电磁发射系统以太网拓扑结构建模优化

拓扑结构优化模型是网络中的一类重要模型,可以有效地优化系统整体链路性能。针对电磁发射系统以太网拓扑结构中部分节点和链路的负载过大,一旦发生堵塞,将会影响网络中关键链路性能的问题,建立网络拓扑结构优化的多目标规划模型,并提出一套基于基因环操作的遗传算法对其进行求解,通过仿真得出最优的网络拓扑结构。根据仿真结果修改实际网络节点默认配置参数,结果显示该模型和算法能有效均衡负载,降低网络冲突率,且不需要改变电磁发射系统以太网的物理链路,不会增加额外成本,对电磁发射类系统具有普适性的意义。     

辐射叶加载的短波宽带鞭状天线优化设计

提出一款具有多层辐射叶结构的新型鞭状天线,在10 m鞭状天线体上设置不同的辐射叶层数、半径、长度、分支数、仰角及其分布情况,研究其对天线辐射性能的影响,综合考虑选择一套最合适的辐射叶结构,并为天线进行双加载和宽带匹配网络的算法优化。仿真结果表明,与现有的普通宽带鞭状天线相比,增益和效率得到了普遍提高,在低频段增益最高提高了3 dB,效率最高提高了5%;在高频段增益最高提高了5 dB,效率最高提高了35%,方向图上翘也得到了一定的抑制,为改善现有的宽带鞭状天线提供一种新的结构设计方法。     

Balancing a one‐way corridor capacity and safety‐oriented reliability: A stochastic optimization approach for metro train timetabling

In urban rail transit systems of large cities, the headway and following distance of successive trains have been compressed as much as possible to enhance the corridor capacity to satisfy extremely high passenger demand during peak hours. To prevent train collisions and ensure the safety of trains, a safe following distance of trains must be maintained. However, this requirement is subject to a series of complex factors, such as the uncertain train braking performance, train communication delay, and driver reaction time. In this paper, we propose a unified mathematical framework to analyze the safety‐oriented reliability of metro train timetables with different corridor capacities, that is, the train traffic density, and determine the most reliable train timetable for metro lines in an uncertain environment. By employing a space‐time network representation in the formulations, the reliability‐based train timetabling problem is formulated as a nonlinear stochastic programming model, in which we use 0‐1 variables to denote the time‐dependent velocity and position of all involved trains. Several reformulation techniques are developed to obtain an equivalent mixed integer programming model with quadratic constraints (MIQCP) that can be solved to optimality by some commercial solvers. To improve the computational efficiency of the MIQCP model, we develop a dual decomposition solution framework that decomposes the primal problem into several sets of subproblems by dualizing the coupling constraints across different samples. An exact dynamic programming combined with search space reduction strategies is also developed to solve the exact optimal solutions of these subproblems. Two sets of numerical experiments, which involve a relatively small‐scale case and a real‐world instance based on the operation data of the Beijing subway Changping Line are implemented to verify the effectiveness of the proposed approaches.     

加权模糊C均值聚类算法实现BDS三频组合观测值优选

在对BDS三频载波相位组合观测值进行误差分析的基础上,确定了优选载波相位线性组合系数的筛选标准。针对传统聚类算法在高维多频混合数据集分类中存在的不足,采用一种基于加权的模糊C均值聚类算法,通过对同一维度在不同簇上赋予不同的权重值,对传统遍历搜索法所获得的部分BDS三频载波相位组合观测值进行了优化分类选取,有效解决了传统全球导航卫星系统载波相位观测值选取方法效率低的问题,同时为多系统多频数据组合观测值系数的优化选取提供了一种新的思路。对分类结果进行分析,确定了各类组合观测量的适用范围,并结合实测数据,利用无几何层叠模糊度解算方法对优选组合进行了整周模糊度的解算,结果验证了该方法的可行性。     

喷嘴结构对高压水射流影响及结构参数优化设计

喷嘴是产生高压水射流的关键部件,其结构形式对射流动力学性能有很大影响。以圆柱形喷嘴为对象,进行喷嘴结构对高压水射流的影响分析及结构参数优化设计。采用两相流计算流体力学模型进行喷嘴内外的射流流场分析。为节省计算资源,在优化设计时引入Kriging代理模型替代计算流体力学模型。分别采用改进的非劣分类遗传算法和基于分解的多目标进化算法进行单目标和多目标优化设计。研究结果表明:直线型喷嘴总体性能较优,凹型喷嘴的次之,凸型喷嘴性能最差。以直线型喷嘴为设计对象,以射流初始段长度和流量为目标,得到了单目标和多目标优化设计结果。单目标优化时,两个指标较基准外形分别提高14.71%和27.56%。多目标优化时,优化得到的半锥角处于[15.4°,89.8°]区间内。运用代理模型和进化算法的全局优化方法在进行喷嘴的优化设计时是有效的。     

面向多平台多目标协同跟踪的指派问题

针对多平台多目标协同跟踪中要求多个无人地面平台尽可能均匀地协同跟踪多个目标的特点,提出了改进的离散粒子群优化算法。首先采用连续型粒子群优化算法中的速度和位置迭代公式,然后对粒子位置进行离散编码,使粒子编码对应于可行的指派方案;其次,在优化算法中引入局部搜索,提高算法寻优性能。最后将所提算法应用于多平台多目标协同跟踪中的指派问题,并与未加入局部搜索的粒子群优化算法比较,仿真结果表明,加入局部搜索后的离散粒子群优化算法具有较好的寻优性能。     

频率匹配准则的某型机枪自动机结构参数优化

首先分析了影响某型重机枪射击精度的影响因素,并以武器频率匹配准则为依据,以建立的机枪动力学虚拟样机模型为平台,通过灵敏度分析,找出导气孔横截面积、活塞的有效横截面积、枪机框质量、枪机质量和枪机框缓冲簧刚度等参数是影响武器射击频率的主要因素;利用序列二次规划优化方法对自动机结构参数进行优化,优化仿真结果表明,武器的射向一致性得到明显提高,这对于武器结构方案优化设计,提高武器射击精度是至关重要的。     

飞机再次出动保障活动设计方法

飞机再次出动保障活动所需时间长短对提升飞机的作战效能至关重要,针对当前在飞机保障资源有限约束条件下,再次出动保障活动工期最短难以实现的难题,提出了基于分支切割法的再次出动保障活动时间优化方法。该方法以飞机再次出动保障活动所需时间最短为目标,以有限的保障人员和保障作业间逻辑关系为约束条件,可计算出时间最短的飞机再次出动保障活动具体流程,并用VB6.0编制成计算机程序,开发了飞机再次出动保障活动分析系统。最后,对某型飞机真实保障活动进行了实例分析,结果表明,使用该方法计算得到的结果准确、可靠,与实际保障情况相符,可为飞机再次出动保障与决策提供指导,提升保障活动的自动化水平,具有很好的工程应用价值。     

基于亚像素模糊检测的Wiener对运动模糊图像复原方法

在图像获取中由于目标运动、拍摄条件等原因,容易产生剧烈的运动模糊,难以辨认。针对运动模糊点扩散函数、信噪比不知的情况下,对传统Wiener进行了创新和实践,探讨了基于亚像素的模糊方向与深度检测和递推迭代的自适应Wiener滤波对运动图像的复原方法。该方法首先对图像进行任一方向的亚像素进行模糊运动方向计算并确认,而后解算模糊尺度。采用先验信噪比进行预设,并迭代推算得出最优值。实验表明,该方法在对拍摄的模糊图像处理能获得较理想的效果。     

基于改进粒子群算法的MIMO雷达布阵优化

针对MIMO雷达收发阵列在给定阵元数和阵列孔径下的布阵优化问题,将一种改进的粒子群算法———二分粒子群算法用于非均匀对称直线阵的旁瓣优化。该算法以MIMO雷达联合收发波束为优化对象,对MIMO雷达发射和接收阵列同时进行了布阵优化。仿真实验表明,当阵元数和孔径大小确定时,该算法可以在保证主瓣不展宽的情况下,将旁瓣峰值控制在－21dB以下,且与现有方法的相比,收敛速度更快。该算法在MIMO雷达设计方面具有一定的理论参考意义。