一种基于最优算法的导弹鲁棒稳定性评估方法

在对参数不确定性导弹控制系统进行多通道鲁棒稳定性评估时,传统方法在计算效率及结果可靠性方面存在不足。提出一种遗传-Nelder-Mead单纯形混合优化算法,利用遗传算法的全局搜索能力,寻找目标函数的近似最优解,并将其作为Nelder-Mead单纯形法搜索的初值,利用Nelder-Mead单纯形法局部寻优的优势,在近似解的邻域内搜索精确解。通过测试函数验证,算法在计算效率和计算精度方面都有很大提升。最后讨论了算法在导弹控制系统鲁棒稳定性评估中的应用价值。     

结构可靠性优化的通用生成函数-序列优化与可靠性评估方法

通用生成函数（UGF）法在处理随机变量为非正态、功能函数为高度非线性的概率分析问题时具有较大优势。为提高结构可靠性优化求解的精度，提出了一种基于通用生成函数的序列优化与可靠性评估方法。该算法引入高精度可靠性分析方法和偏移向量求解策略完成优化，将迭代过程分为3个环节完成：第1环节利用最小二乘法拟合偏移函数的响应面回归模型，根据模型和许可可靠指标求解偏移向量；第2环节根据所求偏移向量完成确定性优化，得到当前设计点；第3环 节利用UGF法进行可靠性分析和评估，并根据相关约束重新构建偏移函数。算例分析表明，所提方法在保证求解效率的同时提高了优化精度，并很好地解决功能函数为高度非线性时优化结果无法收敛的问题。     

基于混合优化算法的小子样复杂规律建模方法

针对在高速飞行器建模及动力学特性分析过程中,用多项式拟合方法求解飞行器小子样复杂规律建模问题的不足,提出了基于混合优化算法的高速飞行器数据拟合的新思路,即将建模中气动、动力小子样参数拟合问题转化为最短路径的优化问题,要求拟合出来的函数经过各数据节点的同时,走最短的路径,从而将数据拟合问题转化为非线性优化问题。该方法突破了传统多项式拟合阶次小于节点数的限制,获得了能够准确反映模型特性的平滑曲线。鉴于混合优化算法（仿生优化算法与序列二次规划的局部优化算法相结合）收敛半径大、优化精度高等优点,以某型高速飞行器小子样气动参数点为例,采用混合优化算法进行优化,在飞行器建模及动力学特性分析中用拟合得到的模型计算气动参数,可大大提高计算精度,仿真试验亦取得了满意的效果。     

某轻型火炮结构参数灵敏度分析及稳定性优化

针对某轻型火炮射击精度和稳定性问题,提出了以提高火炮射击稳定性和减少炮口扰动为目标函数的火炮总体结构参数优化设计问题。利用ADAMS软件建立了火炮发射动力学模型及参数优化模型,并利用ISIGHT软件采用遗传算法进行了优化求解。优化结果表明,优化后火炮系统的射击稳定性得到了很大提高,同时,也验证了优化模型的正确性和优化算法的可靠性。     

基于粒子群-牛顿算法的弹丸阻力系数辨识

针对传统牛顿迭代法在辨识弹丸气动参数时需要精确估计参数初值的问题,提出了基于粒子群初值选取的牛顿迭代优化算法辨识弹丸的零升阻力系数.采用弹丸的六自由度模型作为系统模型,以最大似然准则作为辨识判据,结合粒子群算法的群体搜索性以及牛顿迭代法的局部细致搜索性,对辨识判据进行了优化,并且根据灵敏度计算分析了参数的可辨识性.通过仿真和实际数据辨识对算法的精确性和可靠性进行了验证.仿真和实际辨识结果表明,该方法能有效地辨识旋转弹丸零升阻力系数,可为进一步提高射表精度、节省用弹量提供参考价值.     

基于矩估计/最小二乘法的杂波模型参数估计方法

针对传统杂波模型的参数估计方法无法兼顾计算效率和精度的问题,提出了一种基于矩估计和最小二乘法的杂波统计模型混合参数估计方法,以矩估计法得到模型参数的初始值,使用最小二乘法迭代优化得到参数估计的最终值,数字仿真的结果证明了此方法的有效性和准确性;该混合模型参数估计方法可以在计算量不大、原理简单的情况下实现模型参数的精确估计,且不局限于单一杂波模型的参数估计,具有很好的通用性和工程应用价值.     

基于混沌搜索的AMPSO-WNN 在交流伺服系统中的应用

为解决大功率交流伺服系统存在非线性和参数时变等不确定性的问题,提出一种混沌搜索的自适应变异 粒子群优化小波神经网络的预测模型。建立交流伺服电机数学模型,利用不同变异方法使粒子趋近于不同的搜索区 域,引入混沌优化算法改进粒子群,采用基于混沌搜索的AMPSO-WNN 算法,以提高全局收敛的概率和速度。仿 真结果表明：优化后模型的预测精度高于优化前,且改进后算法具有较强的函数逼近能力,网络性能得到了显著提 高,局部极小值问题得到了有效解决。     

高超声速巡航气动参数/轨迹联合优化与算法比较

针对高超声速稳态巡航飞行的气动参数/轨迹联合优化问题,设计了嵌套形式的两级优化器。其中,内层优化器针对巡航轨迹进行优化,优化算法选用序列二次规划算法(Sequential Quadratic Programming,SQP);外层优化器基于巡航轨迹的优化结果,对气动参数进行优化,分别采用序列二次规划算法、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和基于两者的混合算法进行优化。对整个联合优化问题进行了描述,对嵌套联合优化的方法优势和流程进行了说明。给出了嵌套优化器在内外2层的优化模型,包含设计变量、目标函数和约束条件。最后,进行了多组联合优化仿真,得到了巡航航程随升阻比提高的优化幅度曲线。同时,对不同外层优化算法下的优化全局性、计算效率等进行了对比分析,并结合各方法的优缺点,给出了实际优化问题中优化算法选用的建议。     

混沌遗传混合算法及其在弹簧剪应カ校核中的应用

提出了一种基于浮点数编码技术的新型混沌遗传混合算法( CGHA)。利用混沌优化进行“粗搜索”而获得质量较优的初始化种群,采用幂函数载波提高了混沌搜索的充分性与遍历性;利用遗传算法(GA)进行“精搜索”,保证了种群不断进化,又设计了一种混沌退化变异算子,避免了搜索过程陷入局部极值的陷阱而快速收敛于全局最优解。用该新型混合算法解决了圆柱螺旋弹簧的剪应力校核这一典型机械优化设计问题,并与传统罚函数法、混沌-Powell混合算法及标准GA进行了比较。计算结果表明,CGHA在提高解的精度及加快收敏速度方面均优于这些算法,从而为解决机械优化设计问题提供了一种新途径。     

基于改进粒子群算法的反舰导弹在线目标分配

针对反舰导弹预先目标分配无法应对战场环境动态变化的难题,提出了基于领弹、数据链、卫星定位技术的在线目标分配的设想。综合考虑影响反舰作战效能的各种因素,构建了目标分配优化模型和作战效能主要评价指标的计算模型。为了满足反舰导弹协同攻击在线目标分配的实时性要求,提出了一种改进的粒子群算法。首先通过设计编码方式避免了多导弹弹道交叉和初始粒子群中由于存在大量非可行解而导致搜索效率降低的问题;然后通过引入变异和交叉算子,既增加了解的多样性,又加快了解的收敛速度;最后通过线性变化惯性权重、认知系数和社会系数,进一步提高了算法的搜索精度和搜索效率。仿真结果表明,构建的模型和提出的算法能够快速有效地解决反舰导弹协同攻击在线目标分配问题。     

基于改进布谷鸟搜索算法的结构耐久性优化方法

将布谷鸟搜索算法与耐久性分析相结合,研究一种结构耐久性优化设计方法。建立了以可靠寿命为目标或约束的结构耐久性优化模型,针对复杂结构可靠寿命函数非线性强、多极值等问题,引入一种新型群智能全局优化算法——布谷鸟搜索算法,从迁徙策略、收敛准则、约束处理等方面研究改进了布谷鸟搜索算法,进一步提高了其收敛性和效率。利用双循环方法求解可靠寿命目标、单循环方法处理可靠寿命约束的概率优化策略,提出了一种稳健的结构耐久性全局优化的改进布谷鸟搜索算法。通过某轻量化车辆传动箱体应用,结果表明该方法具有较好的收敛效果和计算效率,在满足耐久性约束条件下实现了减轻质量的目标。     

有限混合泊松分布参数优化的改进EM算法

为解决 EM 算法易于陷入局部最优的问题,提出一种有限混合泊松分布参数优化的改进 EM 算法。建立混合泊松分布模型,利用 EM 算法求解模型中的参数向量,并结合算例指出该算法对初值敏感的缺陷,引入智能优化算法对算例进行改进。分析结果表明：使用优化算法后,对数似然度的增大十分明显,增加了求得最优解的概率。     

改进布谷鸟算法在成败型产品可靠性抽样检验方案设计中的应用研究

成败型产品可靠性抽样检验方案设计一直是可靠性试验领域亟待解决的问题之一,使用元启发式算法进行求解是一种新思路。布谷鸟算法是近年来提出的一种新颖的元启发式算法,以其简单高效而获得了广泛应用。提出了以风险距离为目标的成败型产品可靠性抽样检验方案设计模型,之后对标准布谷鸟算法的机理进行了阐述,并针对算法局部寻优能力差的问题,提出了一种两阶 段发现概率方法来协调算法的全局搜索能力和局部搜索能力,最后结合具体的算例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于量子遗传算法的雷达组网布站分析

针对弹道目标雷达组网测试,测量设备布站设计是一个典型的复杂优化问题。基于量子遗传算法搜索机理和待求解优化问题特性,以弹道测量精度为目标函数,设计了优化算法计算流程。对一种多雷达设备组网布站测量进行了仿真评估,重点关注了量子遗传算法2种旋转角策略对搜索全局最优解的影响。结果表明:区别于旋转角变小的更新策略,旋转角变大的更新策略虽然收敛速度下降,但获得全局最优解的概率增大。研究结果为量子遗传算法在弹道组网测试领域的应用提供了参考。     

火炮武器－目标分配模型及其算法研究

根据火炮不同作战任务或作战目的,防空反导火炮作战目标分配需遵循最大威胁法则,而远程压制火炮作战目标分配需遵循最大毁伤法则。针对火炮武器－目标分配问题,提出了两种典型的火炮武器－目标分配模型,分别为防空反导、远程压制目标分配。针对上述模型提出了基于模拟退火的目标分配优化算法,并通过嵌入局部领域贪婪搜索策略,提高了该算法的收敛速度和搜索效率。仿真结果表明,该算法具有收敛速度快、分配偏差低的优点,在军事领域具有潜在的应用价值。     

基于分解策略的SSO任务发射轨道优化研究

700 km太阳同步轨道为运载火箭弹道设计中典型的发射任务。采用轨迹分解优化策略对此类任务的发射轨道进行研究,分析了中间轨道近地点高度、入轨点真近点角两个约束变量对火箭运载能力的影响,并重点结合气动热流限制对约束变量的取值进行了计算分析。采用的研究思路和得出的结论对于运载火箭上升段弹道的优化设计以及提升运算收敛性和设计效率均有一定的意义。     

具有参数不确定性的火炮弹药协调器定位精度优化

基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性,提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素,对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样,根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值;在Simulink中建立协调过程的机电系统模型,并对各个采样点进行仿真以获取定位误差,对定位误差进行加权取和作为性能指标,使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明,该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性,提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素,对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样,根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值;在Simulink中建立协调过程的机电系统模型,并对各个采样点进行仿真以获取定位误差,对定位误差进行加权取和作为性能指标,使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明,该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。     

基于泰勒展开法的结构混合可靠性分析

针对既有随机变量又有区间变量的混合不确定性问题，提出一种新的可靠性分析方法。该方法基于泰勒展开，得到了结构功能函数上界和下界的表达式；借助于降维方法，将功能函数近似表示为n个一维变量函数之和，利用泰勒展开，推导结构功能函数的前4阶中心矩；运用四阶矩法可分别获得结构失效概率的上界和下界。该方法无需随机变量的分布概型，避免了对迭代最可能失效点的求解。数值算例结果表明，该方法具有较高的计算精度和较好的适应性。