetic hybrid algorithm(CGHA) based on float point coding was put forward in this paper.Firstly,it used chaos optimization to search coarsely and produced a better initial population.Then,a power function carrier was adopted to improve the ergodicity and the sufficiency of the chaos optimization.Secondly,the genetic algorithm(GA) was used to search finely and guaranteed the population's evolution.To avoid the search being trapped in local minimum,a chaos degenerate mutation operator was designed to make the search converge to a global optimum quickly.Finally,CGHA was used to solve a typical mechanical optimization problem of shear stress checking for a cylinder helix spring.Compared with traditional penalty function method,chaos-Powell hybrid algorithm and standard GA,CGHA shows better performance in solution precision and convergence speed than those of the algorithms.Therefore,CGHA is a new effective way to solve the problems in mechanical optimization design.     

自适应人工蜂群优化的混沌系统参数估计

为了对混沌系统未知参数进行准确估计,改进了人工蜂群优化算法,提出自适应人工蜂群算法的混沌系统参数估计方法。将混沌系统参数估计问题转化为多维变量数值优化问题,利用人工蜂群算法对未知参数进行导向随机搜索。在搜索过程中,通过种群优化程度和解的质量自适应地调整更新步长和解的尝试次数。以Lorenz混沌系统为例进行的仿真实验表明,该方法在无噪声和噪声强度较大的情况下均能够获得较好的估计结果,表现出较强的鲁棒性。     

基于Multi-Agent敏捷卫星动态任务规划问题

在分析敏捷卫星的特点和卫星多用户需求的基础上,针对敏捷卫星任务规划问题,基于Multi-Agent理论构建了任务分配模型;针对敏捷卫星任务规划初始方案调度中卫星资源失效的情况给出了敏捷卫星动态任务重调度模型;在此基础上,提出了基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法,设计了招投标机制、可解约合同网协议以及招投标、评标策略;以敏捷卫星任务规划调度问题为例通过实验获得了满意的结果,表明了模型的合理性以及算法的有效性。     

基于改进协方差控制的传感器管理算法

针对传统的基于协方差控制的传感器管理算法使用全遍历方法所造成的计算量大,以及传感器切换频繁的问题,提出了一种基于改进协方差控制的传感器管理算法。该算法在每一时刻首先判断前一时刻所用传感器组是否能够满足目标跟踪需求,以滤波协方差与期望协方差的偏差作为参考,结合量纲变换和特征值求取,为协方差偏差矩阵经过量纲变换后得到的量纲一致阵的所有特征值设定一个精度阈值,然后判断滤波协方差是否满足期望,从而决定是否维持当前选择的传感器组。在目标作匀速、匀加速、协同转弯等多种场景下进行了算法性能测试分析,仿真结果表明,该算法不仅在大部分场景下满足目标跟踪精度,而且能够提高传感器管理算法的实时性,同时降低传感器的切换频率。