空间站零燃料大角度姿态机动路径存在性分析

零燃料大角度姿态机动技术是新近应用在国际空间站的新概念姿态控制技术。构造了以控制力矩陀螺为执行机构的空间站姿态控制动力学模型,在此基础上,建立了空间站本体与控制力矩陀螺之间的角动量守恒关系。针对各类大角度姿态机动任务,通过分析空间站惯量参数与控制力矩陀螺性能参数之间的解析关系,得到了零燃料大角度姿态机动路径的存在性条件。通过规划算例验证了存在性分析的正确性。所提出的零燃料大角度姿态机动存在性条件,为姿态机动路径的存在性判断提供了便捷可行的方法,为零燃料大角度姿态机动技术未来在我国空间站实施的可行性论证提供重要的理论依据。     

Modeling and solution for the ship stowage planning problem of coils in the steel industry

We consider a ship stowage planning problem where steel coils with known destination ports are to be loaded onto a ship. The coils are to be stowed on the ship in rows. Due to their heavy weight and cylindrical shape, coils can be stowed in at most two levels. Different from stowage problems in previous studies, in this problem there are no fixed positions on the ship for the coils due to their different sizes. At a destination port, if a coil to be unloaded is not at a top position, those blocking it need to be shuffled. In addition, the stability of ship has to be maintained after unloading at each destination port. The objective for the stowage planning problem is to minimize a combination of ship instability throughout the entire voyage, the shuffles needed for unloading at the destination ports, and the dispersion of coils to be unloaded at the same destination port. We formulate the problem as a novel mixed integer linear programming model. Several valid inequalities are derived to help reducing solution time. A tabu search (TS) algorithm is developed for the problem with the initial solution generated using a construction heuristic. To evaluate the proposed TS algorithm, numerical experiments are carried out on problem instances of three different scales by comparing it with a model‐based decomposition heuristic, the classic TS algorithm, the particle swarm optimization algorithm, and the manual method used in practice. The results show that for small problems, the proposed algorithm can generate optimal solutions. For medium and large practical problems, the proposed algorithm outperforms other methods. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 564–581, 2015     

级间设计人机联合探月方案

利用登月飞行器的级间组合设计方法对载人登月飞行器的构造进行设计,在级间方案的论证中分析了不同组装模式对运载火箭能力的需求,建立了航天员和机器人联合探测的载人登月方案。级间组合方法可为应转移飞行器和登月飞行器设计提供另一种思路,根据飞行器级间的不同组合方式对登月飞行器的质量规模进行了初步估算,并对比了不同飞行方案对运载火箭能力的需求,研究可为我国首次载人登月任务方案提供参考。     

STK飞行任务仿真及其在空地链路分析中的应用

飞行仿真是飞行航路设计,飞行任务规划以及飞行训练等项目中非常重要的一项任务。介绍了在STK(Satellite Tool Kit)的三维显示环境下,利用STK提供的专业化模块STK/AMM(Aircraft Mission Modeler)进行航空器飞行任务仿真的方法,详细阐述了利用该模块进行飞行任务规划和飞行路径设计的过程。同时结合STK的数据分析功能完成航空器在飞行过程中与地面台站的通信链路的可用性分析。给出的仿真方法较以往的仿真方法简单,设计过程更加灵活,可以快速地实现飞行任务仿真设计和空地通信链路的可用性分析。     

敏捷成像卫星自主规划模型与算法

针对敏捷成像卫星自主规划问题,将规划、决策、执行和信息反馈相结合,提出星上自主规划框架,并介绍框架结构和模块功能。在分析主要约束条件的基础上,建立基于时间线约束网络的问题模型。通过将各种卫星动作前后衔接,组合成能够完成不同任务的动作序列,提出一种面向卫星动作序列的启发式算法。该算法分为规划和决策两个部分,并在卫星执行每一个动作序列的同时基于多种启发式规则进行规划,在动作序列执行结束时进行决策。实验结果表明了自主规划框架和模型的合理性以及算法的有效性。     

一种改进遗传算法在UCAV快速航迹规划中的应用

针对无人作战飞机(Unmanned Combat Aerial Vehicle,UCAV)航迹规划约束条件复杂、不确定因素多、实时性要求高的特点,提出了一种基于Voronoi图和改进遗传算法的快速航迹规划方法。该方法采取分层航迹规划的思想,首先根据Voronoi图生成初始航迹,并综合考虑约束条件,赋予各条航迹相应的权值;然后应用改进的遗传算法在生成的航迹空间中寻优,最终得到满意的航迹。该算法利用多处理机并行计算技术对传统遗传算法进行改进,大大缩短寻优时间。仿真结果表明基于Voronoi图和改进遗传算法的航迹规划提高了实时性,增强了UCAV的动态战场适应能力和突发威胁应对能力。     

基于进化算法的多无人机协同航路规划

以突防航路时域协同指数、空域协同指数、突防时长指数和受威胁指数为规划目标,以最小直线航路段长度、可飞空域、续航能力和进入任务航路方向为约束,构建了多无人机协同突防航路规划模型。结合模型特点,利用合作型协同进化遗传算法对该模型进行求解。     

石河子市土地利用规划管理信息系统设计

土地利用规划管理是保护土地资源的重要手段。信息技术和计算机技术的飞速发展,特别是地理信息系统(GIS)技术的日益成熟,为建立土地利用规划管理信息系统提供了可能条件。本文在计算机技术和GIS软件的支持下,以土地数据库和土地利用规划业务为主线,针对石河子市的土地利用现状,设计石河子市的土地利用规划管理信息系统,便于今后石河子市的土地利用规划管理。     

基于A*算法的实时航迹规划方法研究

根据巡航导弹实时航迹规划时效性强、弹载计算设备的运算速度和内存容量有限等特点,将巡航导弹的机动性能约束与规划空间的划分结合起来,构造了一个较小的搜索空间,然后在此缩小了的搜索空间内利用A*算法具有的启发式特点,可在有效时间内搜索到满足要求的可行航迹.最后,通过一个例子对A*算法进行了验证.     

任务规划系统研究综述

任务规划系统作为举世瞩目的高科技技术,已经引起了广泛的关注和应用.目前世界上一些主要国家都在研制任务规划系统,且进展很快.为了更好地推进我国学者对于任务规划系统的研究,对任务规划系统的研究进行了全面综述.主要内容包括任务规划系统的发展、应用、主要实现方法及未来发展方向.在应用中,综述了任务规划系统在战场态势评估、无人飞行器、机器人领域的应用.在主要实现方法中,主要描述了数学规划、D*优化算法、Agent方法和遗传算法四种方法.最后给出了任务规划系统未来发展方向:现代技术的融合、发展战略级任务规划系统及未来社会任务规划系统预研.