多变量系统控制器的参数满意优化设计

为了将满意优化拓展到多变量系统中以解决多变量控制系统线性二次型(LQ)控制器设计中加权系数阵确定难的问题,提出多变量系统满意优化设计方法,通过设计满意度函数,构造出多变量系统的满意优化数学模型,并用改进遗传算法实现二级倒立摆系统LQ控制器满意优化设计.仿真结果显示,系统具有更满意的综合性能指标.证实了该方法的有效性和实用性.本文的研究对多变量系统优化设计具有一定的参考价值.     

不确定线性周期系统的满意滤波

针对线性周期多采样率系统的满意滤波问题,根据满意估计思想,将结构不确定周期系 统满足滤波系统稳定与H∞指标的满意估计问题转化为Riccati矩阵不等式求解问题,无须采用 通常的提升手段而直接运用数值法与内点法进行周期系统多指标设计.利用线性矩阵不等式技 术(LMI)提出了一种基于LMI的满意滤波器设计方法.仿真例子验证了相关的结论.     

线性系统相容指标约束下的容错控制新方法

针对一类具有范数有界不确定性不满足匹配条件的线性连续系统,对易于失效的执行器进行容错控制设计,重新研究了圆域极点指标、H∞指标和H2指标约束下的满意容错控制器的设计问题.基于线性系统的极点配置理论和H2/H∞控制理论,利用线性矩阵不等式( LMI)方法,在假设失效执行器的输出为任意能量有界信号的情况下,分析了这3类指标在相容情况下的取值范围,并在相容指标约束下得到了新的满意容错控制器的设计方法,给出了满意容错控制器的具体设计步骤.所设计的满意容错控制器使闭环系统的极点在一个给定的圆域内,并且保持着系统给定的H2/H∞性能要求.     

倒立摆的局部反馈线性化控制方法

针对一级倒立摆系统,基于局部反馈线性化方法将系统的动力学转换为便于控制器设计的级联系统模型,并利用线性矩阵不等式设计了满意PID控制器.实验结果表明,该方案实现了系统输出时指令信号的精确跟踪且具有抗干扰能力.     

基于支持向量机的非线性离散动力学系统控制

提出了一种用支持向量机辨识系统状态空间模型的非线性离散动力学系统控制新方法. 在本方法中, 采用最小二乘支持向量机在每一个工作点辨识非线性系统的局部最优线性化模型. 针对该模型, 采用常规的线性控制方法在每个工作点设计局部线性控制器, 并在整个控制任务的每个工作点重复此设计过程.用该方法对两个典型的非线性离散系统采用极点配置技术进行了仿真验证, 结果显示系统对参考输入具有满意的跟踪性能, 证明该方法是有效和可行的.     

线性离散周期系统满意估计

针对线性离散周期系统的状态估计问题,运用提升原理提取期望极点指标,同时期望估计误差系统满足稳态误差方差/H_∞混合指标,采用代数Riccati矩阵不等式法与数值递推算法对误差系统进行了上述指标的满意估计设计,并根据满意控制的基本理论将上述满意估计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的线性规划问题,从而运用LMI技术求解并设计了可行的满意估计,数值算例验证了相关算法.     

满意滤波在航迹辨识中的应用

利用线性矩阵不等式(LMI,linear matrix inequalities)方法,首先研究了Kalman滤波 的稳态误差方差和滤波增益的解法,并根据满意控制的思想,提出了具有误差方差上界约束的 滤波问题,然后研究了误差方差上界约束下对系统测量噪声具有最大容许强度的满意鲁棒滤 波.本文的研究成果已被应用于某型C3I系统中的航迹辨识.     

一种适用于小样本问题的基于边界的特征提取算法

特征提取技术是模式识别领域进行数据降维和强化判别信息的有效方法.线性判别分析是监督特征提取方法的典型代表,获得广泛应用,但受到小样本问题的制约.对此提出一种适用于小样本问题的基于边界的特征提取算法.算法利用高维数据小样本情况下线性可分概率增加以及其低维投影趋于正态分布的特点,定义了新的类别边界,不但考虑了由线性判别分析提出的类内、类间离散度,也兼顾各类别的方差差异性.通过极大化该边界获得最优投影向量,同时避免因类内离散度矩阵奇异导致的小样本问题.进一步将算法推广到多类问题.高光谱数据特征提取与分类实验表明,算法在小样本情况下对于两类和多类问题均具有良好的推广性能,优于多种线性判别分析的改进算法,并且在样本较多时也取得了满意结果.     

多目标约束下的满意容错控制方法

对一类不确定性不满足匹配条件的线性系统, 研究了圆域极点指标、H∞指标和H2指标约束下的满意容错控制器的设计问题. 在连续型的执行器故障的模式下, 利用线性矩阵不等式技术, 提出了多目标容错控制性能的相容性判别条件, 分析了与圆域极点指标相容的H∞指标和H2指标的取值范围, 并在相容指标约束下给出了有效的满意容错控制器的设计方法. 对歼击机纵向通道控制系统的仿真结果表明, 本文提出的方法是有效的.     

状态反馈中圆形极点与状态方差约束的相容性

对一类线性随机系统的状态反馈问题,研究了两类约束指标:状态方差与圆形区域 极点的相容性,并对具有指定圆形极点及相容状态方差约束的控制问题给出了满意控制设计 方法.用线性矩阵不等式(LMIs)刻划了圆形极点约束下系统存在反馈控制律的充要条件;通 过求解LMIs约束下矩阵迹的极值问题,给出了方差约束指标的较好容许范围;算例说明本 成果简洁、有效.     

Reentry Trajectory Optimization for Hypersonic Vehicles Using Fuzzy Satisfactory Goal Programming Method

Constrained reentry trajectory optimization for hypersonic vehicles is a challenging job. In particular, this problem becomes more difficult when several objectives with preemptive priorities are expected for different purposes. In this paper, a fuzzy satisfactory goal programming method is proposed to solve the multi-objective reentry trajectory optimization problem. Firstly, direct collocation approach is used to discretize the reentry trajectory optimal-control problem with nonlinear constraints into nonlinear multiobjective programming problem with preemptive priorities, where attack angles and bank angles at nodes and collocation nodes are selected as control variables. Secondly, the preemptive priorities are transformed into the relaxed order of satisfactory degrees according to the principle that the objective with higher priority has higher satisfactory degree. Then the fuzzy satisfactory goal programming model is proposed. The balance between optimization and priorities is realized by regulating parameter λ, such that the satisfactory reentry trajectory can be acquired. The simulation demonstrates that the proposed method is effective for the multi-objective reentry trajectory optimization of hypersonic vehicles.     

基于APSO算法的多目标满意优化研究

提出了多变量系统的多参数多目标满意优化方法.将系统性能指标要求的满意设计与控制器参数优化融为一体考虑,通过设计性能指标满意度函数和系统综合满意度函数,构造出多目标系统满意优化模型,并用自适应粒子群算法实现其满意优化.仿真结果显示该方法可获得比传统粒子群算法更满意的综合性能指标,表明了该方法的有效性和实用性.     

An interactive algorithm for multicriteria decision making: theattainable reference point method

An interactive algorithm, the attainable reference point method, is proposed for finding a satisfactory solution to a general multicriteria decision making problem. The decision-maker is only required to modify the reference value of the satisfactory objectives to generate a new attainable reference point in each iteration step. The lexicographic weighted Tchebycheff program associated with the attainable reference point is constructed to guarantee the efficiency of all the discussed points. The value of the unsatisfactory objective chosen by the decision-maker is improved to be satisfactory. Thus its reference value does not need to be modified again in later iterations, and a satisfactory solution can be derived in finite steps. A numerical example is presented to demonstrate the feasibility and efficiency of the proposed method     

基于模糊多目标的高超声速飞行器再入轨迹设计

针对多约束条件下的高超声速飞行器再入轨迹的优化问题,考虑多个具有不同重要性等级的优化指标,提出基于模糊多目标的轨迹设计方法.首先,利用直接配点法,将最优控制问题转化为带优先级的非线性多目标规划问题;然后,基于模糊满意优化的思想,根据更重要目标具有更高满意度的原则,将优先级表示为满意度序,并设计两步式优化模型.通过调节参数,能获得同时满足优化和重要性等级要求的最优轨迹.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

Two-Step Interactive Satisfactory Method for Fuzzy Multiple Objective Optimization With Preemptive Priorities

This paper presents a two-step interactive satisfactory optimization method for fuzzy multiple objective optimization with preemptive priorities. In contrast to previous works, this proposed approach guarantees the order of satisfactory degrees consistent with priorities. The decision-maker not only acquires satisfactory solution of all the objectives, but also realizes the preemptive priority requirement among them. The originally complex optimization problem is simplified and divided into two subproblems that are solved in sequence. Numerical examples and actual application show the proposed method's effectiveness, flexibility and efficiency in comparison with results from the literature.     

进化多目标优化设计满意解的模糊决策

文章提出了一种进化多目标优化满意解的模糊决策方法。首先,根据各个子目标满意度对所有pareto最优解的性能做出模糊评价,并在此基础上将整个pareto解集划分为若干个具有不同性能特征的类;然后根据决策者对目标的模糊偏好,从相应的类中选择最有代表性的个体作为最终的满意解。最后以两杆桁架多目标优化问题为例,说明了该方法的应用。     

满意特征选择及其应用

实际应用中的特征选择是一个满意优化问题.针对已有特征选择方法较少考虑特征获取代价和特征集维数的自动确定问题,提出一种满意特征选择方法(SFSM),将样本分类性能、特征集维数和特征提取复杂性等多种因素综合考虑.给出特征满意度和特征集满意度定义,设计出满意度函数,导出满意特征集评价准则,详细描述了特征选择算法.雷达辐射源信号特征选择与识别的实验结果显示,SFSM在计算效率和选出特征的质量方面明显优于顺序前进法、新特征选择法和多目标遗传算法.证实了SFSM的有效性和实用性.     

低对比度图像的自适应阈值化算法

在处理光照不均匀的图像分割时用常用的阈值分割方法不能得到良好的分割效果。提出通过小波多分辨力滤波将滤波以后的低通图像作为图像的自适应阈值进行二值化 ,获得了比较理想的效果。该算法在枪支在线OCR识别系统中得到实际应用。     

A multiobjective spatial fuzzy clustering algorithm for image segmentation

This article describes a multiobjective spatial fuzzy clustering algorithm for image segmentation. To obtain satisfactory segmentation performance for noisy images, the proposed method introduces the non-local spatial information derived from the image into fitness functions which respectively consider the global fuzzy compactness and fuzzy separation among the clusters. After producing the set of non-dominated solutions, the final clustering solution is chosen by a cluster validity index utilizing the non-local spatial information. Moreover, to automatically evolve the number of clusters in the proposed method, a real-coded variable string length technique is used to encode the cluster centers in the chromosomes. The proposed method is applied to synthetic and real images contaminated by noise and compared with k-means, fuzzy c-means, two fuzzy c-means clustering algorithms with spatial information and a multiobjective variable string length genetic fuzzy clustering algorithm. The experimental results show that the proposed method behaves well in evolving the number of clusters and obtaining satisfactory performance on noisy image segmentation.     

基于多目标满意优化的计算机通信网流量和容量分配

将满意优化理论应用到计算机通信网中,提出了基于多目标满意优化的计算机通信网优化设计方法,通过设计满意度函数,构造出计算机通信网的满意优化数学模型,并用改进遗传算法实现计算机通信网的容量和流量分配的满意优化设计。仿真结果显示,所设计的网络具有更满意的综合性能指标,证实了该方法的有效性和实用性。