摘要:针对修正罗德里格参数描述的航天器姿态运动模型,利用扩张状态观测器(ESO)研究无角速度测量下的无源姿态跟踪控制问题.首先,为了削弱常值增益ESO中的峰化现象,设计一种时变增益ESO对角速度和系统的总干扰进行估计;进一步考虑航天器姿态运动的无源特性,结合互连和阻尼分配无源控制(IDA-PBC)理论及backstepping思想设计跟踪控制律;最后,从理论上对闭环系统的稳定性进行严格证明.仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.

摘要:人员作为软件项目调度过程中的核心资源,其学习遗忘特性是无法忽视的.借鉴已有学习和遗忘模型,构建学习/遗忘效应与人员技能水平之间的动态关联模型,进而给出考虑人员学习/遗忘效应的软件项目调度多目标优化模型.针对该模型,采用新型调度方案编码方式和不可行解修复方法,给出基于改进NSGA-II的软件项目调度多目标优化方法.面向具有不同项目规模的算例仿真实验表明,考虑人员的学习能力有利于改善调度方案性能,而遗忘效应则会使调度方案的项目总工期和成本增加.因此,在软件项目调度问题中,考虑人员的学习和遗忘效应是十分必要的.

摘要:纠错输出编码(ECOC)可以有效地解决多类分类问题.基于数据的编码是主要的编码方法之一.对此,提出一种基于子类划分和粒子群优化(PSO)的自适应编码方法,利用混淆矩阵衡量各类别的相关性,基于规则的方法对类别进行自适应组合,根据组合方案构建类别的二类划分并最终形成编码矩阵,通过引入PSO算法寻找最优阈值,从而得到最优编码矩阵.实验结果表明,所提出的编码方法可以得到更好的分类性能.

摘要:针对旅行商问题(TSP)优化中,遗传算法(GA)容易陷入局部最优、模拟退火算法(SA)收敛速度慢的问题,提出一种基于改进遗传模拟退火算法(IGSAA)的TSP优化算法.首先根据优化目标建立数学模型;然后对遗传算法部分中的适应度函数、交叉变异算子进行改进,使算法能够更加有效地避免陷入局部最优;最后根据旧种群和新种群每个对应个体的进化程度提出一种改进自适应的Metropolis准则,使模拟退火算法部分的染色体跳变更具有自适应性,利于算法寻优.对不同TSP实例的实验结果表明,与其他路径优化算法优化结果相比,所提出的IGSAA算法能够对不同TSP实例优化得到更优的旅行路径.

摘要:为进一步提高多目标粒子群算法的收敛性和多样性,提出一种多策略融合改进的多目标粒子群优化算法.首先,引入分解思想以增加Pareto解集的多样性;然后,在速度和位置更新时,引入“多点”变异,即随着迭代次数的递增,根据相应判据对位置的更新作出不同的变异,避免算法早熟现象的发生;最后,将更新后种群和最优解集进行非支配排序,最优解放入精英外部存档.仿真实验结果表明,与另外4种进化算法对比,所提出算法表现出良好的整体性能.

摘要:针对人工蜂群算法存在的计算精度不高、收敛速度较慢的缺点,提出一种多搜索策略协同进化的人工蜂群算法.所提出的算法在引领蜂和跟随蜂进行邻域搜索时,动态调整搜索的维数以提高搜索效率,并结合人工蜂群算法不同搜索策略的特点,使其协同进化,以平衡算法的局部搜索能力和全局搜索能力.14个基准函数的仿真实验结果表明,所提出的算法能有效改善寻优性能,增强摆脱局部最优的能力.与其他一些改进的人工蜂群算法相比,具有较快的收敛速度和较高的求解精度.

摘要:针对高超声速飞行器纵向制导控制一体化设计问题展开研究.首先建立纵向制导与控制系统一体化设计模型;然后结合非线性干扰观测器与加幂积分方法设计制导与控制一体化算法,并借助相关基础理论证明级联系统是全局有限时间稳定的.所提出的方法可以使制导与控制系统协调配合,更充分地利用飞行器控制能力.通过与反步滑模制导控制一体化设计方法进行对比仿真,验证了该方法有效且更具优势,并通过模拟外扰及参数拉偏情况下的仿真验证了所提出方法亦具备较强的鲁棒性.

摘要:针对运动声阵列在有色噪声环境中的非线性滤波跟踪实时性问题,提出一种基于改进粒子滤波的交互式多模型目标跟踪(IMM-IUPF)方法.该方法采用最小斜度单形无迹变换结合变尺度无迹变换的 Sigma点选取策略,对标准无迹粒子滤波(UPF)进行改进,大幅缩减UPF样本选取计算量;将改进的UPF与交互式多模型(IMM)相结合,通过定义自适应增益修正系数,弥补样本点缩减造成的精度降低问题;最终通过与传统的基于IMM的粒子滤波(IMM-PF)和基于IMM的无迹粒子滤波(IMM-UPF)进行Matlab数值仿真对比验证所提出算法的实用性.

摘要:利用领航与跟随多自主水下航行器(AUV)间相对距离量测信息进行协同定位,可有效提高多AUV编队整体定位精度.针对多AUV编队队形对协同定位性能所造成的影响,利用Fisher信息矩阵(FIM)行列式的对数构建协同定位性能评价函数,并通过评价函数的最大化实现编队队形的优化.分析并验证多AUV编队含有两个跟随AUV及两个以上跟随AUV共圆情况下的最优队形,并利用梯度下降算法进行迭代搜索,从而获得两个以上跟随AUV不共圆情况下的优化队形.最后,通过仿真实验结果验证结论的正确性及队形优化算法的有效性.

摘要:针对倾转式三旋翼无人飞行器姿态和高度系统存在未知扰动和模型参数不确定性的问题,提出一种连续的非线性自适应鲁棒控制方法.该方法基于浸入-不变集原理估计模型未知参数,采用一种连续的鲁棒控制算法抑制未知扰动和补偿估计偏差.利用Lyapunov函数从理论上证明此方法能保证闭环系统的稳定性,并能实现飞行器姿态与高度控制误差的渐近收敛.最后通过实时实验结果验证所提出控制算法的有效性和鲁棒性.

摘要:多块策略广泛应用于全流程过程监控领域,以解决变量关系复杂性较高的问题,但传统分块方法得到的子块数据存在高斯与非高斯混合分布问题,影响过程监控的效果.为此,提出一种基于多块MICA-PCA的过程监控方法.首先采用Jarque-Bera(J-B)检测方法对原始数据进行高斯与非高斯分块;然后利用Hellinger距离(HD)方法获得高斯与非高斯子块,通过对高斯与非高斯子块采用不同的建模和诊断方法,提高监控效果;最后将该方法应用于田纳西-伊斯曼(TE)过程的监控中,以验证所提出方法的有效性.

摘要:针对犹豫模糊语言群决策问题,研究其共识性调整方法.首先,定义犹豫模糊语言术语集的距离测度;然后,基于该距离测度定义犹豫模糊决策矩阵间的共识性水平及其相关概念,建立共识性调整模型,该模型采用反馈机制,并且尽可能提供给专家较多的信息,以方便专家进行信息修正,达到群体共识;最后,通过具体实例说明了所提出的共识性方法的可行性和实用性.

摘要:针对以犹豫三角模糊元(HTFE)为输入的多属性决策(MADM)问题,首先,给出犹豫三角模糊集距离的定义,并基于此提出犹豫三角模糊幂均(HTFPA)算子的概念;其次,为了能够有效地弱化与整体信息偏差较大的评估值对决策结果的影响,提出广义犹豫三角模糊幂均(GHTFPA)算子,并讨探其相关性质;再次,通过构建基于最小绝对偏差法的非线性规划模型,以合理地获取广义犹豫三角模糊幂均参数;最后,针对各属性之间均存在交互关联关系且权重信息完全未知的MADM问题,提出基于广义犹豫三角模糊幂均算子的MADM方法.案例和对比分析表明,所提出的方法是可行且合理的.

摘要:针对低碳环境下多级闭环供应链网络设计的战略定位和配置问题,综合考虑网络参数的模糊性以及多产品流,以供应链网络的总成本和总碳排放最小为目标,建立多目标鲁棒模糊优化模型.该模型将机会约束的最低置信水平作为决策变量,实现目标函数期望值、最优鲁棒性和可行鲁棒性之间的有效平衡.最后,设计一种基于必要性测度的交互式$\varepsilon$约束模糊求解方法,并通过算例验证所提模型和算法的有效性和可行性.

摘要:当供应商处于供应链节点的买方市场时,通常要求零售商提前支付一定比例购置成本作为订金.针对该问题研究零售商促销努力下存在随机需求的非瞬时变质产品批量订货定价策略,考虑零售商提前支付策略,允许部分缺货.在一定条件下可得零售商最优补货周期和局部最优定价策略,随之提出相应的求解算法.数值计算结果表明:若提前支付购置成本占比或利率增大,则零售商利润将显著减少;提前支付期限和期数均对最优利润产生消极影响;零售商采取积极促销策略可有效提升自身利润.

摘要:现实中系统行为特征序列常受到虚拟变量的影响,而此时传统GM(1,N)模型不能准确地描述系统特征的变化规律.将虚拟变量引入传统GM(1,N)模型的灰作用量,构建虚拟变量控制的GM(1,N)模型,讨论新模型的参数求解方法;鉴于背景值对模型精度有着重要影响,利用粒子群优化算法对含有插值系数的背景值进行优化求解;从两个角度提出虚拟变量有效性检验方法.最后,通过河南省农民人均收入预测案例表明,新模型能够准确描述虚拟变量影响下系统特征序列的未来变化趋势.

摘要:针对执行器任意失效故障,研究离散事件触发通讯机制下不确定NNCS主被动混合鲁棒$H_\infty$容错控制器设计问题,该控制器对外界有限能量扰动具有良好的抑制性能.首先,基于T-S模糊模型,建立离散事件触发通讯机制下不确定NNCS闭环故障模型;然后,基于$H_\infty$控制思想设计故障检测观测器并得到不确定NNCS鲁棒$H_\infty$容错控制设计准则;最后,通过Matlab仿真算例验证所设计的控制律对系统性能的改善以及事件触发条件的引入对网络资源的节约.

摘要:为了解决容积卡尔曼滤波(CKF)算法在处理高维问题时出现的非局部采样问题,提出基于采样点正交变换的改进CKF算法(TCKF).从数值积分近似角度导出无迹卡尔曼滤波(UKF)和CKF两种近似滤波算法,并指出CKF只是UKF的一个特例;基于多元Taylor级数展开分析,揭示CKF在克服UKF数值不稳定性问题的同时,引入非局部采样问题;对Cubature点集进行正交变换得到TCKF算法,并从理论上证明,在高维、强非线性等非局部采样问题突出的滤波模型中,TCKF具有比CKF更高的估计精度.仿真实例验证了所提出算法的有效性.

摘要:针对多目标跟踪中的传感器控制问题,提出一种基于有限集统计(FISST)理论的传感器控制策略.首先,基于随机有限集(RFS),建模给出基于信息论的传感器控制的一般方法;然后,利用多目标概率密度的近似统计特性推导柯西施瓦兹(CS)距离的表达形式,并最终利用粒子概率假设密度滤波器对评价函数进行求解,在信息增益最大化的准则下得到传感器的最优控制方案.传感器的轨迹控制实验仿真验证了所提出算法的有效性.

摘要:对于等待时间有限的串行生产系统,由于上下游设备会发生随机故障,若两个连续设备之间的缓冲区过大,则会产生较大的返工成本,缓冲区过小则会产生较大的产能损失成本.在保证产品质量的前提下,为了有效地降低系统运作成本,提出等待时间有限的串行生产系统的缓冲区优化模型.基于工件排队等待时间有限制这一生产线特点,分别分析预防性维护成本、返工成本和产能损失成本,以单位时间总成本最小为优化目标,建立一个成本函数的分析模型,得到最优缓冲区阈值.最后通过数值计算结果表明,利用成本函数的分析模型能够确定最优缓冲区阈值,从而有效降低运行成本.

摘要:针对传统永磁同步电机PWM电流预测控制中电机参数扰动偏差造成的输出电流静差及振荡问题,提出基于扩张状态观测器的新型PWM电流预测控制算法.分析电机参数扰动偏差对PWM电流预测控制系统的影响,构建相应的扩张状态观测器来观测参数偏差造成的系统扰动,为传统预测控制算法提供实时性扰动补偿,并通过极点配置验证新型算法的稳定性.仿真结果表明,新型算法能够快速无静差地观测系统扰动,有效避免电感参数扰动偏差对电流预测系统的影响.

摘要:为了避免奇异解,提高网络性能,给出一种回声状态网络的权值初始化方法(WIESN).利用柯西不等式和线性代数确定优化的初始权值的范围与输入维数、储备池维数、输入变量和储备池状态相关,从而确保神经元的输出位于sigmoid函数的激活区域.实验结果表明,权值初始化方法的精度和训练时间要优于随机初始化方法,且相比于训练时间,权值初始化的时间是可以忽略不计的.

摘要:针对粒子滤波在跟踪非线性状态突变系统的隐状态时,因粒子贫化导致估计精度下降的问题,提出一种基于Student's t分布的自适应重采样粒子滤波算法.首先,将Student's t分布作为采样尺度转移方程,再自适应地将粒子依据权值大小分为两个子集;然后,对子集执行自适应交叉和变异操作,得到新生粒子集,从而自适应地提升粒子多样性,达到提升估计精度的目的.实验结果验证了所提出算法的可行性和有效性.

摘要:研究具有时变时滞的连续不确定正系统的约束控制问题.基于线性规划方法,首先设计状态反馈控制器使得相应的闭环系统是正系统且渐近稳定;然后建立在正性约束下有界的鲁棒状态反馈控制器存在的充分条件,同时给出控制器的设计方法;最后利用仿真算例验证所提出方法的有效性.

摘要:提出一种加权的H_∞优化设计方法来设计挠性系统的鲁棒控制器,以解决采用H_∞回路成形法设计时控制器不稳定且鲁棒性差的问题.利用挠性模态所对应闭环极点的配置来实现相位控制思想,同时允许高频部分的闭环极点与期望极点有一定差别,弱化严格正实的约束.将相位控制与H_∞优化求解相结合,通过所求得的控制器实现期望的闭环极点.所提出的设计方法灵活且设计过程物理意义明确.最后通过两个仿真算例验证所提出方法的可行性.

摘要:针对含有数据丢失的不确定性连续系统,采用切换控制理论对其进行研究.首先,讨论含有损失数据连续系统的工作状态和相应的模型;然后,采用间歇式控制方式,即在数据持续反馈期间对系统持续施加控制信号,在数据持续丢失期间不施加控制信号,对含有最大数据丢失率和外部干扰的不确定性系统,利用切换控制原理对其进行研究,并以定理形式给出控制器设计方法;最后,通过仿真实例表明所提出方法的有效性.

摘要:基于有限时间切换控制方法,研究倾转旋翼机过渡模式,即短舱倾角从$0^{\circ