Bounding methods for facilities location algorithms

Single- and multi-facility location problems are often solved with iterative computational procedures. Although these procedures have proven to converage, in practice it is desirable to be able to compute a lower bound on the objective function at each iteration. This enables the user to stop the iterative process when the objective function is within a prespecified tolerance of the optimum value. In this article we generalize a new bounding method to include multi-facility problems with l_p distances. A proof is given that for Euclidean distance problems the new bounding procedure is superior to two other known methods. Numerical results are given for the three methods.     

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。     

平板翼流体动力边界积分多重网格计算

讨论了平板翼流体动力边界积分法多重网格计算模型,给出了残差计算格式和函数修正值计算公式,推导出与步长无关的环量多重网格计算公式.计算结果表明,利用多重网格方法加快了收敛速度,其数值计算的流体动力与试验值吻合.     

利用迭代线性约束最小二乘方法实现不规则阵列的方向图综合

研究了用自适应波束形成技术实现不规则阵列的方向图综合问题,改进了应用于方向图综合的迭代线性约束最小二乘方法,改进后的算法提高了数值稳定性和对随机稀疏阵的适应性。对特定的阵列如果指定的理想方向图无法达到,该算法可以获得最好的逼近。仿真结果验证了算法的性能。     

SPH数值模拟中固壁边界的一种处理方法

在光滑粒子流体动力学 (SPH)数值模拟中尝试了一种处理固壁边界的边界力方法 ,给出了一种新的边界力形式。利用SPH方法及边界力方法对水坝坍塌和涌波进入静止水塘这两个自由表面流动问题作了数值模拟。数值模拟结果表明 ,在SPH计算中使用本文所给边界力处理固壁是行之有效的     

有初始间隙弹性摩擦接触问题的罚有限元法

针对三维有初始间隙带摩擦的弹性接触问题,提出了一种新的迭代求解方法——罚有限元法。根据接触问题局部非线性的特点,将接触区域的法向非嵌入条件及切向连续性条件作为罚因子引入系统的总势能泛函中,由最小势能原理,得出了求解有初始间隙带摩擦弹性接触问题的罚有限元公式系统。最后通过两个数值算例验证方法的正确性和有效性。     

A mixed optimization technique for the generalized machine replacement problem

A mixed optimization technique for optimal machine replacement is presented which allows much more flexibility than previous models. Optimal purchase, maintenance and sale of a given machine between any two given points in time is treated as a subproblem, which one may choose to solve via control theory, dynamic programming, or practical engineering considerations. (A control theory formulation is used in the paper as an illustration.) These subproblem solutions are then incorporated into a Wagner-Whitin formulation for solution of the full problem. The technique is particularly useful for problems with such asymmetries as an existing initial machine or uneven technological change. A simple numerical example is solved in the Appendix.     

云模型改进惯性权重的混沌交替粒子群算法

标准粒子群算法通过线性减小惯性权重系数来调整寻优性能,但缺乏智能化机制易导致算法后期产生早熟或陷入局部最优而产生僵局。针对这一问题,提出一种基于云模型改进惯性权重的混沌交替粒子群优化算法。根据粒子迭代变化关系,采用云模型理论对惯性权重ω进行智能化调整,以平衡其全局和局部搜索能力,防止算法产生局部僵局;另外,判定粒子稳定性,对于可能陷入局部僵局的稳定粒子进行混沌扰动,促使其跳出僵局进而向最优位置更新。实验与分析表明,基于云模型改进惯性权重的混沌交替粒子群优化算法能够跳出局部僵局且具有较高的寻优精度,算法接近完全收敛时的平均迭代次数,较现有相关研究分别降低了13.73%~20.11%。     

金属热防护系统瞬态热分析的并联一维模型

建立了可重复使用运载器金属热防护系统瞬态热分析的并联一维模型.根据热防护系统的结构特点划分了多条热流通路,将各热流通路离散化后给出了单条通路瞬态传热的隐式差分格式,采用热平衡法推导了串、并联两种类型公共节点的局部控制方程,并给出了传热问题中常见边界条件的统一表达式,最终形成了总体控制方程.通过数值计算获得了热防护系统瞬态温度场.计算结果表明:采用并联一维模型可以更真实、更准确地反映热防护系统的传热过程,对于热防护系统结构优化设计有较高的参考价值.     

综合火控系统对地轰炸精度分析仿真

针对航空轰炸武器火控系统精度分析问题,分别建立了数值微分算法和蒙特卡洛算法模型,并开发了仿真分析软件.给出了两种模型的推导过程,以及微分步长的优化方法.利用本算法软件对某型火控系统进行精度分析仿真,并对多组典型投弹条件的仿真结果进行分析.结果表明,两种算法优势互补,能有效地对火控系统进行精度分析,对改进系统设计、提高系...     

平面光波导的数值传递函数方法

把数值传递函数方法应用于对平面光波导的分析。本方法从光波导的标量变分关系出发 ,通过状态方程对问题求解计算。文中引入了传递函数无穷单元的概念 ,使得本方法在处理近截止区域的问题时更加合理 ,计算量更小。文后给出了本文方法的应用和算例 ,与多种方法进行了比较 ,表明本文方法在处理折射率均匀分布和渐变分布波导时都有着特有的优势。     

有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估及保障方案优化

备件库存和站点维修能力是影响备件维修周转的重要因素，制约装备使用效果。针对备件需求随任务阶段动态变化的装备保障方案评估和优化问题，考虑站点维修能力对备件维修过程的影响，结合METRIC建模方法和动态排队理论，建立了有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估模型。在评估模型基础之上，以保障费用为优化目标，装备可用度为约束条件，建立了任务期内多级保障系统保障方案优化模型。以任务期内的最低可用度所对应的备件短缺数为观测值，分析了各项资源的边际效益值，采用边际优化算法对各项资源进行优化计算。算例分析表明，评估模型能够计算多级保障系统任务期内各阶段装备可用度；保障方案优化模型和方法能够得到各项保障资源的优化配置方案。提出的模型和优化方法能够为装备保障人员制定合理的保障方案提供决策支持。     

势流理论的一种数值方法在空泡形态中的应用

基于势流理论的假设,采取常规边界元法对具有自由面的定常平板和轴对称空泡流动数值方法进行了研究,运用Riabourichinsky镜像空化模型,建立了一种空泡自由面求解的优化迭代方法,以自由流线长度为参数求解模拟了定常无重工况下流经二维平板和轴对称圆盘的空化流动.数值计算结果与解析解的相对误差不超过3%,证实了轴对称体空泡外形的近似回转椭球体假说在空化器附近是不成立的.计算结果与同类文献数据的对比显示了边界元法进行空化流场计算具有着显著的优越性,所采用的迭代方法精度高、收敛速度快,所得结论对深入了解空化特性具有参考价值.     

有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估及保障方案优化

备件库存和站点维修能力是影响备件维修周转的重要因素,制约着装备的使用效果。针对备件需求随任务阶段动态变化时装备保障方案的评估和优化问题,考虑站点维修能力对备件维修过程的影响,结合METRIC建模方法和动态排队理论,建立了有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估模型。在评估模型基础之上,以保障费用为优化目标、装备可用度为约束条件,建立任务期内多级保障系统保障方案优化模型。以任务期内的最低可用度所对应的备件短缺数为观测值,分析各项资源的边际效益值,采用边际优化算法对各项资源进行优化计算。算例分析表明,评估模型能够计算多级保障系统任务期内各阶段装备可用度;保障方案优化模型和方法能够得到各项保障资源的优化配置方案。提出的模型和优化方法能够为装备保障人员制订合理的保障方案提供决策支持。     

伺服系统速度环控制器参数的自整定及优化

针对交流伺服系统速度环控制器参数自整定及优化的需求,为使工程技术人员避免繁琐的调参过程,提出了一种基于转动惯量辨识的速度环控制器参数自整定及优化方法。首先,采用频率法分析伺服系统速度环控制器参数的设计规则;随后,采用遗忘因子递推最小二乘法,对控制器参数设计所需的系统转动惯量进行辨识;最后,在此基础上利用设计的变步长迭代算法,完成控制器参数寻优过程。仿真结果表明,采用遗忘因子递推最小二乘法,能够有效辨识出电机轴端的转动惯量。提出算法进行整定及优化后,速度环控制器参数能使系统具有良好的动态响应和鲁棒性。     

Optimization of buckling load for laminated composite plates using adaptive Kriging-improved PSO: A novel hybrid intelligent method

An effective hybrid optimization method is proposed by integrating an adaptive Kriging (A-Kriging) into an improved partial swarm optimization algorithm (IPSO) to give a so-called A-Kriging-IPSO for maxi-mizing the buckling load of laminated composite plates (LCPs) under uniaxial and biaxial compressions. In this method, a novel iterative adaptive Kriging model, which is structured using two training sample sets as active and adaptive points, is utilized to directly predict the buckling load of the LCPs and to improve the efficiency of the optimization process. The active points are selected from the initial data set while the adaptive points are generated using the radial random-based convex samples. The cell-based smoothed discrete shear gap method (CS-DSG3) is employed to analyze the buckling behavior of the LCPs to provide the response of adaptive and input data sets. The buckling load of the LCPs is maximized by utilizing the IPSO algorithm. To demonstrate the efficiency and accuracy of the proposed methodology, the LCPs with different layers (2, 3, 4, and 10 layers), boundary conditions, aspect ratios and load patterns (biaxial and uniaxial loads) are investigated. The results obtained by proposed method are in good agreement with the literature results, but with less computational burden. By applying adaptive radial Kriging model, the accurate optimal results-based predictions of the buckling load are obtained for the studied LCPs.     

基于遗传算法的车用散热器优化设计

选取散热器的散热量、体积和压降作为优化目标,采用线性加权法建立了散热器的多目标优化模型。在给定的散热器原始数据和性能要求条件下,对散热器芯体的外形尺寸和翅片参数进行了优化。介绍了遗传优化算法的执行步骤和流程,在此基础上开发了优化程序。结果表明,优化后散热器的散热量明显增大,散热器芯体的体积和压降也有不同程度的减小。     

求解整数规划问题的一个搜索方法

本文整数规划问题给出一种搜索方法,它类似于求解连续变量优化问题的迭代方法,从一个好的初始可行解出发,寻找一个搜索方向,沿着这个方向求出改进的可行解,然后又开始下一次迭代。此方法简单易行,可以求出问题的最优解或近似最优解,对于整数线性规划问题和整数非线性规划问题的求解都适用,并且容易推广到求解大规校整数线性规划问题。文中附有计算例子,说明方法是有效的。     

Computing the discounted return in markov and semi-markov chains

This paper addresses the problem of computing the expected discounted return in finite Markov and semi-Markov chains. The objective is to reveal insights into two questions. First, which iterative methods hold the most promise? Second, when are interative methods preferred to Gaussian elimination? A set of twenty-seven randomly generated problems is used to compare the performance of the methods considered. The observations that apply to the problems generated here are as follows: Gauss-Seidel is not preferred to Pre-Jacobi in general. However, if the matrix is reordered in a certain way and the author's row sum extrapolation is used, then Gauss-Seidel is preferred. Transforming a semi-Markov problem into a Markov one using a transformation that comes from Schweitzer does not yield improved performance. A method analogous to symmetric successive overrelaxation (SSOR) in numerical analysis yields improved performance, especially when the row-sum extrapolation is used only sparingly. This method is then compared to Gaussian elimination and is found to be superior for most of the problems generated.     

基于松弛序列凸优化的轮式机器人协同轨迹规划

针对威胁环境下的多智能体协同轨迹规划问题,以轮式机器人为对象,研究了基于序列凸优化方法的协同轨迹规划方法。首先通过对轮式机器人模型的分析,给出单独轮式机器人实际物理约束,同时以状态量、控制量加权为性能指标,考虑运动学方程、避障避碰约束、个体物理性能约束、终端约束,建立多轮式机器人协同轨迹规划问题;其次,对运动学方程、避障避碰约束进行凸化,证明了满足凸化后的避障避碰约束的解也满足原始避障避碰约束,并进行了几何直观解释;然后,将凸优化子问题进行离散化与松弛化,采用序列凸优化架构进行问题求解;最后,通过数值仿真,对比了松弛序列凸优化方法与现有非线性优化求解器的求解效率。结果表明,松弛序列凸优化方法在尽可能保证最优性的同时大大缩短了计算时间,具有一定工程意义。