基于遗传算法的飞机垂直剖面优化研究

垂直剖面优化的主要功能是优化飞机在纵向飞行过程中的航迹参数,是飞行计划及飞机性能管理的重要组成部分。垂直剖面优化的主要作用为减少飞机飞行过程中的燃油成本或综合考虑时间成本及燃油成本来降低飞行的运营成本。以某型飞机为研究对象,进行了垂直剖面性能数据分析,基于能量状态法完成了优化指标设计,采用遗传算法完成了纵向飞行轨迹优化求解,实现了最低燃油消耗、最小运营成本设计。     

一种基于遗传算法的航迹优化技术

飞行器在低空突防任务执行过程时,需要以任务规划所得的参考航线为基准,采用一种基于遗传算法的航迹优化方法;优化过程中,采用特定的编码方法和适应度函数,并针对优化过程中的一些具体问题提出了解决方案;仿真结果表明,采用基于遗传算法的航迹优化技术所生成的参考航线,能严格经过飞行器的出发点和目标点,使威胁飞行器的因素最小,有效提高了任务生存能力.     

基于遗传算法的无线传感网络能量优化方法研究

在大多数无线传感网络的应用场景中,网络节点通常由不可充电的电池供电。因此,最大限度降低无线传感器网络的电池能耗是提高其性能的关键。本文针对无线传感器网络数据通信的能耗问题,提出了一种基于能耗模型的遗传优化方法,并研究了3组不同能量模型对遗传算法性能的影响。此外,在MATLAB平台上进行了60次蒙特卡洛实验,选择了提出的算法中最小能耗的最优参数集。     

基于遗传算法的动态轨迹匿名算法

现有的轨迹隐私保护技术大多是对移动对象的静态轨迹数据进行保护,却忽略了移动对象动态轨迹依然存在隐私泄露的风险.针对此问题,提出基于遗传算法的动态轨迹匿名算法.利用遗传算法搜索全局最优解的特性,在移动对象当前时间段内的历史轨迹中建立轨迹行为模式,通过轨迹行为模式预测移动对象的轨迹,根据移动对象新增的预测轨迹不断更新轨迹行...     

飞机飞行轨迹仿真系统设计与实现

捷联惯导软件测试中,一般难以得到真实的航迹数据和飞行器的各种参数,针对要获得飞行轨迹数据和惯性器件输出参数,设计飞行轨迹仿真系统利用LabVIEW虚拟平台,将战斗机各种典型的飞行动作进行模块化处理,自由组合成一条飞行轨迹用于实时仿真测试.系统中的轨迹建模以几何算法为主,避免了采用差分算法时产生的计算误差,实现飞行航迹各参数的实时动态显示.对飞行中空气阻力对轨迹的影响进行了分析,加入空气阻力并建立新的模型,得到误差曲线.实验结果表明,系统能够实现轨迹的动态特性,同时空气阻力的影响也与理论相符,可以得到有用测试数据.     

一种基于遗传算法的空间机械臂避障轨迹规划方法

针对空间机械臂系统的一系列特殊需求,提出了一种空间机械臂轨迹规划方法.假设机械臂在关节空间下存在一条可以用两段高次样条曲线分段描述、满足所有空间机械臂运动特性要求的理想轨迹.这两段样条轨迹之间的连接点参数能够影响两段样条函数在空间中的扭曲形状,从而使机械臂在遵从样条轨迹运动的同时避开所有障碍.首先建立理想轨迹的分段描述方程,将方程中的未知量用与中间点有关的参数进行描述,将不能够确定的中间点相关参数提取出来作为待定参数,从而将空间机械臂轨迹规划问题转变为一个多目标优化求解问题;其次应用遗传算法进行求解,在分析空间机械臂控制需求和障碍的笛卡儿空间描述的基础上,通过加权系数法建立关于笛卡儿空间机械臂末端轨迹长度、关节空间机械臂运动角度、运动过程中关节最大扭矩、机械臂总运动时间和碰撞情况的遗传算法适应度评定函数.最后应用遗传算法在关节空间下规划出一条无碰撞、动力学特性满足裕度要求、轨迹长度和运动时间较短的理想轨迹.另外,上述方法具有拓展性,通过多次分解轨迹求取中间点,能够使机械臂避开非常复杂的障碍.利用该方法在通过C语言建立的空间机械臂仿真平台上进行验证,结果表明该方法稳定、有效,生成的轨迹满足空间机械臂的性能要求.     

基于6-UCU型平台并联机床的轨迹时间优化

本文针对基于6-UCU型Stewart平台的并联机床提出了一种轨迹时间优化方法。建立该运动平台的运动学逆解模型。通过三次多项式插值对上平台的轨迹点进行插值,通过反解模型求出各个驱动臂对应的位移。建立时间优化的模型,使用遗传算法结合五次多项式插值对轨迹点之间的速度,加速度进行求解。计算得出优化后的运行时间与未优化前对比优化了14.9%。最后将得到的加速度导入到ADMAS模型中进行仿真验证,结果表明该轨迹运行平稳,仿真测量的驱动臂位移与计算得出无明显差别。     

民机编队的多阶段轨迹优化

针对编队在民航领域的应用问题,论文提出了一种多阶段轨迹优化模型。首先对编队飞行进行描述,将整个航程划分为起飞爬升段、编队段、进近降落段,与现有航线网络相结合,以具体航路点确保相邻阶段的顺利连接;其次以民机直接运行成本为指标,采用中国民用航空局成本计算方法,确定编队飞机的机型;最后选取时间和燃料消耗为性能指标,建立飞机质心运动方程,设置起降机场、编队航段等约束条件。充分考虑航班各阶段飞行特性和约束,通过数值算例得到两航班编队运行后的最优轨迹,为航班的编队运行提供参考。     

基于自适应遗传算法的实现服务质量优化

服务质量优化问题是多维服务质量参数映射有限的资源问题,这个优化问题是一个NP－hard问题,我们采用通过改进流行遗传算法来解决这一棘手问题,于是提出了基于权的自适应遗传算法（weighted based adaptiv genetic algorithm) 通过实验说明这一算法优于目前为止最好的启示式算法和普通的遗传算法,算法运算时间短,鲁棒性强。     

基于遗传算法的飞机大修总装工作流程优化

将遗传算法应用于飞机大修总装工作流程优化中。以完成时间最短为目标,建立总装工作流程优化模型;综合“工序重置法”和罚函数法,满足总装工作中的工序和人员约束条件;采用改进的最优保存策略对基本遗传算法作进一步改进。仿真结果表明,改进的遗传算法的最优解搜索能力较基本遗传算法有明显提高,验证了GA在解决定检离位工作流程优化问题上的适用性。     

飞机纵向飞行轨迹的优化与实现*

本文研究了飞机纵向飞行轨迹的优化技术,选用质点运动能量状态方程为飞机运动模型,直接操作成本为优化指标函数;飞机纵向飞行剖面被假定分为三个飞行段:爬升、巡航和下降;将能量状态引入指标函数,使其成为哈密顿函数中的独立变量,则由动态变分法和极小值原理得到对各飞行轨迹段的优化算法;尔后用Fibonacci单参数搜索法来予以实现。文中给出了部分仿真结果。     

基于遗传算法和模糊逻辑的智能飞控技术研究

设计了基于遗传算法和模糊逻辑控制的智能飞行控制系统及采用论域自调整的模糊控制器，控制器以角度跟踪误差及其微分信号为输入来控制相应的气动舵面偏转，实现对该姿态的跟踪控制。文中给出了控制器输入输出的隶属函数，设计了相应的规则库。并在此基础上进一步利用遗传算法对模糊控制器进行优化设计，给出了遗传算法各个参数的选择原则。仿真结果表明，基于遗传算法和模糊逻辑的智能飞控系统具有良好的控制效果。     

采用组合优化算法的深空探测轨迹优化

针对在2015年1月1日之后的10年期间,距地球三维轨迹1000万km内的1067颗行星进行探测,深空探测飞行器从地球出发,采用小推力控制,为了在10年时间内飞过的行星最多,给出了一种深空探测4-D飞行轨迹的全局优化算法,即采用静态参数＋动态参数的优化算法。经过长时间大规模的飞行数值仿真,飞行仿真出航天器的4-D最优飞行轨迹,在10年内路过了1067颗行星中的20颗行星。     

机载雷达组网多站测角被动跟踪轨迹优化研究

研究多观测器轨迹优化控制问题,由于多站测角被动跟踪系统运行存在误差,用机载雷达组网的可移动传感器采集信息,可对雷达载体轨迹优化进行研究,利用控制雷达载体的飞行轨迹可有效解决跟踪目标的弱观测性及估计器的稳定性。为了改善传统轨迹优化算法容易陷入早熟收敛和局部最小的问题,提出一种模拟退火(Simulated Annealing,SA)和粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的混合优化方法(SA-PSO)。在给出了角度信息的适应度函数表达式基础上,结合模拟退火算法的局部搜索能力和粒子群优化算法的全局搜索能力,提高优化算法的收敛速度、精度以及全局搜索能力。实验证明,改进的混合算法对雷达载体轨迹优化有效,并减小对机动目标的被动跟踪误差。     

基于遗传算法的输出反馈动态面优化控制

针对一类只有输出信号可测且非线性项含不可测状态的不确定系统,基于输入信号置换思想构建了神经网络状态观测器,结合动态面理论设计了输出反馈自适应控制方案。通过理论分析确定了控制律参数选取范围,保证了闭环控制系统所有信号半全局一致终结有界; 利用遗传算法提出一种参数寻优策略,选取了最优的输入初始值和控制律参数,解决了控制冲击问题,提高了跟踪精度。     

基于Cardinals三次样条曲线的航迹生成算法实现

根据军用飞机飞行参数记录系统提供的飞行数据,提出一种利用Cardinals三次样条曲线进行航迹生成的算法。经过对离散点航迹误差修正及样条曲线的讨论,给出实时计算任意时间点飞机质心位置的公式,为开发可在普通PC机上运行的军用战机飞行过程再现软件,提供了条件。     

基于遗传算法的锅炉水温PID控制寻优

遗传算法相比传统调节方法具有更好的鲁棒性和最优性。结合锅炉动态水温单回路控制系统的PID参数整定与优化问题,采用遗传算法对其参数进行优化。仿真结果表明,这种优化算法加快了收敛速度,有效提高了系统的全局稳定性,增强了PID控制器的鲁棒性。     

遗传算法在列车运行控制模型中的应用

针对轨道交通列车节约能耗、节省时间和提高舒适度等因素之间的冲突问题,建立了以工况转换点为求解目标的多约束条件下列车运行优化控制模型,并提出了弯道优行法的列车通行原则,优化了弯道运行策略.对模型进行分析,应用遗传算法对该问题进行求解,最后采用MATLAB软件进行仿真验证.仿真结果表明,该模型方法能够有效的优化列车运行模式,在运行时间只延长11.96%的情况下,能耗降低了33.27%,并保证了乘客的舒适度,最终得到了比较理想的运行策略.     

基于有向图的动态最优航迹规划算法

地形跟随/地形回避(TF/TA)航迹规划是低空突防系统的关键技术之一.通常所使用的动态规划算法得到的规划航迹有时达不到目标点.针对此问题,提出一种最优航迹规划的改进动态规划算法,通过对数字地图进行网格划分并建立有向图的方法改进动态规划算法,使最优航迹能有效地回避障碍和威胁.仿真结果表明,所提出的航迹规划算法是有效的.