基于旋量方法的高超声速飞行器三维非线性伪最优制导律设计

针对高超声速飞行器制导过程中的通道耦合问题,设计一种基于旋量方法的三维非线性伪最优制导律。引入角度矢量、视线旋量、视线旋量速度等概念,通过等价性证明,得出视线旋量、视线旋量速度控制分别与视线方位、视线角速度控制具有一致性的结论,从而将制导问题转化为视线旋量和旋量速度的控制问题;基于旋量方法构建弹目视线旋量、视线旋量速度模型,构建得到飞行器制导的三维非线性模型;为避免直接求解Riccati微分方程过程的复杂性,引入伪控制变量,将三维非线性制导模型转化为线性制导模型;分别针对无终端约束和有终端约束情况,基于二次型最优方法得到三维非线性伪最优制导律。该制导律避免了通道解耦,其制导参数又满足一定物理意义下的最优性。仿真结果验证了所设计制导律的有效性。     

软件构件可靠性与费用分配最优模型

针对软件构件可靠性和费用分配问题,给出一种可靠性和费用分配最优模型。文中将软件系统可靠性定义为软件构件失效密度、操作剖面、构件使用矩阵以及软件无失效运行时间的函数,描述了费用最优模型的建立和利用非线性规划理论求解模型的步骤,有效地处理了带有复杂计算的目标函数和约束条件的可靠性和费用最优分配问题。计算实例表明,利用该模型进行可靠性和费用分配是可行的。     

威胁环境生存突防优化策略分析

讨论了影响飞机作战生存性的主要因素,建立了生存概率模型。根据生存概率模型确立了威胁环境生存突防优化策略。最后,为了简化计算推导了实用危险性模型     

基于人工蜂群算法优化的改进高斯过程模型

高斯过程(GP)的非线性特征导致其对大样本的训练时间复杂度过高,而且其超参数的选取是否适当直接影响高斯过程回归模型的预测精度。提出采用人工蜂群(ABC)算法优化改进GP以减小时间复杂度和提高预测精度。改进GP通过选取训练样本的子样本进行模型学习,以降低训练过程的时间复杂度。ABC通过优化改进GP的超参数,提升预测精度。选取训练样本的子样本构建改进GP回归(GPR)模型,采用ABC算法搜寻改进GPR的最优超参数,并用得到的超参数构建最优的改进GPR模型,输入测试样本进行预测并输出预测精度。将该模型应用于解决海上远程精确打击(LPSS)体系作战效能评估问题中,通过MATLAB仿真实验,与常见的多种优化方法相比较,验证了该模型的有效性。     

航天器转动惯量参数在轨辨识的最优激励

根据矩阵分析理论研究了转动惯量参数的可辨识性问题,从姿态动力学方程导出关于未知参数的线性回归模型,将回归矩阵的条件数作为参数可辨识度的定量指标,以可辨识度最大为目标函数建立最优控制模型;应用解最优控制问题的伪谱法,计算控制力矩陀螺的指令轨线,使得惯量参数的辨识精度和收敛速度显著提高;在仿真中采用双无迹卡尔曼滤波算法进行参数辨识,结果验证了所提出的最优激励设计方法可以改善参数辨识性能,同时该方法对先验信息误差具有鲁棒性。     

Comparison between constant‐stress and step‐stress accelerated life tests under Time Constraint

By running life tests at higher stress levels than normal operating conditions, accelerated life testing (ALT) quickly yields information on the lifetime distribution of a test unit. The lifetime at the design stress is then estimated through extrapolation using a regression model. In constant‐stress testing, a unit is tested at a fixed stress level until failure or the termination time point of test, whereas step‐stress testing allows the experimenter to gradually increase the stress levels at some prefixed time points during the test. In this work, the optimal k‐level constant‐stress and step‐stress ALTs are compared for the exponential failure data under complete sampling and Type‐I censoring. The objective is to quantify the advantage of using the step‐stress testing relative to the constant‐stress one. Assuming a log‐linear life–stress relationship with the cumulative exposure model for the effect of changing stress in step‐stress testing, the optimal design points are determined under C/D/A‐optimality criteria. The efficiency of step‐stress testing to constant‐stress one is then discussed in terms of the ratio of optimal objective functions based on the information matrix. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 00: 000–000, 2013     

基于逆向强化学习的舰载机甲板调度优化方案生成方法

针对计算机辅助指挥调度舰载机甲板作业的决策过程无法脱离人参与这一特点,引入基于逆向学习的强化学习方法,将指挥员或专家的演示作为学习对象,通过分析舰载机的甲板活动,建立舰载机甲板调度的马尔可夫决策模型(MDP)框架;经线性近似,采用逆向学习方法计算得到回报函数,从而能够通过强化学习方法得到智能优化策略,生成舰载机甲板调度方案。经仿真实验验证,本文所提方法能够较好地学习专家演示,结果符合调度方案优化需求,为形成辅助决策提供了基础。     

运送有毒物泄漏造成水体污染的扩散模型及求解方法研究

运送有毒物发生交通事故,导致有毒物泄漏引发水体污染,会造成严重影响。在分析污染事故的特点、危害的基础上,根据水力学及污染物的迁移转化规律,建立了有毒物泄漏水体后的转移弥散模型,即将控制水流的圣维南方程和描述有毒物迁移的对流弥散方程进行耦合。运用低数值耗散的半离散中心迎风格式求解方程,其结果可以预测污染河段长度和延续时间。最后,通过实例进行了模拟计算。     

信息扩散模型的窗宽优化与鱼雷战术效能实验评估

针对海洋环境对鱼雷等武器装备战术效能影响的试验数据和案例样本匮乏等普遍性问题,引入信息扩和模糊映射思想,并基于遗传算法改进和发展了最优窗宽扩散模型。该方法可从有限的试验样本中客观拟合出数据结构信息,进而实现有限数据样本信息的合理扩散。利用该方法进行了基于小样本案例的潜射鱼雷战术效能的海洋环境影响评估的信息扩散建模和仿真实验和对比分析。结果表明,窗宽优化的信息扩散模型可有效改进常规信息扩散模型的评估效果,对武器装备环境影响评估中普遍存在的小样本或信息不完备困难有一定参考应用意义。     

基于测高精度最优值的星载分布式InSAR编队构形设计方法

编队构形设计是分布式干涉SAR系统总体设计的关键问题,它必须紧密结合系统性能评价和编队运动规律进行。针对星载分布式干涉SAR的双站、斜视、空间基线等特点,以主星带辅星群分布式InSAR为例,建立干涉测高精度与基线矢量的关系;以直角坐标过渡,建立基线矢量与卫星间轨道根数差的关系,从而建立了测高精度与卫星轨道根数差的关系;以雷达工作的中间时刻达到测高精度最优值为设计准则,得到双星和多星编队设计方法;仿真分析表明根据上述设计方法得到的优化编队构形,其测高性能要优于干涉车轮和干涉钟摆编队。