基于PSO优化的船舶动力定位观测器

观测器设计是船舶动力系统至关重要的一个环节,而观测器的参数选取是否合适对动力定位系统的性能将产生很大的影响。建立了船舶非线性无源观测器,为了快速获得精确的观测器参数,提出利用粒子群算法对观测器参数进行寻优,寻优过程中利用观测器的估计偏差作为粒子群的适应度函数。文章最后对参数优化的观测器进行了仿真验证,仿真结果表明优化后的观测器具有较小的估计偏差且能改善动力定位系统的性能。     

基于蚁群系统的参数自适应粒子群算法及其应用

为了解决粒子群算法惯性权重自适应问题,提出一种基于蚁群系统的惯性权重自适应粒子群算法(AS-PSO).AS-PSO首先将惯性权重取值区间离散化,各个惯性权重子区间在初期赋予相同的信息素;然后,粒子群算法中的各个粒子,根据各个惯性权重子区间中的信息素浓度和粒子在搜索空间中分布的先验知识,确定各个惯性权重子区间的选择概率,并进而实现粒子的空间搜索;最后,基于粒子的进化信息,实现惯性权重子区间信息素浓度的更新.仿真研究表明,AS-PSO算法在种群进化寻优的同时,能根据种群的进化信息,通过蚁群算法实现惯性权重参数的自适应调整和进化,且不增加测试函数的调用次数;算法寻优性能优于传统的自适应粒子群算法和根据速度信息自适应调整参数的粒子群算法.同时,算法实际应用于复杂系统模型参数的优化估计,获得满意结果.     

一种反延时电路的可靠性评估

针对反延时难以实现的状况,提出了用延时电路并联实现反延时的方法,并用极大似然法和经验Bayes法讨论了系统可靠性评估问题,给出了系统失效率、可靠度和平均寿命等可靠性指标的估计。利用计算机Monte-Carlo随机模拟的方法对可靠性指标的Bayes估计和极大似然估计进行比较,结果表明,经验Bayes估计优于极大似然估计。     

基于改进粒子群算法的网络计划工期--费用优化

本文提出了一种改进粒子群优化算法。在进化中增加了个体间的协作机制，这种改进后的学习行为更符合自然界生物的学习规律，更有利于粒子发现问题的全局最优解。最后将该方法用于PERT网络工期一费用模型求解，数字仿真表明了算法的有效性。     

混合Ⅱ型截尾样本下简单步加试验的统计分析

将Bootstrap方法引入到加速寿命试验中,在产品寿命服从Rayleigh分布的情形下,研究混合Ⅱ型截尾简单步加试验的可靠性统计分析问题,获得了参数的极大似然估计和区间估计,给出了正常应力水平下可靠度、失效率、平均寿命等可靠性指标的估计方法,最后利用Monte-Carlo方法验证了结论的正确性和可行性。     

基于粒子群优化算法的WSNs节点定位研究

为了提高无线传感器网络节点定位的精度,提出了一种基于粒子群优化估计的无线传感器网络节点定位算法。该算法简单易实现,可调参数少,通过多次迭代寻优,以提高定位精度。仿真结果表明,新算法与常用的极大似然估计算法相比可以显著提高节点定位的精度和稳定度。     

基于改进粒子群优化算法的PID控制器整定

由传统的Z-N(Ziegler-Nichols)整定公式得出的PID参数,不能得到最佳的控制性能.为此,本文提出一种基于适应度指数定标和边界缓冲墙相结合的改进型粒子群算法,应用于PID参数的整定.首先采用适应度指数定标的选中概率,挑选出粒子进行随机变异;其次对越界的粒子进行缓冲,保证粒子落在寻优空间内以增加粒子种群多样性,同时调整种群粒子个数、社会和认知因子以提高寻优效率.在仿真实验中,将改进的粒子群算法分别应用于5种不同的工业过程,整定他们的PID参数.对误差绝对值乘以时间积分的性能指标(ITAE)做最小化,得到了相应的PID参数,验证了这里提出的改进型粒子群算法的有效性.     

基于免疫粒子群算法的参数估计方法

针对污水生化反应模型参数估计问题,提出一种基于免疫粒子群算法的估计方法。该方法采用免疫算法保持粒子群的多样性,避免粒子群算法的过早收敛而降低寻优能力。利用估计的参数值对实验数据进行拟合,仿真结果表明,拟合误差率低于标准的粒子群和遗传算法,进一步提高了污水生化反应模型参数估计精度。     

基于粒子群优化的多维标度节点定位算法

针对无线传感网络节点定位易受外部环境影响的问题,提出一种基于粒子群寻优的多位标度定位算法。利用基于动态路径损耗指数的接受信号强度测距,建立距离矩阵,使用多维标度方法构建节点的相对坐标,通过四参数坐标转换模型得到绝对坐标,再用绝对坐标与实际坐标的差异度作为粒子群寻优的适应度函数,通过分群搜索,优化节点位置估计。仿真结果表明：改进算法对实际环境影响具有较好的鲁棒性,节点定位精度有了明显的提高,能够满足定位系统需求。     

基于PSO算法的变差函数球状模型参数拟合

对一阶变差函数球状模型及其二阶套合结构的参数拟合进行研究,利用粒子群优化(PSO)算法在求解非线性优化问题时收敛的快速性以及全局寻优的有效性等优势,将待拟合球状模型的参数组合为一个粒子向量,在PSO算法迭代过程中对部分粒子进行混合柯西-高斯变异,实现变差函数球状模型最优参数的自动拟合。仿真实验结果表明,该方法操作简单、可靠性高。     

基于MC的计算机仿真随机模型分析与设计

计算机仿真系统中经常要应用研究对象的随机分布模型获得符合要求的随机数,给出了利用蒙特卡罗(MC)法来近似地描述研究对象的概率分布的一般方法,设计了高质量的随机数发生器,研究了利用MC法得到计算机仿真系统中常见的随机分布模型算法,具有一定的实用价值.通过仿真实例,分析了在实际应用中应该注意的问题.     

Stochastic pert networks: OP diagrams,critical paths and the project completion time

Fisher and Goldstein [5–7] have recently derived closed form expressions for the expectation, variance and distribution of the project completion time of stochastic PERT networks when the durations of the tasks in the network can be written as mutually independent, probability mixtures of general-gamma [8] random variables (a more general result is described in [9]). In this article, it is shown that their methods can also be used to obtain the probability that a particular path in the PERT network is critical [6].One possible criticism of their approach is that computation of both the probability that a particular path is critical and the summary characteristics of the reaction time distribution require the translation of a PERT network into an OP (Order-of-ftocessing) diagram. Currently, this translation can only be done manually, a very laborious process for even moderately complex networks. In this article, an algorithm is developed which can be used to generate the OP diagram for a given PERT network. The algorithm has been implemented in FORTRAN.Once the OP diagram is constructed, computation of both the probability that a particular path is critical and the expectation, variance and distribution of the project completion time requires only simple matrix operations when the durations of the tasks in the network are mutually independent probability mixtures of general-gamma random variables. More complex calculations are required when other distributions of the task durations are involved.     

工程项目未按期完工概率估算的新型数值模拟算法

考虑到生产力波动、现场条件改变等不确定性因素的影响,工程项目的进度管理一般采用计划评审技术(program evaluation and review technique,PERT)网络模型,并以未按期完工概率作为重要的进度风险分析指标.针对工程项目的未按期完工概率估算,基于区域分解法,提出一种新型的数值模拟算法.针对PERT网络中的任一路径,将该路径的工期超出目标工期的事件定义为基本事件,从而将项目的未按期完工事件表示为所有基本事件的并集.所提出算法通过估计基本事件间的交集程度,对基本事件的概率求和进行折减,从而估算项目的未按期完工概率.通过算例验证,所提出模拟算法具有较好的估算准确度,且与蒙特卡罗方法相比有明显的计算效率提升.     

PLANET: A simulation approach to PERT

PLANET is a modification of PERT which permits use of arbitrary activity duration distributions in Monte-Carlo simulations which provide approximate distributions for completion times for project milestones and which identifies three classes of slacks for activities: total slack, free slack, and incremental slack (a new concept). The concept of “critical path” is supplemented by that of “probability of criticality” for each activity. This provides an improved basis for reallocation of resources using a “rob Peter to pay Paul” principle. The algorithms used are designed to have running times linearly proportional to the size of the underlying PERT network so PLANET should execute efficiently, even on large networks.     

蒙特卡洛仿真在移动通信中的应用研究

蒙特卡洛法的实质是利用服从某种分布的随机数来模拟现实系统中可能出现的随机现象。该文首先给出了如何利用蒙特卡洛(Monte-Carlo，简称MC)法来近似地描述研究对象的概率分布的一般方法；然后利用这一工具重点地研究如何模拟移动通信中的高斯(正态)、Reyleigll、Rice和Nakagami-m等四种常见的随机分布。在此基础上，该文详细地介绍了如何利用蒙特卡洛法对AWGN信道上的QPSK通信系统的传输特性进行仿真，同时也给出了16PSK系统的仿真结果。由于MC法是一种随机计算机模拟试验，其仿真精度与仿真次数有关。论文以AWGN信道的QPSK通信系统为例，用MC法仿真QPSK比特误码率BER随仿真次数变化曲线，并与理论值曲线做比较。仿真结果表明：在通信系统中，若仿真次数(或系统发送符号序列数)大于5000，MC仿真精度能基本满足工程上的要求。该文提供的方法对那些缺乏通信仿真软件的通信工作人员有一定的参考作用。     

Stochastic activity networks: a four-parameter approach for completion times

A new approach to find an accurate and realistic estimate of the completion time of PERT type network projects is presented. The project completion times calculated by the new method are compared with those of the standard textbook PERT method against bench mark values supplied by a simulation program. Beta distribution with four parameters is assumed for each activity. The four moments of the paths are calculated and Schmeiser-Deutsch distribution is fitted to each path. The project completion time is computed as the maximum of n stochastic variables represented by each path length. The project completion times found by this new technique are more accurate and much closer to the simulated values than those of PERT values. The significance is more prominent in cases where there are multiple paths with near equal lengths. The results may have practical applications in project management and overcome the perennial problem of ‘late projects’.     

基于Petri网的作战单元任务可靠性仿真

现代战争要求充分发挥武器系统的整体作战效能,任务可靠性为武器系统作战效能的评估提供了依据。本文在分析作战单元任务可靠性仿真重要性以及Petri网技术优点的基础上,描述了作战单元复杂任务的构成及特点,建立了作战单元任务可靠性理论模型并明确仿真思路,利用Petri网技术,在ExSpect仿真环境下逐层构建了作战单元复杂任务可靠性仿真模型,最后针对具体实例进行仿真分析。实例结果表明,此模型可以有效的对作战单元任务可靠性进行仿真,对增强部队综合保障能力具有积极的意义。     

基于贝叶斯网络的软件项目进度管理模型

根据软件项目的特点以及软件项目进度的安排,本文提出了基于贝叶斯网络的软件项目进度管理模型,在PERT图的基础上构造贝叶斯网络模型,由专家判断和工程经验确定网络中的概率参数。该模型可实现对项目进展情况的监控和控制,识别开发中对项目影响的不确定性因素,并进行反向参数学习,从而可以及时地调整不合理的开发进度,以达到优化的作用。仿真实验结果表明,该模型与实际情况相符合,应用于实际项目开发中取得了很好的效果。     

基于信息熵的多电飞机供电可靠度评估

由于多电飞机拓扑结构复杂且发生故障的概率较低,采用传统的蒙特卡罗采样方法进行可靠度评估时存在采样次数多,仿真时间长等缺点。通过信息熵引入多元件系统的近似概率分布,从而提出一种适用于多电飞机供电可靠度评估方法,在信息熵中引入最优参数,改变了元件的故障概率分布,构造了元件零方差概率密度函数的近似函数,然后利用差分进化求解最优参数。结合对偶抽样的信息熵法可进一步降低采样过程的方差,提高了传统蒙特卡罗方法的采样效率。最后使用一个多电飞机电源系统为应用案例,对几种可靠度分析方法进行收敛性和准确性分析,其结果表明本文方法在小概率事件评估问题上优势明显。     

An approximation of the activity duration distribution in PERT

PERT is widely used as a tool for managing large-scale projects. The traditional PERT approach uses the beta distribution as the distribution of activity duration and estimates the mean and the variance of activity duration based on the “pessimistic”, “optimistic” and “most likely” time estimates. Several authors have modified the original three point PERT estimators to improve the accuracy of the estimates. This article proposes new approximations for the mean and the variance of activity based on “pessimistic”, “optimistic” and “most likely” time estimates. By numerical comparison with actual values, the proposal is shown as more accurate than the original PERT estimates and its modifications. Another advantage of the proposed approximation is that it requires no assumptions about the parameters of the beta distribution as in the case of existing ones.Scope and purposeThe traditional PERT model uses beta distribution as the distribution of activity duration and estimates the mean and the variance of activity duration using “pessimistic”, “optimistic” and “most likely” time estimates proposed by an expert. In the past several authors have modified the original PERT estimators to improve the accuracy. This article proposes new approximations for the mean and the variance of activity duration which are more accurate than the original PERT estimates and their modifications. Another advantage of the proposal is that it is not based on any assumptions about the parameters of the beta distribution as in the case of the existing ones.