动态规划的思想及其在图像缩放中的应用

动态规划经常用于求解某些具有最优性质的问题。如今随着对动态规划算法的日渐深入的研究,动态规划被用在生产调度等各个方面。该文介绍了动态规划的基本思想,包括动态规划模型的基本要素,动态规划的特点及设计一个动态规划算法的基本步骤。同时,结合Seam Caving图像缩放方法[1],具体介绍了动态规划算法在图像缩放方面的应用。     

利用动态规划算法解决购物单问题

购物单问题是0-1背包问题的一种应用,解决购物单问题已有贪婪法,动态规划法,蚁群算法,回溯法等.动态规划算法是求解决策过程最优化的方法,通常用于求解具有某种最优性质的问题.根据动态规划原理解决购物单问题,说明了动态规划算法解决实际生活问题的高效性.     

命令式动态规划类算法程序推导及机械化验证

动态规划是一种递归求解问题最优解的方法,主要通过求解子问题的解并组合这些解来求解原问题.由于其子问题之间存在大量依赖关系和约束条件,所以验证过程繁琐,尤其对命令式动态规划类算法程序正确性验证是一个难点.基于动态规划类算法Isabelle/HOL函数式建模与验证,通过证明命令式动态规划类算法程序与其的等价性,避免证明正确性时处理复杂的依赖关系和约束条件,提出命令式动态规划类算法程序设计框架及其机械化验证.首先,根据动态规划类算法的优化方法(备忘录方法)和性质(最优子结构性质和子问题重叠性质)描述问题规约、归纳递推关系式和形式化构造出循环不变式,并且基于递推关系式生成IMP (Minimalistic Imperative Programming Language)代码;其次,将问题规约、循环不变式和生成的IMP代码输入VCG (Verification Condition Generator),自动生成正确性的验证条件;然后,在Isabelle/HOL定理证明器中对验证条件进行机械化验证.算法首先设计为命令式动态规划类算法的一般形式,并进一步实例化得到具体算法.最后,例证了所提框架的有效性,为动态规划类算法的自动化推导和验证提供参考价值.     

广义Hanoi塔问题的动态规划算法

基于动态规划算法思想，深入分析了广义Hanoi塔问题动态规划分割点的特征，给出动态规划分割点的简单计算公式，使得动态规划算法转化为一个非常简单的递归算法，由此可以迅速产生广义Hanoi塔问题的最优移动序列，从而彻底解决了广义Hanoi塔问题的最优移动序列问题．     

伪币问题的动态规划算法

本文在非常一般的情况下,讨论了著名的策略问题伪币问题,设计了解此问题的动态规划算法,并进一步对动态规划算法进行分析,给出了在一般情况下,伪币问题最优值的解析表达式,以及达到最优值的简洁的最优称量算法。     

递阶动态规划在大规模火力规划中的应用

在基本火力规划模型的基础上,建立了一种大规模火力规划问题的递阶模型,并运用大系统的递阶优化算法和动态规划优化算法,提出了一种新的求解该模型的递阶动态规划算法。该方法层次清晰,降低了计算复杂程度,并且适合并行计算,能迅速找到火力规划问题的最优火力分配方案和最优解。仿真算例表明了该方法的实用性。     

融合动态障碍物运动信息的路径规划算法

传统的路径规划算法只能在障碍物不发生位置变化的环境中计算最优路径。但是随着机器人在商场、医院、银行等动态环境下的普及,传统的路径规划算法容易与动态障碍物发生碰撞等危险。因此,关于随机动态障碍物条件下的机器人路径规划算法需要得到进一步改善。为了解决在动态环境下的机器人路径规划问题,提出了一种融合机器人与障碍物运动信息的改进动态窗口法来解决机器人在动态环境下的局部路径规划问题,并且与优化A*算法相结合来实现全局最优路径规划。主要内容体现为：在全局路径规划上,采用优化A*算法求解最优路径。在局部路径规划上,以动态障碍物的速度作为先验信息,通过对传统动态窗口法的评价函数进行扩展,实现机器人在动态环境下的自主智能避障。实验证明,该算法可以实现基于全局最优路径的实时动态避障,具体表现为可以在不干涉动态障碍物的条件下减少碰撞风险、做出智能避障且路径更加平滑、长度更短、行驶速度更快。     

动态环境下改进蚁群算法的多Agent路径规划

针对动态环境下的多Agent路径规划问题,提出了一种改进的蚁群算法与烟花算法相结合的动态路径规划方法。通过自适应信息素强度值及信息素缩减因子来加快算法的迭代速度,并利用烟花算法来解决路径规划过程中的死锁问题,避免陷入局部最优。在多Agent动态避碰过程中,根据动态障碍物与多Agent之间的运行轨迹是否相交制定相应的避碰策略,并利用路径转变函数解决多Agent的正面碰撞问题。仿真实验表明,该方法优于经典蚁群算法,能够有效解决多Agent路径规划中的碰撞问题,从而快速找到最优无碰路径。     

基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的UAV航迹规划

以UAV航迹规划为应用背景,提出了一种基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的航迹规划方法;为了提高航迹规划问题最优解的质量及全局求解能力,克服传统蚁群算法收敛速度慢、容易陷入局部最优等缺点,提出了一种动态自适应蚁群算法;采用动态自适应航迹点选择策略并将信息素更新规则和挥发系数进行动态自适应调整变化来对蚁群算法进行了改进,提高了算法的求解效率;根据战场已知威胁源生成Voronoi加权图,并与所提的动态自适应蚁群算法相结合求解规划空间中的最优航迹;考虑到UAV的物理约束限制,对生成的可行航迹进行平滑优化;仿真结果表明,该方法能够为UAV规划出一条满足要求的可飞航迹,验证了所提方法在解决航迹规划问题时是可行、有效的;     

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.     

智能隔震结构序列最优控制Simulink仿真分析

介绍了现有经典控制算法特点及Simulink S-函数实现主动控制仿真的方法。针对地震引发结构受迫振动最优控制问题,借鉴离散系统最优控制Bellman最优法则,提出了基于全状态反馈的主动序列最优控制律。与现有经典控制算法相比,序列最优控制算法增益矩阵具有时变的特点。通过对五层基础隔震结构地震反应控制仿真分析表明,经典最优控制算法和序列最优控制算法都能有效地减少地震反应,但序列最优控制算法具有较强的抗噪声能力且具有良好的鲁棒性能。     

基于参数化最优的仿人机器人倒地运动控制

针对仿人机器人的倒地运动控制,用经典的参数化优化方法求得最优控制函数的一个近似解．然后, 利用参数化控制及强化技术,基于几个分段的常数去逼近最优解,再将最优控制问题转化为一系列参数优化问题． 利用该方法提出了仿人机器人倒地优化控制算法,并与遗传算法进行了比较．最后,通过仿真对算法进行了验证．     

求解多目标最小生成树问题的改进算法

多目标最小生成树问题是典型的NP问题,Zhou和Gen提出了一种用于计数多目标最小生成树问题的所有非劣最优最小生成树的算法,但该算法无法保证能够找到所有非劣最优最小生成树.针对此问题,提出一种改进的计数算法,并定性说明改进算法能够找到问题的所有非劣最优最小生成树.改进算法在进行子树剔除时增加了一些条件.模拟实验结果表明,改进后的计数算法能够找到所有的非劣最优解.这也说明该算法具有应用的潜力.     

动态交通分配与信号控制的组合模型及算法研究

This paper presents a generalized bi-level programming model of combined dynamic traffic assignment and traffic signal control, and especially analyzes a procedure for determining the equilibrium queuing delays on saturated links for dynamic network signal control satisfying the FIFO (first-in-first-out) rule. The chaotic optimal algorithm proposed in this paper can not only present the optimal signal settings, but also calculate, at each interval, the link inflow rates and outflow rates for the dynamic user optimal problem, and provide real-time information for the travelers. Finally, a numerical example is given to illustrate the application of the proposed model and solution algorithm, and comparison shows that this model has better system performance.     

Research on Combined Dynamic Traffic Assignment and Signal Control

This paper presents a generalized bi-level programming model of combined dynamic traffic assignment and traffic signal control,and especially analyzes a procedure for determining the equilibrium queuing delays on saturated links for dynamic network signal control satisfying the FIFO (first-in-first-out)rule.The chaotic optimal algorithm proposed in this paper can not only present the optimal signal settings,but also calculate,at each interval,the link inflow rates and outflow rates for the dynamic user optimal problem,and provide real-time information for the travelers.Finally,a numerical example is given to illustrate the application of the proposed model and solution algorithm, and comparison shows that this model has better system performance.     

Time/fuel optimal control of constrained linear discrete systems

A unified approach to solving three common optimal control problems is presented, for linear systems under general constraints. The problems are: (1) the time optimal control problem; (2) the fuel optimal control problem in fixed time; (3) the time optimal control problem with a fuel constraint. A special purpose linear programming algorithm is used. State variable constraints are efficiently handled by a cutting plane algorithm. An example of a sixth order system with two inputs and two state variable constraints illustrates the method as implemented on a personal computer.     

一种稳健的宽带聚焦波束形成算法

将聚焦变换的思想与二阶锥规划方法相结合,提出了一种稳健的宽带聚焦波束形成算法。该算法首先将宽带信号划为多个窄带信号,再通过最佳聚焦矩阵,聚焦到最佳聚焦频率上,将宽带问题转换为窄带问题,最后利用二阶锥规划的方法实现窄带波束形成。计算机仿真验证了该算法的有效性。     

离散时间域人机系统控制与显示的最优协调性合成设计

本文以简化的驾驶员最优控制模型为基础，将最优协调性合成技术应用于人机控制系统，开发出离散时间域的数值迭代算法，提出了协调驾驶员、控制器和显示器的解析设计方案，实例表明，算法稳定收敛，方案能显著减轻操纵负荷，结果可靠。     

浅谈Dijkstra算法在城市交通最优路径中的应用

应用Dijkstra算法解决城市中出行交通道路选择的问题,对最优时间和最优费用分别进行讨论,并且综合时间和费用提供多条路径供人们选择。用C 实现算法。