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。     

某型攻击机突击地面目标战术方案的优化

运用正交实验设计理论对某型攻击机对地面目标突击的战术方案进行优化,通过构建战术想定,制定实验方案,根据实验方案进行模拟,并利用方差分析方法对模拟结果数据进行分析,得出较优的战术方案.分析结果表明该方法简便实用,对战术方案优化具有较好的适用性.     

平面五杆结构的优化设计

虚功准则法在结构优化设计中应用非常广泛,但虚功准则法不能考虑载荷对设计变量的导数,这样对外载包括自重及惯性载荷的结构优化效果不理想.采用ANSYS与导重准则法相结合的优化方法对平面五杆结构进行了优化,并与虚功准则法的优化结果进行了比较.实验结果证明了该方法的有效性和可行性.     

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.     

优化多星协同观测的改进广义模式搜索算法

多星协同观测可以最大化卫星的整体效能,如何对多星进行部署是一个设计空间大、设计变量多的优化问题.对此,提出了基于Kriging模型的改进广义模式搜索算法.在算法的搜索步,通过代理模型最优和最大期望提高在当前网格内进行选点,避免选择的盲目性;在筛选步,利用代理模型预测筛选集中各点提高的比例并排序,减少不必要的仿真分析.最后,采用该算法对多星部署方案进行优化,通过对比发现,算法性能优于STK-Analyzer,证明了算法的可行性和有效性.     

基于粒子群算法的多基地雷达优化布站方法

为提高多基地雷达探测及"四抗"能力,提出了一种基于混沌变异粒子群算法的多基地雷达优化布站方法.定性分析了多基地雷达的布站原则,并对其量化,建立了优化布站的数学模型.为加快求解速度,结合混沌理论对标准粒子群算法进行了改进,给出了混沌变异粒子群算法在该优化问题中的设计方法,并与标准粒子群算法和遗传算法进行了仿真对比.结果表明,该方法能够快速有效得出多基地雷达优化布站方案.     

基于熵权的布雷作战方案优选

针对多目标决策方法中往往采用事先给定权重,不具备客观性的问题,提出了基于信息熵权和理想方案的决策方法.该方法采用系统状态数据计算熵权得到权重,利用信息熵权、理想解相结合进行定量计算,可降低决策的主观随意性,使方案决策更加科学合理.以实际问题为例进行了计算验证,表明方法计算实用,权重确定客观.采用基于理想方案法的方案评估方法,可为布雷方案的优化提供决策支持,具有较高的实用性.     

超远程火炮安全装药多指标优化分析

通过计算分别建立了超远程火炮全装药和小号装药内弹道多目标(指标)优化模型,采用基于空间测度为标准的TOPSIS方法对方案进行了综合优化、排序,从而获得确保发射安全的满意装药方案。计算实例表明:TOPSIS方法是一种解多指标优化问题的有效方法,多指标优化模型可作为内弹道设计方案优化工具。     

强化学习在多阶段装备组合规划问题中的应用

针对多阶段武器装备组合规划中的选择难、规划难问题,提出基于多目标优化算法以及强化学习技术的混合优化方法。在各个阶段以装备组合效能最大和成本最小为准则,构建单阶段多目标优化模型,并设计基于非支配排序遗传算法的求解算法以生成各阶段的Pareto解,在此基础上建立多阶段的组合优化模型。通过强化学习的Q-Learning方法,在各阶段的Pareto解中采用探索或者利用两种模式,生成各阶段的装备组合,并指导下一阶段的装备选型,从而生成整个周期内的规划方案。通过对比实验分析,验证了所提模型和算法的有效性,能够为多阶段武器装备组合规划提供辅助决策。     

电磁炮炮管振动信号分析及处理方法

炮管发射振动是影响电磁炮发射稳定性及射击精度的关键因素,获取炮管振动信号有效数据,对优化其发射性能具有重要的意义.在对电磁炮炮管振动信号分析的基础上,提出了采用小波阈值去噪和最小二乘法相结合的信号处理方法来去除振动干扰信号,通过仿真实验,理论验证了该信号处理方法的有效性;设计测试系统进行振动实测实验,并使用该信号处理方法获得振动有效信号,进一步验证了该方法的有效性和实用性;计算得到炮管振动位移参量,为电磁炮设计、优化提供了理论依据.     

仿真雷达组网方案生成方法

提出了一种基于仿真的雷达组网方案生成方法,研究基于仿真的设计(SBD)方法在雷达组网的分析、设计与评估中的应用过程,并建立了基于仿真的雷达组网方案分析设计一体化集成环境.该方法针对雷达组网方案分析、设计的具体需求,以建模与仿真技术为支撑,有助于对多任务条件、多种战术背景下的雷达组网方案进行分析、评估和优化,为雷达指挥所指挥员和作战参谋提供雷达组网方案的辅助分析,提高指挥所在多种战术背景下的快速反应能力和整体作战指挥能力.     

无人机协同攻击的混合粒子群算法

针对协同空战中多目标的攻击问题,综合考虑杀伤概率、毁伤率、战役价值3个因素,分别制定评价函数.采用线型加权的方法,确定总的代价函数.使用混合粒子群算法(Heuristic Particle Swarm Optimization, HPSO)优化攻击分配方案,找到使我方以最小代价获得胜利的分配方案.最后仿真,3架我机对阵8架敌机,分析了8种不同的交叉变异策略对攻击分配结果的影响,并与蚁群算法进行比较,在代价函数基本不变的前提下,速度提高了近10倍,表明了采用HPSO算法优化攻击分配方案的快速性和正确性.     

一种用于弹目分配的决策方法

针对海战场上多类型反舰导弹攻击舰艇编队的弹目分配问题展开研究,建立多阶段多目标优化数学模型,采用多目标进化算法NSGA-II求解模型,提出一种基于改进专家法赋权的组合距离评估——灰色关联分析法CODAS＿GRA,可从求解得到的Pareto最优解集中选出唯一的最优分配方案。该方法将CODAS和GRA两种不同决策方法的优点进行结合,采用改进熵权法确定不同决策方法的偏好系数。实验表明,与其他5种未考虑领域特点的通用多准则决策方法相比,该方法所选出的弹目分配方案能够同时兼顾最大化毁伤效能和最小化弹药消耗两个目标,合理性强,方案更优。     

战时维修保障力量的优化调度方法研究

建立了多维修需求点、多维修任务和多维修保障单位的动态调度问题数学模型,提出了基于调度时刻的维修力量动态调度方法,设计了基于滚动时域的常态触发兼顾特殊事件触发调度时刻原则、基于调度时刻的多任务类型划分方法、基于优先级的多维修任务模糊综合评判方法和基于遗传算法的调度方案生成及求解方法,逐步优化维修保障力量的动态调度方案。仿真实验表明,该方法具有迅速、精度高、稳定性好、高效、适应性强等特点。     

自由变形技术在RAE2822翼型优化设计中的应用

采用自由变形技术实现对RAE2822跨声速翼型表面的参数化,采用试验设计方法对设计参数进行计算流体力学数值模拟样本训练,最后采用Kriging代理模型和MIGA、NLPQL优化算法进行优化分析,将得到的优化变量进一步进行计算流体力学分析获得最后的优化结果。计算结果显示,自由变形参数化方法简单易行,可实现直接对网格的变形;优化的结果相比于原始翼型,升阻比增加了57. 2%,从而证明了本文方法的可行性和有效性。     

船舶降噪工程技术集成优化方法

在用船舶降噪工程受总体约束强、声学异常多等因素影响,传统新船建造的声学设计方法不能被直接应用。为此,提出了在用船舶降噪工程技术集成优化方法。根据需求设计顶层降噪指标,并通过四项标准进行检验;基于改装前测试数据和降噪技术储备情况,制定初步降噪技术集成方案;通过声学评估迭代,形成优化的指标分配体系和最终的降噪技术集成方案。模型试验验证结果表明,该方法能够有效实现在用船舶降噪工程的技术优化集成。     

改进的二次正交设计在反水雷效能模型中的应用

针对反水雷效能模型在已有的二次组合设计下建模精度较差的问题,提出了一种改进的二次正交设计方法.通过对设计结构、编码规则、正交化原理三方面进行讨论,建立了改进的二次正交设计的设计模型,并采用遗传算法对多因素试验条件下的设计参数进行了优化求解;基于改进的二次正交设计方法,建立了一种反水雷效能模型.测试分析表明:与已有的设计...     

优化拉丁方试验设计方法及其应用

计算机仿真是复杂系统优化的一种有效手段,但需要耗费大量机时,必须严格限制仿真次数。针对此提出了优化拉丁方试验设计方法,该方法需要较少的仿真次数,且兼顾方案的正交性和均匀性,采用Cholesky分解生成初始解,通过模拟退火算法对拉丁方矩阵进行优化,定义动态权重因子实现正交性与均匀性的权衡。最后构建了一个实例,通过试验结果证明采用优化拉丁方试验设计方法可以生成具有较好性质的仿真方案,且仿真次数少。     

乘波构型优化设计与实验

乘波构型是高超声速飞行器高升阻比气动布局设计的重要参考外形之一,设计中需要综合考虑升阻比、容积率和容积等要求.本文开展了锥导乘波构型的参数化建模设计,采用改进的多目标遗传优化算法,完成了以升阻比、容积率和容积为多目标的乘波构型优化设计;在KD-01高超声速炮风洞中完成了不同攻角缩比模型的气动力实验,并同CFD计算结果进行了比较分析.结果表明:优化设计外形具有良好的升阻比,且在一定攻角范围内升阻比较高,数值模拟和实验分析基本吻合.研究结果可为高超声速滑翔式飞行器的设计提供参考.     

地面多机器人某仿真系统的设计与实现

采用Creator和Vega设计开发了地面多机器人作战仿真系统,对系统功能进行了分析,介绍了系统的实现方案.详细介绍了该系统中实现队形保持、运动控制、碰撞检测等关键技术问题的解决方案,并且详细介绍了视景驱动软件Vega中实现视点跟随、爆炸燃烧特效、天气变化特效等关键技术问题的解决方案.最后实现了整个系统的设计开发,实验表明该系统具有良好的交互性和实时性.