• 2021年第36卷第9期文章目次
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    • >新兴交叉领域发展特邀综述
    • 电动汽车时代的电网-交通网协同优化综述

      2021, 36(9):2049-2062. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.1736

      摘要 (1100) HTML (2539) PDF 1.42 M (1890) 评论 (0) 收藏

      摘要:电动汽车的出现正在引领交通电气化的变革,电动汽车随机的运输与充电行为将促进交通网与电网的深度耦合.对此,结合大数据分析、电车-路网、电车-电网等领域的最新成果,系统地论述交通电气化进程的现状与进展.首先,总结耦合系统的数据预测方法,归纳各自的基本特征、优势与局限性;其次,探讨交通网络中电动汽车的调度问题,兼顾电动汽车的续航安全与运输服务;然后,围绕充电站选址、充/放电负荷管理等方面分析了电气化交通下电网的负载平衡;最后,对交通电气化进程中存在的问题与挑战进行总结,并对其未来发展指明了方向.

    • >论文与报告
    • 大规模固定翼无人机集群编队控制方法

      2021, 36(9):2063-2073. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0076

      摘要 (880) HTML (2175) PDF 1.22 M (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大规模固定翼无人机集群的编队控制问题,提出一种分层分组控制方案.首先,设计一种分布式的无人机集群分层分组控制架构,将集群内所有无人机分成若干独立且不相交的群组,并在群组内分别形成“长机层”和“僚机层”;其次,对各群组内的长机设计协同路径跟随控制律,使长机收敛到各自期望路径上的虚拟目标点,并通过对各虚拟目标点的协调控制实现长机的协同,进而实现各群组间的协同;然后,对各组的僚机设计控制律以跟随其所在群组的长机,使其与长机保持期望的相对位置且朝向一致.设计的大规模集群编队控制律考虑了固定翼无人机的控制约束和环境中风的影响,并证明了闭环系统的稳定性.100架固定翼无人机集群的全流程数值仿真,验证了所提出控制方法的有效性.

    • 参数不确定离散时间系统的有限时间输出反馈预见控制器设计

      2021, 36(9):2074-2084. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1584

      摘要 (288) HTML (563) PDF 2.32 M (705) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于参数依赖的Lyapunov函数方法及LMI技巧,研究一类参数不确定离散时间系统的有限时间输出反馈预见控制问题.首先,采用预见控制理论中误差系统的方法,引入差分算子和离散提升技术,构造出包含未来目标值信号和干扰信号的信息的扩大误差系统,将有限时间预见控制问题转化为扩大误差系统的有限时间稳定性问题;然后,针对所推导出的扩大误差系统设计输出反馈预见控制器,通过改造输出方程以充分利用可预见信号的未来信息,并通过LMI技巧给出闭环系统有限时间稳定的条件及预见控制器的设计方法.研究结果表明,通过求解LMI,可确定静态输出反馈预见控制器增益矩阵.数值仿真表明了所提出方法的有效性.

    • 基于R2指标和目标空间分解的高维多目标粒子群优化算法

      2021, 36(9):2085-2094. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0113

      摘要 (354) HTML (572) PDF 449.87 K (663) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于R2指标和分解策略的多目标粒子群优化算法(R2-MOPSO)在求解2、3个目标优化问题时具有较好的收敛性和多样性,但在求解高维多目标优化问题时难度较大.对此,提出一种基于R2指标和目标空间分解的高维多目标粒子群优化算法(R2-MOPSO-II).首先借鉴R2指标和目标空间分解策略综合权衡选择过程的收敛性和多样性,设计双层档案维护策略;然后设计一种新的向导选择策略来连接目标空间和决策变量空间,进而提出一种基于双层档案的速度和位置更新策略以权衡粒子群优化算法的勘探和开采能力;最后通过引入高斯学习策略和精英学习策略防止粒子陷入局部最优前沿.数值仿真结果表明,所提出算法在求解DTLZ和WFG测试问题时具有较好的收敛性和多样性.

    • 敏感度函数未知下的非均匀直线覆盖控制算法设计与PLEXE仿真

      2021, 36(9):2095-2102. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1268

      摘要 (243) HTML (590) PDF 763.16 K (562) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究在敏感度函数未知下面向多无人驾驶车辆队列的非均匀直线覆盖控制问题.非均匀直线覆盖控制是指利用一组无人驾驶车辆,根据目标直线(即道路)上的敏感信息分布状态(即敏感度函数),合理地布置无人驾驶车辆,使得该目标直线上敏感度较高的区域得到更多的关注.针对目标直线上敏感度函数未知的情况,设计一种基于曲线拟合与空间相关性的估计算法近似该敏感度函数.在此基础上,提出一种分布式覆盖控制律,能够有效地使无人驾驶车辆行驶到目标路径上的最佳位置,并严格分析所提出的覆盖控制系统的稳定性和覆盖效果.此外,为了验证所提出的覆盖控制算法,利用专业的车辆队列仿真软件(PLEXE)验证所提算法的可行性和有效性.

    • 具有执行器故障的四旋翼无人机自适应预定性能控制

      2021, 36(9):2103-2112. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0083

      摘要 (317) HTML (447) PDF 1.65 M (751) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对具有执行器故障的四旋翼无人机,提出一种自适应预定性能控制方案.首先,基于内环姿态控制及外环位置控制的双闭环控制策略,将无人机系统解耦为位置子系统和姿态子系统;其次,设计自适应控制方案,对存在的执行器故障参数进行自适应估计,有效地解决了执行器故障下无人机稳定控制问题;然后,提出一种预定性能控制策略,保证系统的暂稳态性能满足预先给定的性能指标;最后,通过仿真实例验证所提出方法的有效性.

    • 空间机器人双臂捕获卫星操作的事件采样输出反馈神经网络避撞柔顺控制

      2021, 36(9):2113-2122. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1754

      摘要 (211) HTML (457) PDF 1.70 M (697) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论漂浮基空间机器人双臂捕获非合作卫星过程避免关节冲击破坏的避撞柔顺控制问题,提出在机械臂与关节电机之间加入一种旋转型串联弹性执行器(rotatory series elastic actuator,RSEA)作为柔顺缓冲机构,其作用在于:1)捕获碰撞过程,通过其内置弹簧的拉伸或压缩吸收捕获操作过程中被捕获卫星对空间机器人关节产生的冲击能量;2)捕获完成后的镇定过程,利用设计与之配合的避撞柔顺控制策略保证关节冲击力矩限制在安全范围.利用第二类拉格朗日方程推导得到捕获操作前含柔顺机构双臂空间机器人系统及目标卫星的各分体系统动力学模型;基于系统动量守恒关系、系统运动几何关系及牛顿第三定律,得到捕获操作后双臂空间机器人与被捕获卫星混合体系统综合动力学方程;针对捕获操作后受碰撞影响而产生不稳定运动的混合体系统,提出一种基于事件采样输出反馈的RBF神经网络避撞柔顺控制方案.上述方案与柔顺机构相结合不仅能有效吸收被捕获卫星的冲击能量,还能在冲击能量过大时应时开、关双臂空间机器人关节电机,以防止关节电机发生过载和破坏.通过李雅普诺夫稳定性理论证明系统的全局稳定性,并通过仿真结果验证所提避撞柔顺控制方案的有效性.

    • 平台品牌赋能情境下考虑信息不对称的供应链渠道冲突

      2021, 36(9):2123-2132. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0098

      摘要 (221) HTML (389) PDF 506.25 K (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着平台型电商企业对供应链合作伙伴的赋能行为迅速增加,对供应链成员的运营决策及收益产生了举足轻重的影响.在平台型电商企业进行品牌赋能的情境下,研究由一个平台型电商企业、一个零售商和一个其他渠道供应商构成的供应链中,如何设计合适的激励机制以缓解供应链成员之间的垂直渠道冲突,并在信息不对称的条件下,剖析作为核心企业的平台型电商企业如何运用机制设计的方法来识别零售商从其他渠道订购产品的质量水平.研究表明,平台型电商企业可以通过设计包括混合策略与分离策略在内的激励机制来提升零售商从平台型电商企业订购产品的数量和比例.若零售商从产品质量较高的其他渠道供应商订购产品的概率较高时,则平台型电商企业采用分离策略更有助于提升零售商的总订购量,反之则应采用混合策略.平台型电商企业在分离策略下获得的期望利润要大于混合策略,并且均大于不向零售商提供激励机制的情形.

    • 面向建材装备集团制造的分布式多项目资源调度

      2021, 36(9):2133-2142. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1802

      摘要 (151) HTML (581) PDF 527.51 K (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对建材装备集团项目执行过程中存在的项目内和项目间多类别资源协同共用现象,提出并行调度机制下考虑多类别资源转移时间和转移成本的分布式多项目资源调度问题,以最小化资源转移成本和项目执行工期为目标建立问题的数学模型.为改善进化算法在局部搜索能力方面的不足,提出将禁忌搜索与进化算法相结合,构造一种内嵌禁忌搜索寻优搜索的多目标混合进化算法,在保证算法全局搜索能力的前提下提升局部精确搜索能力.同时,考虑资源转移成本和时间对任务选取的影响,改进任务选择的优先权值,提出并行调度机制下资源转移冲突消解策略.数据实验表明,所提算法能够有效避免不合理的资源转移,在求解质量方面具有良好的性能.

    • 基于混合模型驱动的红外与可见光图像融合

      2021, 36(9):2143-2151. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1749

      摘要 (216) HTML (424) PDF 11.08 M (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决红外与可见光图像融合中显著特征不突出、图像对比度低的问题,提出一种混合模型驱动的融合算法.首先,采用潜在低秩表示模型分别提取红外与可见光图像的基础子带、显著子带及稀疏噪声子带;其次,采用非下采样剪切波变换模型将基础子带分解为低频系数和高频系数,对低频系数采用字典学习和稀疏表示进行精确拟合,对高频系数采用局部窗口结合逻辑加权进行选择;再次,显著子带采用区域能量比阈值自适应加权法进行融合;最后,对融合后的低频系数和高频系数进行一级重建,得到融合基础子带,舍弃稀疏噪声子带,再结合融合显著子带进行二级重建,得到融合图像.实验结果表明:所提出算法能够得到蕴含丰富信息且较为清晰的融合图像,具有可行性;融合结果的对比度较高,目标轮廓显著,能够提升场景的辨识度,具有有效性.

    • 面向全局搜索的自适应领导者樽海鞘群算法

      2021, 36(9):2152-2160. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0090

      摘要 (306) HTML (709) PDF 466.99 K (745) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步改善基本樽海鞘群算法容易陷入局部最优、寻优精度有时不高、求解结果不太稳定的不足,提出一种面向全局搜索的自适应领导者樽海鞘群算法.首先,在领导者位置更新公式中引入上一代樽海鞘群位置,增强全局搜索的充分性,有效避免算法陷入局部极值;然后,在领导者位置更新公式中加入惯性权重,并在全局和局部搜索的选择上引入领导者-跟随者数量自适应调整策略,使算法在迭代前期领导者数目较多且受全局最优解影响较大,能以较大的全局搜索步幅快速收敛到全局最优区域,而在迭代后期领导者步幅较小且跟随者数量较多,可以在最优解附近深度挖掘,提高算法的收敛精度;随后给出算法流程并对时间复杂度进行理论分析;最后,通过5种代表性对比算法在12个不同特征基准测试函数多个维度上的函数优化仿真实验,表明所提出的改进算法的寻优精度和稳定性均有明显提升.

    • 基于混合禁忌搜索算法的随机车辆路径问题

      2021, 36(9):2161-2169. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0107

      摘要 (330) HTML (519) PDF 460.01 K (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对实际配送过程中客户需求、车辆服务时间随机可变,提出带软时间窗的随机需求和随机服务时间的车辆路径问题.以配送车辆行驶路径为研究对象,建立基于配送成本、时间惩罚成本、修正成本的配送车辆路径优化模型,并提出一种混合禁忌搜索算法.该算法将最近邻算法和禁忌搜索算法相结合,将时间窗宽度及距离作为最近邻算法中节点选择标准;并对禁忌搜索算法中禁忌长度等构成要素进行自适应调整,引入自适应惩罚系数.实验结果表明,改进后的混合禁忌搜索算法具有较强的寻优能力、较高的鲁棒性,同时算法所得车辆行驶路径受客户需求变动影响较小.

    • 基于WGRA-FCM样本相似性度量的转炉炼钢终点碳温软测量方法

      2021, 36(9):2170-2178. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0128

      摘要 (241) HTML (475) PDF 2.41 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:转炉炼钢过程中碳温连续实时预报是终点控制的关键,针对过程数据波动影响炉次样本相似性度量进而造成建模困难、通用性差的问题,同时考虑炼钢过程数据存在的时间序列特性,提出一种自动聚类和计算待测样本后验概率的即时学习方法.首先,采用灰色关联度加权的模糊C聚类策略将历史库样本进行自动聚类;然后,利用混合高斯模型计算待测样本的后验概率确定关联度最大的样本集合;最后,度量出待测样本的最佳小样本子集,进而采用LSTM网络预测终点碳温.通过该方法对钢厂转炉炼钢生产过程数据进行验证,实验结果表明,按照炼钢的工艺要求,温度预测误差在$\pm 10^\circ$C的精确率为93.3%,碳含量预测误差在pm0.02的精精确率为90.0%.

    • 基于双分支特征融合的场景文本检测方法

      2021, 36(9):2179-2186. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0002

      摘要 (252) HTML (537) PDF 1.76 M (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有的基于深度学习的自然场景文本检测方法一般采用大型深度神经网络作为主干网络进行特征提取,虽然效果显著但检测模型十分庞大,检测效率较低,若直接将主干网络换成轻量型网络则不能提取出足够的特征信息,直接导致检测效果大幅降低.为了降低文本检测模型的规模以及更为高效地检测文本,提出基于双分支特征融合的场景文本检测方法,在采用相对轻量级的主干网络EfficientNet-b3的基础上,使用双路分支进行特征融合进而检测场景文本.一路分支使用特征金字塔网络,融合不同层级的特征;另一路分支使用空洞卷积空间金字塔池化结构,扩大感受野,然后融合两个分支的特征,在小幅增加计算量的同时获取更多的特征,弥补小型网络提取特征不足的问题.在3个公开数据集上的实验结果显示,所提出方法在保持较高检测水平的情况下,可以大幅度降低模型的参数量,大幅度提升检测速度.

    • 布尔 控制 网络 的集 成集 可控

      2021, 36(9):2187-2194. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1837

      摘要 (186) HTML (766) PDF 405.33 K (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究一类布尔控制网络的集成集可控性和集成集镇定性问题.首先,利用矩阵的半张量积理论,给出布尔控制网络等价的代数表示;其次,通过自由控制序列研究布尔控制网络的集成集可控性,并给出相应的充分必要条件,对于布尔控制网络的集成集镇定性问题,使其转换为集成集可控性问题,并给出相应的判定定理;最后,给出数值例子说明所提出方法的有效性.

    • 基于深度学习的仿生集群运动智能控制

      2021, 36(9):2195-2202. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0071

      摘要 (338) HTML (495) PDF 2.11 M (785) 评论 (0) 收藏

      摘要:集群运动的自组织控制相较于控制理论方法更具鲁棒性与灵活性,其中具有强大自组织特性的生物种群多表现为单体的等级交互,其特点是交互双方各自影响互不对称,由于信息交互繁杂导致构建等级交互模型仍充满挑战.鉴于此,使用深度学习技术分析红鼻鱼的集群运动实验数据,构建多参数输入的单体等级交互模型,有针对地设计成对交互的深度网络结构,并进行合理训练以获取交互模型,基于视觉压力挑选出关键邻居,将此模型用于该邻居的等级交互,相较于其他邻居选择方式,所提出智能控制方法与真实鱼类的集群运动具有较一致的宏观特性.仿真实验表明:所提出方法能扩展应用到更大规模的集群聚合运动控制中,使得单体仅利用局部信息即可实现大规模的集群运动;该方法具有使用简单、规模灵活、计算快速的特点,在多机器人控制、智能交通系统、饱和集群攻击以及多智能体物流等领域具有广阔的应用前景.

    • 一种基于池计算的宽度学习系统

      2021, 36(9):2203-2210. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1729

      摘要 (209) HTML (821) PDF 1.17 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:宽度学习系统(BLS)是一种基于RVFLN的高效增量学习系统,具有快速且精度高的特点.为了实现BLS对时间序列的精确预测,结合回声状态网络(ESN)的储备池结构,提出一种基于池计算的宽度学习系统(RCBLS).该系统通过在强化层引入简单环型储备池连接,以并行的储备池代替原系统中的前馈连接,使RCBLS具有一定的回声状态特性且方便设计.同时,应用增量学习保证了系统的实时性能.基于MSO时间序列预测问题,针对不同规模数据样本分别研究不同储备池结构RCBLS的性能.结果表明:多储备池结构的RCBLS大大提高了模型的泛化能力和稳定性.

    • 一种结合内在动机理论的移动机器人环境认知模型

      2021, 36(9):2211-2217. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1744

      摘要 (233) HTML (691) PDF 1.45 M (530) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨动机在环境认知中所起作用,模仿生物环境认知行为,以学习自动机为框架,提出一种结合内在动机理论的移动机器人环境认知模型(CM-LA).该模型以访问次数及访问时间间隔共同定义内在动机,并以操作条件反射原理描述外在动机的影响.同时,所设计的动作选择机制可以使机器人根据已有的环境认知对新增障碍物进行有效避让.实验结果表明,所提出模型能够在两种动机的驱使下对环境进行有效的自主认知,并提高机器人在未知环境中的探索效率,搜索到的路径长度较短,且具有一定的环境自适应能力.

    • 基于滚动时域粒子群优化的视频去雾算法

      2021, 36(9):2218-2224. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1183

      摘要 (180) HTML (650) PDF 31.55 M (790) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机视频由于拍摄的位置和场景不断移动,环境参数亦不断变化,采用以往针对固定场景的去雾方法不能达到最佳效果.为了使无人机视频去雾算法具有自适应性,提出一种基于滚动时域粒子群优化的视频去雾算法.将基于周期和事件混合驱动的滚动调度策略与粒子群算法(PSO)相结合,对可调去雾参数进行滚动优化调整,当与上次优化的帧间隔数大于阈值或环境和场景发生改变时,启动粒子群优化算法重新选取最佳去雾参数.针对无人机视频,分别应用所提出算法和固定去雾参数算法进行实验和对比分析,实验结果表明,对于环境因素动态变化的视频,所提出算法比固定去雾参数算法具有更好的对比度和视觉效果.

    • 双重驱动的果蝇优化算法及其在PID控制器中的应用

      2021, 36(9):2225-2233. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0046

      摘要 (266) HTML (536) PDF 609.13 K (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统群智能优化算法面临计算复杂性高、参数依赖性强、全局优化能力弱的问题,在传统果蝇优化算法中引入细菌趋化理论,提出一种基于双重驱动的果蝇优化算法.综合考虑优势果蝇群体和劣势果蝇群体的分布特点,提出多驱逐剂与多引诱剂的概念,并在二者的双重驱动下更新果蝇位置,避免传统果蝇方法在位置更新过程中单纯依靠局部最优(差)位置带来的无效搜索.利用果蝇适应值信息,提出多驱逐剂和多引诱剂的带权质心向量计算方法,自适应地确定果蝇搜索半径,避免传统方法面临的参数依赖性强问题.在典型测试函数上的实验结果表明,所提出算法较现有典型算法参数依赖性小、收敛精度高、收敛速度快,且其优化后的PID控制器响应速度快,稳定性高,验证了其在PID参数优化领域的有效性.

    • 基于Fisher Score与最大信息系数的齿轮箱故障特征选择方法

      2021, 36(9):2234-2240. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1770

      摘要 (289) HTML (546) PDF 644.41 K (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工业环境中齿轮箱多故障特征难以选择的问题,结合Fisher Score与最大信息系数(MIC)构建一种新的故障特征优化选择方法.首先,考虑到多故障特征分布不均匀和重叠性问题,采用Fisher Score计算方法构建特征指标重要度排序规则;其次,在考虑冗余特征对有效特征表征的影响基础上,利用最大信息系数构建特征间关联性评价方法,对冗余特征实现更新排序;再次,以分类准确率为判断依据,基于支持向量机理论(SVM)对排序模型进行修正,建立基于Fisher Score与最大信息系数的故障特征优化选择方法;最后,利用UCI标准数据集和实验仿真的齿轮箱故障数据进行实验以验证所提出算法的有效性和工程实用性.仿真实验对比分析表明,与传统的mRMR、reliefF方法相比,所提出的方法特征子集数量适中,准确率更高.

    • 一种基于柯氏复杂度的因果网络定向方法

      2021, 36(9):2241-2248. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0005

      摘要 (210) HTML (666) PDF 564.88 K (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:因果网络定向问题实质是一个“多对多”因果关系发现过程,传统的V-结构定向方法只能确定一组马尔可夫等价类而非最终的因果关系.为解决该问题,从柯氏复杂度的因果推断原理视角出发,利用贝叶斯链式法则推导出局部网络因果定向规则,并在此基础上提出高维全局网络因果定向方法.同时,将前者运用于改进基于局部条件独立信息搜索学习马尔可夫毯典型算法,后者运用于改进基于约束的因果网络结构学习典型算法.实验结果表明,改进后算法在保证较高准确率的同时可有效提升执行效率.

    • 考虑碳限额的制造/再制造混合系统生产优化决策

      2021, 36(9):2249-2256. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1457

      摘要 (173) HTML (414) PDF 814.57 K (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对碳限额交易机制下制造/再制造混合系统生产决策问题,以最大化总利润和最小化碳排放量为目标,考虑客户需求差异以及碳减排技术投入成本和收益的影响,建立多周期产品制造/再制造混合系统生产决策优化模型.根据模型特点,结合多种群协同进化思想,设计一个多种群混合布谷鸟算法(multi-population hybrid cuckoo search,MPHCS)进行求解.提出一种自定义偏好随机游走策略,增加优秀个体对全局搜索的影响,以优秀个体指导种群进化,实现各子种群信息共享;采用自适应公式更新步长,防止陷入局部最优;同时引入基于Logistic映射的混沌搜索,用于对MPHCS算法全局搜索发现的优质解区域进行精细搜索,提高局部搜索能力.最后通过实例仿真验证了所提出模型和算法的合理性和有效性.

    • 基于云模型和多层权重求解的多粒度语言大群体决策方法

      2021, 36(9):2257-2266. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0102

      摘要 (198) HTML (369) PDF 422.80 K (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对属性权重部分未知且专家权重完全未知的多粒度语言大群体决策问题,提出一种基于云模型的决策方法.首先,构建一种基于信任关系的专家权重求解模型来计算专家权重;其次,将多粒度语言转换为云模型并进行聚类;然后,构建一致性优化模型来求解属性权重,从而得到各个方案的综合评价值并对方案进行排序.所构造的专家赋权模型可以有效解决大群体决策过程中决策人数众多、无法客观给出专家权重信息的问题,而且通过定义的直觉信任函数,还可以对专家之间的信任关系进行刻画,充分挖掘专家之间的信息;将多粒度语言转换为云模型,可以有效刻画语言信息的模糊性和随机性,从而避免信息的丢失和失真.

    • 离散蝙蝠算法在三阶段装配流水线调度问题的应用

      2021, 36(9):2267-2278. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0054

      摘要 (166) HTML (584) PDF 658.43 K (658) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决三阶段装配流水线调度问题,提出一种改进的离散型蝙蝠算法(DBA).针对所提问题的瓶颈期,提出下限理论,改进三阶段瓶颈期的下限公式,并引入调度模型生成初始种群,重新划分蝙蝠的捕食范围(HR),通过捕食行为、迁移行为的改进提高局部搜索能力,以有效提高离散蝙蝠算法的性能.改进K-means聚类算法,将具有最高相似性的蝙蝠进行分组,缩短计算时间,加快算法收敛速度.通过对不同规模实例的仿真实验与对比分析,对机器、产品和组的数量进行测试,验证了DBA的总体性能比其他算法更优;在算法的有效性和解的质量方面,通过对动态控制参数、DHR和精英策略的改进,有效地增强了算法的搜索能力.

    • 基于群决策考虑属性效用一致性的DEA他评交叉效率公共权重排序法

      2021, 36(9):2279-2289. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1719

      摘要 (192) HTML (369) PDF 451.07 K (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对数据包络分析(DEA)交叉效率方法大多是面向结果采用平均方式集结交叉效率,没有考虑评价过程中属性效用数据及其变动的特性,导致大量决策信息丢失、相对效率评价值与被评价决策单元的指标值关联性不够等问题,以交叉效率评价过程为导向,引入群决策理论,研究属性偏好及其属性效用变化特征,运用熵权法分析属性效用稳定性,发现评价中存在属性效用的熵及其熵权的唯一性性质,从而将各决策单元(DMU)的自评权重(个体偏好)集结为一个DEA评价系统的群权重(DEA系统偏好或群偏好),建立仅有一组公共权重的群决策他评交叉效率评价方法.该方法面向过程,依据他评交叉属性效用稳定性区分其在评价中的作用,用群决策他评交叉综合群效用替代交叉效率平均作为相对效率评价值,变结果导向的交叉效率集结为过程导向的权重偏好集结,实现将相对效率评价值与群权重和属性指标值直接关联.改进后的方法简洁直观,同时方便寻求改善相对效率的途径.最后,通过算例分析验证了所提出方法的可行性与有效性.

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    • 基于观测器的网络化多智能体预测控制

      2021, 36(9):2290-2296. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2019.1801

      摘要 (296) HTML (248) PDF 2.24 M (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一类主从式异构线性网络化多智能体系统,考虑每个智能体的反馈通道和前向通道中存在随机网络诱导时延和数据包丢失问题,采用预测控制方法,提出一种基于观测器的网络化多智能体协同输出跟踪控制方案.在该方案中,主智能体在每一时刻基于自身滞后输出和系统参考信号,计算一组控制预测序列和输出预测序列,前者用以主动补偿主智能体控制回路中的随机网络诱导时延和数据包丢失,后者被发往从智能体;从智能体在每一时刻基于主智能体发送过来的输出预测序列和自身滞后输出,计算一组控制预测序列,用以主动补偿从智能体控制回路中的随机网络诱导时延和数据包丢失;随后推导闭环网络化多智能体控制系统的稳定性,并通过实验验证该方案的有效性和可行性.

    • 航天器输入受限的鲁棒自适应姿态跟踪控制

      2021, 36(9):2297-2304. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0013

      摘要 (270) HTML (299) PDF 571.51 K (640) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究含模型不确定性的刚性航天器输入受限时的姿态跟踪控制设计问题.针对修改的罗德里格斯姿态参数描述的航天器姿态跟踪动力学模型,基于一种有界非线性连续函数和修改的罗德里格斯姿态参数自身有界性,设计鲁棒自适应状态反馈受限控制器,不确定参数的自适应更新律可保证在线估计参数的有界性.通过所提出的输入受限控制设计方法给出输入受限幅值、期望轨迹上界、模型不确定性上界与控制器增益之间的定量关系,并采用李亚普诺夫方法证明通过选择合适的控制器参数可以保证闭环系统角速度误差渐近收敛到零,且姿态跟踪误差收敛到原点小邻域,同时保证控制量始终在预先给定的受限范围内.仿真结果验证了所设计的控制器可在输入受限的情况下完成控制目标并有效抑制模型的不确定性影响.

    • 基于SAPSO算法的RBF神经网络设计

      2021, 36(9):2305-2312. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2020.0176

      摘要 (243) HTML (481) PDF 2.38 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对径向基神经网络结构和参数的动态优化问题,提出一种基于敏感度分析和粒子群优化的RBF神经网络(SAPSO-RBF)优化算法.算法通过初始化各粒子信息数,基于粒子敏感度分析,对算法学习阶段粒子信息进行增加和删减,确定第一次收敛时网络结构大小;算法达到收敛后,对最优粒子进行敏感度分析,删除冗余信息,使算法重新发散;根据算法发散和收敛次数提出一种惯性权重更新方法,使算法在解空间内进行多次发散和收敛,增强算法搜索能力的同时减小网络结构,并给出SAPSO算法的收敛性证明.仿真实验结果表明,SAPSO-RBF算法具有良好的自组织能力,相较于其他自组织RBF神经网络优化算法,在网络结构紧凑度和精度等方面有较大提升.

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