基于微分平坦与MPC的智能车换道控制算法

为了提高智能车换道的安全性,提出了一种基于微分平坦理论与模型预测控制(MPC)算法相结合的智能车换道轨迹规划与跟踪算法。该算法利用约束求解得到基于sigmoid函数的优化路径;将其与多项式参数化时间函数作为平坦输出,利用微分平坦理论构造一个非线性性能指标函数并对其进行优化求解完成车速规划;从而实现对智能车辆路径-速度分解式的轨迹规划。利用动力学模型预测控制算法线上控制的优点,对智能车的车轮转向进行实时控制,使得车辆按照规划好的轨迹行驶完成换道。通过CarSim与MATLAB/Simulink的联合仿真,将提出的轨迹规划算法应用于车辆系统仿真软件中进行验证,结果表明该算法能够实现对智能车进行轨迹规划和跟踪控制,使其安全高效地换至目标车道。     

基于EPMM的软件过程模型规范化研究

为了开发高质量的软件过程模型,有必要对软件过程模型的规范化进行研究。本文基于EPMM对过程的形式化定义,考虑到传统软件过程和软件演化过程的特点,给出过程第一范式(1PNF)、过程第二范式(2PNF)、过程第三范式(3PNF)和过程第四范式(4PNF)的定义,并给出它们的判定算法。本文建议:对于传统的软件过程模型,应设计到满足2PNF;而对于软件演化过程模型,应设计到满足3PNF。本文为建模高质量的软件过程模型提供了指南。     

基于反馈的软件演化过程模型*

对软件演化及过程的特征进行了描述,提出软件演化过程的具体活动;分析了软件演化过程中的反馈机制,提出了基于扩展双变迁Petri网和反馈循环的软件演化过程模型.     

应用带补偿的机会约束规划策略优化精馏过程的研究

精馏过程优化存在许多不确定变量,其对优化结果的影响是不可忽略的,所以需要找到真实反映不确定变最的数学模型,找到最优的求解方法得到精确解,进而得到最优的优化结果.本研究通过分析随机规划策略和不确定因素的特性及其对精馏优化过程的影响,对不确定因素进行分类,应用带补偿的随机规划和机会约束规划实现不确定因素对优化目标和约束的影响.对于模型中的机会约束,由于不确定输入变量和不确定输出变量间存在单调关系,所以可以通过对不确定输入变量的多重积分将机会约束转化为等价地确定性非线性约束,此时模型转化为含有非线性约束的带补偿的随机规划模型,此模型通过改进的蒙特卡罗(Monte Carlo)积分和含有序列2次规划(SQP)的Benders分解相结合的混合算法有效的求解.所提出的求解方法借助于Matlab软件能够得到比较精确的结果.采用本文所提出的模型及求解方法对精馏塔操作的模拟实验过程进行优化研究,可以看出带补偿的机会约束规划模型能够很好地反映不确定变量对优化过程的影响.所以本文提出的模型和求解方法是有效可行的,且对于以后的不确定优化研究具有很好的指导意义.     

基于时间Petri网的工作流模型分析

工作流管理的最终目的是实现适当的人在适当的时间执行适当的活动.企业要获得竞争力,需要在工作流模型中考虑与业务过程相关的时间约束.一个考虑时间因素的工作流模型,需要在投入运行前进行时间规范与验证,以保证工作流执行的时间协调.通过为工作流网元素扩展时间属性,得到集成业务过程时间约束的工作流模型??时间约束工作流网(TCWF-nets).基于对业务活动的可调度性分析,提出了时序一致性验证方法,确保工作流执行中活动之间时间交互的安全性.在所附加的时间约束下,该可调度分析方法不仅能够检测某一给定工作流调度的时间可行性,还能对特定的实例给出一个最优调度,使工作流执行延迟最小.研究结果表明,该方法支持业务过程的时间建模与分析,对于丰富现有工作流系统的时间管理功能以及增强现存工作流软件对动态业务环境的适应性具有重要意义.     

计算机数控系统光滑时间最优轨迹规划

基于控制向量参数化(CVP)方法, 研究了计算机数控(CNC)系统光滑时间最优轨迹规划方法. 通过在规划问题中引入加加速度约束, 实现轨迹的光滑给进. 引入时间归一化因子, 将加加速度约束的时间最优轨迹规划问题转化为固定时间的一般性最优控制问题. 以路径参数对时间的三阶导数(伪加加速度)和终端时刻为优化变量, 并采用分段常数近似伪加加速度, 将最优控制问题转化为一般的非线性规划(NLP)问题进行求解. 针对加加速度、加速度等过程不等式约束, 引入约束凝聚函数, 将过程约束转化为终端时刻约束, 从而显著减少约束计算. 构造目标和约束函数的Hamiltonian函数, 利用伴随方法获得求解NLP问题所需的梯度.     

产品开发方案优化的模糊机会约束规划模型及求解

为解决项目网络计划中产品开发方案的时间、成本、质量的不确定优化问题,在模糊机会约束规划的框架下分别建立了基于关键路线的项目周期优化模型、基于资源使用的项目周期-成本优化模型和基于质量功能展开(QFD)的产品周期-质量优化模型,在此基础上构建了项目周期-成本-质量多目标优化模型;在使用模糊模拟技术处理3个目标函数约束的过程中,构建了一个基于遗憾度的适应度函数,然后利用离散微粒群算法对多目标优化模型进行求解.最后,以滚珠丝杆副产品开发项目的方案优化为例验证了文中模型的合理性和算法的有效性;实验结果表明,周期-成本-质量多目标优化模型的求解得到的方案能够取得时间、成本和质量的平衡优化,为产品开发项目的规划提供了定量、可靠的决策依据.     

一种基于过程构件的软件演化过程设计方法

软件构件技术已成为软件开发的一种重要方法,同样过程构件技术在软件过程设计中也起着重要作用。过程构件技术对于提高软件过程的设计效率,增强过程的可复用性以及保证软件过程的质量有着十分重要的意义。主要针对软件演化过程(SEP)的设计,提出一种基于过程构件的过程设计方法,通过对过程构件和连接件进行连接与组装,最后得到以Petri网形式描述的软件演化过程模型。     

旋转约束的船舶装配拆卸路径规划算法

研究船舶装配拆卸路径规划优化问题,设备在安装维修过程中时会受到各种约束的限制,对快速有效地规划可行的装配拆卸路径-直都是船舶虚拟原型设计中的难点之-.针对装配拆卸路径规划中的旋转约束问题,提出一种基于快速探索随机树(RRT)算法的新的旋转约束路径规划算法.算法针对RRT算法中基于欧拉角的三维空间旋转分量随机采样函数分布不均匀的问题,设计了一种新的欧拉角均匀分布随机采样函数来生成随机位姿点,将欧拉角距离引入到C空间距离度量函数中,对路径中的旋转变化量进行控制,并引导路径规划方向.进行仿真的结果证明,算法能够对高维空间中刚体的旋转范围进行有效控制,具有较高的装配效率.     

利用CNC多维约束的S型速度规划

经典控制模型中存在时间过耦合,而速度规划与实时轨迹控制都与时间关联,导致实时计算量、规划与控制协调性等不足的问题,提出利用CNC多维约束的S型速度规划方法.首先建立双重反馈的控制模型,内反馈继承经典控制模型将时间反馈到控制器,外反馈将非时间反馈到规划器;然后将影响速度规划的因素分为时间相关与时间无关,与时间相关因素在控制器中实时控制,与时间无关因素在规划器中进行非时间速度规划;在规划器中建立基于轨迹路径长度、轨迹几何特性、运动参数以及程序行号等信息的多维约束模型;最后以路径长度代替时间作为运动参考量,结合多维约束模型,考虑轨迹的几何特性与路径长度映射关系,使轨迹特性与非时间建立具有空间性关联.通过MATLAB仿真对控制模型的抗干扰能力进行验证,并通过CODESYS软件编程和实验的结果表明,所提方法是可行和有效的.