虚拟机在舰艇编队一体化防御系统中的应用

面对信息化、远程精确打击的空袭作战,必须构建网络化、一体化的防空作战体系;主要针对舰艇编队一体化防御系统中无线网络的不可靠性,设计了基于嵌入式虚拟机的架构,提出了任务的动态分配和移植算法;首先根据作战环境中网络的拓扑条件,虚拟机动态的将控制任务分配到可靠的无线节点中,并实时监测网络状态,当网络结构发生变化时,将底层不可靠无线节点中的控制任务移植到可靠的无线节点中;通过这种方法可以解决作战环境恶劣和无线网络本身的不可靠引起的控制的不稳定性问题,确保防御任务的顺利进行;仿真结果表明,当编队一体化防御系统的链路发生故障时,此方法能够在不改变原有控制算法的基础上,迅速重建控制构架,不仅适用于舰艇编队一体化防御系统这种对时间要求和安全性要求高的系统,而且对基于无线网络的控制系统也有一定的借鉴意义。     

基于复杂网络的舰艇编队协同反导作战模型研究

现代战争已进入网络化作战时代,利用小世界网络具有较小的最短路径和较大的聚类系数,BA无标度网络的择优连接特性,提出传感器之间采用NW小世界网络连接,决策器之间采用BA无标度网络连接,建立了舰艇编队协同反导作战网络模型,应用复杂网络的若干特征参数对作战网络效能进行了仿真分析。通过仿真结果的对比,表明在网络中心战条件下,提出的舰艇编队协同反导作战网络实现了战场信息互通和共享,能够大大提高舰艇编队的作战效能。     

基于仿真和知识的广义动态约束网络技术

针对并行协同设计中的参数不确定性,将普通的约束网络扩展为广义动态约束网络,以对设计中的不确定性信息进行管理.建立了包含领域级约束和知识级约束的广义动态约束网络模型;提出了基于仿真分析和自适应响应面法的领域级约束建模的有效方法,并提出模糊-粗糙集算法,对仿真结果进行数据挖掘,实现了知识级约束获取;基于模板技术给出了广义动态约束网络中各种约束的统一表示方法;构造了有效的约束冲突求解策略和一致性求解算法,求出一致性设计区间.最后通过设计实例验证了文中方法的有效性.     

包含时间约束的作战任务建模与验证方法

制定作战计划时往往需要考虑作战任务的时间约束问题。目前对作战任务的时间约束分析方法都存在约束类型少、验证方法适用范围小等问题。为此提出基于业务流的作战任务时间约束建模方法,构建了作战任务流模型并用以描述作战任务的相对和绝对时间约束。提出了作战任务的时间约束形式化验证方法,设计了作战任务模型到NuSMV语言的转换算法,并基于时序逻辑给出了作战任务的基本时间约束描述方法。最后以登岛作战任务为例,验证了其相对约束和绝对约束的部分性质,并根据反馈结果对模型进行了修正。     

网络化防空火控系统中的航迹融合

网络化防空火控系统是网络化作战形式不断发展的产物.本文以网络化防空作战为背景,针对网络化防空火控系统的体系结构及航迹融合问题进行了研究.将网络化控制系统的方法引入防空火控系统的研究中,提出了一种网络化防空火控系统的体系结构.为了保证系统在该体系结构下更好地工作,对航迹融合方法进行了研究.提出并构建了基于联邦Kalman滤波技术的航迹融合方法,其滤波结构适应于灵活开放的体系结构,同时子滤波器可以根据网络传输状态,处理数据丢包和时延的情况.试验结果表明,融合后的数据精度得到了提高.该方法为网络化防空火控系统的设计与实现奠定了良好的基础.     

鲁棒并行设计的模型与算法

提出一种基于约束网络的鲁棒设计方法,该方法能用约束网络对并行设计中的一类不确定性参数进行有效的描述和处理。提出了反映该问题需求的数学模型,设计了通用的一致性求解算法框架,得到了满足该框架的算法都是弧一致的充分条件以及推论,并利用区间算法对该框架进行实现。飞行器布局设计实例说明了该方法的有效性。     

网络化控制系统性能与网络QoS协调设计研究*

基于网络QoS如延迟、丢包,建立网络化控制系统状态方程,通过双线性矩阵不等式(BMI)讨论在某种网络QoS下控制系统的稳定性,并以离散系统二次型性能指标为例设计最优LQR(linear quadratic regulator)控制器,得到保证系统控制性能的网络QoS约束。针对该约束,提出一种能够兼顾系统性能与网络QoS的网络化控制系统控制与调度协调设计方法。最后,通过仿真实验说明提出的协调设计方法的必要性和有效性。     

基于云计算的网络化工业设计系统新模式:云设计

分析网络化计算机辅助工业设计的发展状况,指出现有工业设计系统的不足。为开发更加有效的工业设计系统,基于云计算技术提出云设计概念;给出云设计与现有工业设计系统的区别,提出一种云设计系统及其体系架构,并讨论实现云设计需要解决的技术问题;构建一种云设计系统模型,并对模型的功能进行论证。     

参数化设计中的对象约束模型及反向约束的研究

应用图论方法,建立了基于有向超图的对象约束模型,提出了压缩十字链表形式的网状存储结构,能够完整,准确地记录设计者的设计意图,实现尺寸及参数驱动图形的功能清晰地表示约束间的双向约束关系,有效地实现了约束的传播与救解,其完备的表不方式可方便地实现反向约束求解。同时利用面向对象技术,高效地实现了实体及约束建模,采用相应的类层次结构,充分发挥对象的封装性和扩展性,提出了一种方便灵活的参数化设计方法。     

面向约束的鲁棒设计方法

提出了一种面向约束的鲁棒设计方法,该方法能够利用约束网络对并行设计中的一类不确定性参数进行有效的描述和处理。该文提出了反映协同设计需求的数学模型,设计了一个通用的一致性求解算法框架,并利用基于区间代数的一致性算法,在设计的初期就监控设计过程,使设计者在确定参数前能够通过约束网络定量地考虑下游的约束条件,并能够提早发现冲突以避免设计后期出现大的返工。文中的研究是实现并行设计中“一次成功”的技术基础。     

控制饱和约束下的自主水面船编队

针对含模型不确定与海洋环境干扰的自主水面船编队时的控制饱和约束问题,提出了一种基于广义饱和函数的编队控制算法.首先,采用虚拟领航–跟随编队策略,并基于反步法以及更为通用的广义饱和函数设计了编队控制器,突破了采用特定饱和函数的局限性.再针对自主水面船的特点,利用单隐层神经网络对模型不确定和海洋环境干扰进行了在线逼近.然后根据Lyapouv稳定性理论证明了闭环系统所有状态的有界性,并可通过选择合适的设计参数使跟踪误差为任意小.最后,通过对比仿真结果验证了本文所提出的抗饱和编队控制算法的有效性.     

基于优化算法的冲突仲裁策略

该文提出了一种基于优化算法的冲突仲裁策略。在约束网络支持的并行设计过程中，建立了冲突仲裁的数学模型，设计了反映冲突严重程度的指标，并针对该指标利用基因算法进行优化求解。与以往的冲突解决方法不同，该方法利用设计参数区间的可扩展性，找到了制约设计问题的瓶颈，以最小的设计区间损失争取到最佳设计指标，从而达到有效解决冲突的目的。与约束网络相配合，该方法能够在并行设计的初期就监控设计过程，提早解决冲突以避免后期出现大返工。文中最后利用了转向架的设计实例说明了该方法的有效性。     

优化搜索空间下带约束的可微分神经网络架构搜索

可微分架构搜索(DARTS)可高效、自动地设计神经网络架构,但其超网络的构建方式与派生策略的设计之间存在性能"鸿沟".针对上述问题,提出了优化搜索空间下带约束的可微分神经网络架构搜索算法.首先,以候选操作关联的架构参数为量化指标来分析超网络的训练过程,发现在派生架构中未生效的候选操作none占据了权重最大的架构参数,从...     

QFT prefilter design for multivariable systems using interval constraint satisfaction technique

In this paper, a computationally efficient method is proposed for automated design of the prefilters for multivariable systems. In quantitative feedback theory （QFT） method, proposed by Horowitz, the prefilter is designed to achieve the desired tracking specifications. In the proposed approach, we pose the prefilter design problem as an interval constraint satisfaction problem and solve it using the well-established interval constraint satisfaction techniques. The proposed method finds optimal values of the parameters of fixed structure prefilter within the initial search domain. An approach based on prefilter synthesis for single-input single-output is already developed. The purpose of this paper is to extend this approach to QFT prefilter design for general multivariable systems. To validate the above design approach, we applied the method to a laboratory setup of magnetic levitation system.     

基于特征造型的自由曲面特征及约束求解的研究

在对HUST-CAID（哈尔滨理工大学计算机辅助工业造型设计）系统进行研究的基础上，首先引入了自由曲面特征。然后结合HUST—CAID系统定义了自由曲面特征的分类和参数化，同时系统为用户提供了一组适当的参数，使用户能够直观的设计任意曲面，而不必参与曲面的底层设计。当用户修改参数时，系统就会自动提供相应的反馈。为了求解出与约束一致的图形，还给出了一种新颖的原型驱动约束求解算法，并在HUST—CAID系统中进行了仿真实验，结果显示，此算法能够有效地简化约束求解和特征造型的过程。     

基于ART 的RBF 网络结构设计

针对径向基函数(RBF)网络隐层结构难以确定的问题,基于自适应共振理论(ART)网络良好的在线分类特性,提出一种RBF网络结构设计算法。该算法将ART网络的聚类特性用于RBF网络结构设计中,通过对输入向量与已存模式的相似度比较将输入向量进行分类,确定隐含层节点个数和初始参数,使网络具有精简的结构。对典型非线性函数逼近的仿真结果表明,所提出的结构具有快速的学习能力和良好的逼近能力。     

基于适配层融合网络系统平台

异构网络融合已成为信息通信技术发展的必然趋势,是现代服务业发展的基础。为了解决网络融合与多接入、多终端需求的一致性问题,提出了一种基于适配层的网络融合架构,构建以用户为中心的支持多接入、多终端的异构网络平台来支撑现代服务业的应用,并且提出了相应融合系统平台的逻辑框架及其系统的物理拓扑结构。该系统架构在现代服务业行业中的应用结果表明,该架构能够有效地解决跨网络、跨终端的系统融合,从而保证网络的QoS性能并提升用户体验。     

基于网络中心战的空战仿真多Agent理论实现

概述了基于网络中心战的空战网络结构和系统特性,讨论了基于网络中心战空战多Agent系统结构,分析了基于网络中心战的空战想定、组织结构和空战过程,利用分布式多Agent系统理论对其进行了描述,实现了多Agent系统理论的空战过程仿真模型;仿真结果表明,基于网络中心战的空战飞机的作战效能优于基于平台中心战的蓝方作战飞机,赢得了先发射导弹的机会,提高了导弹武器系统的杀伤概率。     

机床产品分布式协同约束模型研究

研究了机床产品协同开发中约束的种类和特点以及约束模型的建立方法,描述了约束网络的一致性、有效性、完备性和全面性等特性,并列举了一个具体的约束网络实例。建立了协同产品开发中的动态约束模型,将约束分为耦合约束和独立约束两种类型,通过设定耦合约束的变量的取值范围,将耦合约束转换为独立约束,并综合利用约束传播算法和区间求解算法对该约束模型进行求解。最后给出了协同产品开发中约束模型的网络实现流程并开发了相应的原型系统,为冲突的检测方法提供了量化手段,可以提前发现潜在的冲突。