指挥信息系统非线性最优化问题的混沌搜索解法

指挥信息系统进行辅助决策很多情况下是一个求解最优化问题的过程,指挥信息系统遇到的很多问题具有非线性,同时指挥信息系统对算法的适应性和收敛速度要求相当严格。对此,普通的优化技术只能求出局部最优解。基于混沌搜索技术的计算智能具有全局搜索能力强、算法简洁、计算量小、收敛速度快的特点,成为一种求解非线性最优化问题全局最优的有效方法。算例表明,当搜索次数达到一定数量时,混沌搜索方法可以保证算法收敛到全局最优解,且计算效率很高。     

粒子群优化算法在无人机设计中的应用

介绍了基本粒子群优化算法的思想、步骤,针对其有时会出现粒子在最优解附近“振荡”的现象,使用加入惯性权重因子的复合粒子群优化算法来对无人机(UAV)进行优化设计。最后以意大利研制成功的喷气无人机(米拉奇-100)为例对该算法进行了验算和仿真。由结果可知,该机的实际起飞重量与优化结果十分相似,证明了优化计算的可行性和高精度。     

基于粒子群优化算法的平流层飞艇总体设计

平流层飞艇总重最小化能一定程度上反映总费用最低的设计目标,满足有效载荷功率需求是飞艇总体设计的出发点和落脚点。本文在飞艇参数建模中引入了太阳电池曲面铺装模型以及昼夜能源闭环模型;以整艇重量最小为设计目标,以昼夜能源供需平衡、浮重平衡、推阻平衡三大平衡问题为约束条件,运用粒子群优化（PSO）算法对飞艇的外形尺寸参数进行优化设计;分析了有效载荷功率需求和功率密度对于飞艇总体设计结果的敏感性。分析结果表明：（1）飞艇总重随有效载荷功率线性增加;（2）飞艇总重随有效载荷功率密度增加而迅速减小,但变化率逐渐变小,飞艇总重趋于稳定。最后,能源系统仿真的结果表明了飞艇总体设计方法的有效性和设计结果的临界特性。     

自学习粒子群与梯度下降混杂的漏磁反演方法

利用自学习粒子群优化算法的全局寻优能力克服梯度下降法过分依赖初始解,易陷入局部极值的缺点,从而提高梯度下降法的优化性能。以径向基函数神经网络为前向模型,基于自学习粒子群与梯度下降混杂的反演方法用于漏磁缺陷轮廓重构中。实验结果表明,该反演方法重构的缺陷轮廓比较准确,且在漏磁信号存在噪声的情况下,重构结果到与实际轮廓相近,并具有一定的噪声鲁棒性。     

临近空间高超声速目标拦截弹弹道规划

利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运动模型;根据弹道规划需求设计弹道约束,以末速最大、与终点距离误差最小和全程热量最小为指标建立拦截弹弹道规划问题;采用粒子群算法求解弹道,结果表明:符合约束的规划弹道是高抛再入形式,与比例导引弹道和准最佳弹道相比,拦截弹大部分时间飞行在大气层外,有效降低了气动热效应影响和对弹体材料的性能需求,且为末制导段提供良好的初始工作环境。     

拉伸-剪切耦合层合板优化设计及其应用

针对标准铺层拉伸-剪切耦合层合板耦合效应弱的缺点,提出利用优化法的自由铺层拉伸-剪切耦合层合板的设计方法。推导了只具有拉伸-剪切耦合效应的层合板应满足的条件。优化得到了7~14层的自由铺层拉伸-剪切耦合对称层合板。对比分析了自由与标准铺层拉伸-剪切耦合层合板的屈曲强度与稳定性。采用自由铺层拉伸-剪切耦合层合板设计了拉伸-扭转耦合结构。研究表明:自由铺层的拉伸-剪切耦合层合板的屈曲强度以及稳定性要显著弱于标准铺层层合板,但具有更强的耦合效应;随着层数的增加,自由铺层的拉伸-剪切耦合层合板的最大耦合效应逐渐减小。     

并行程序中同步瓶颈的检测和优化方法

针对并发程序中锁的不当使用可能导致性能瓶颈的问题,提出检测和优化并发程序中同步瓶颈的方法IdeSync。IdeSync使用静态分析方法获取同步方法和同步块,构建静态同步依赖图,采用基于执行路径的动态分析技术进行同步依赖关系分析,构建同步依赖图。为了暴露性能瓶颈,在同步依赖图上通过增加程序工作负载的方式,监测临界区的性能变化,并针对检测到的同步瓶颈给出优化建议。在实验中通过HSQLDB、SPECjbb2005和RxJava等12个大型实际应用程序对IdeSync的有效性进行验证,共检测到72个同步瓶颈,根据优化建议进行优化后程序性能均有所提升。实验表明,IdeSync能够有效地检测和优化同步瓶颈。     

基于最小最大决策的三站时差定位布阵优化

提出了一种基于最小最大决策的三站时差定位布阵优化方法,以提高系统对目标区域的整体定位精度。应用基于最小最大决策的最优化理论,建立布阵优化问题的数学模型。该模型以三站坐标为决策变量,以目标区域的最大水平定位误差最小为目标函数,然后运用基于最小最大决策的最优化算法,求解模型的最优解,并将此最优解作为三站时差定位系统的最优布阵。仿真结果与理论计算一致,验证了这种布阵优化结果的最优性。     

临近空间传感器分布式组网研究

研究了临近空间分布式传感器网联合发现目标概率,探讨了区域警戒传感器网中部署传感器数目与该网总发现概率等的关系,提出了3种特殊的分布式网络传感器区域的布防模式,并建立了定量评价传感器网性能指标的数学模型。模型的建立为定量评估传感器组网系统效能奠定了理论基础,也为分布式传感器网络系统的部署优化、传感器的选配等提供决策依据。     

基于多目标约束的基本保障单元人力资源优化研究

针对装备维修工作中基本保障单元的人员优化问题,在维修过程中为保证以最少的人员在最短的时间内完成预定的维修任务,分析了修理工期与人员数量的关系,应用多目标约束理论建立了工期人员优化的多目标数学模型,通过预处理将模型转化为路径组合优化问题,并用改进的蚁群算法对模型的求解进行了研究,最后通过实例验证了优化模型及求解方法的有效性和实用性。