带性能约束的卫星舱布局问题改进遗传算法

针对带有性能约束的卫星舱布局优化问题,依据不干涉理论,给出了计算机上易于实现的、能计算图元之间干涉量的不干涉算法.采用实数编码等策略对布局优化问题构造了改进遗传算法.数值结果表明:该算法在解决带有性能约束的布局优化问题时大大减少了计算时间,提高了计算精度.

一类带性能约束的二维几何布局优化

提出一类带性能约束的二维几何布局优化问题模型及其求解算法．该算法分三个 阶段处理，即嵌入阶段、可行初始布局阶段和优化布局阶段，并给出每个阶段相应的几 何布局质量的评价标准函数、算法和结束准则。在具体的求解过程中；综合运用了拟 物原理、广义力矢量松弛法原理、有向树搜索原理来构造布局优化的算法．给出一种 在可行布局范围内不断压缩几何体布局的范围同时进行迭代改善布局过程的方法来寻 找最聚集的优化几何布局．用Ｆｏｒｔｒａｎ语言编制了相应算法及图形显示的程序，文 后给出了算例的验证结果。

基于反射技术的有性能约束特征的软件集成方法研究

软件集成是一种基于构件技术的软件复用实践.提出了一个基于反射技术,遵循传统CORBA规范、采用中间件技术和特有构件模型(具有性能约束的构件模型PCCM)的解决方案—基于反射技术有性能约束特征的软件集成.其特点是对传统软件集成方法进行扩充,引入反射技术,具体化性能约束的静态描述和集成中间件的性能约束动态机制,建立能够保障单一性能约束、组合性能约束的统一开放式模型.最后给出一个相应案例.

PCCM:具有性能约束的构件模型

构件模型是构件复用的基础。本文根据3C和REBOOT模型提出一种具有性能约束的构件模型,实现具有性能约束的构件复用。首先简要分析了构件模型的研究现状以及复用现状,引出了在特殊领域的具有性能要求的构件复用;然后提出具有性能约束的构件模型及描述;接着给出实现关键技术的路线,并对模型进行了优点分析;最后指出了进一步的研究方向。

结构拓扑优化局部性能约束下轻量化问题的互逆规划解法

瞄准应力和疲劳两类局部性能约束的结构拓扑优化问题,概括为分部、化整和集成3种解法和交融的3种解法。类比应力约束推导了疲劳寿命情况,一为满疲劳公式,二为疲劳寿命约束全局化的结构寿命概念和相应解法。在倒寿命概念下,实现了疲劳寿命约束与应力约束的规格统一。补充和完整了已有的局部性能约束解法,属于单目标模型,有分部、化整、集成三种。基于互逆规划理论的定理2,提出了交融优化解法,是单目标与多目标模型的交替迭代,有分部-集成、化整-集成和集成-集成三种。上述6种解法皆基于ICM方法进行建模。算例表明,新提出的交融优化方法提高了求解效率。

反馈控制系统多性能约束指标的相容性

对一类线性随机系统的状态反馈控制,研究极点配置指标、被控输出对范数有界外扰的H_∞抑制指标及稳态状态方差上界指标的相容性,希望为实际控制系统多性能指标的选定提供理论依据,用线性矩阵不等式(LMI)方法分别刻画了极点指标约束下H_∞指标的取值范围、以及相容极点指标和H_∞指标约束下稳态方差上界指标的取值范围,对上述三类相容指标约束的控制问题给出求取满意控制策略的有效方法。文中结论用数值算例作了说明。

基于性能约束的业务过程模型检索

大规模复杂组织如何快速地在模型库中找到用户所需的合适的过程模型是业务过程管理的一个关键性问题。针对该问题,提出了基于性能约束的过程模型检索方法。该方法首先将业务过程转换成广度优先拓扑序列,计算过程模型的相似度值,确定候选集,缩小了检索空间;然后对候选业务过程的运行时间、花费和人力资源三个性能分别进行计算,选出最优过程模型。最后,通过对比实验验证了所提方法的有效性。

具有性能约束的CORBA命名服务

本文综合传统服务模型的特点,提出一种具有性能约束的命名服务模型,实现具有性能约束的命名服务。

一种具有性能约束的软构件集成模型

在具有性能约束构件模型的基础上,提出了一个由构件层和服务层组成的具有性能约束的软构件集成模型.通过服务层提供的构件性能属性识别器、构件容器、集成工具、适配器等设施的协同工作,把分布于不同网络的、基于性能约束构件模型开发的构件进行集成,实现了具有性能约束构件的集成.由于对于不具有性能约束构件的集成,该模型的构件性能属性识别器不用启动运行环境,从而节省了系统开销.该模型既考虑了具有性能约束构件的集成,又可实现一般构件的集成,有助于软件复用.

T-S模糊系统的D-域性能约束鲁棒输出反馈控制

研究了一类具有输入及输出端扰动的T-S模糊系统在性能约束下的鲁棒控制问题.在D域内定义非线性系统性能指标的条件下,基于线性矩阵不等式技术提出了鲁棒输出反馈控制器存在的充分条件,保证闭环系统具有一定的稳态和动态性能.该方法利用投射引理分离耦合变量,通过引入附加矩阵增加自由度,降低结论的保守性.F-16歼击机纵向通道的控制仿真结果表明了方法的有效性.

考虑性能约束的卫星设备布局优化策略

针对桁架式卫星舱内的设备布局需求,提出了一种新的考虑性能约束的卫星设备布局优化策略。首先,以桁架式卫星舱内设备布局设计为背景,建立了卫星设备布局优化的数学模型;然后,引入整数优化的思想,以待布设备的安装序列为设计变量,并提出逐次布局策略与局部调整策略,按照先左后右-先下后上的布局准则,由已知待布设备的安装序列求解获得各待布设备的安装位置,进而可得出待布设备的总质心位置;由于在逐次布局与局部调整阶段,即每次计算目标函数值过程中,已将散热能力约束与设备干涉约束考虑在内,故卫星设备布局优化问题可转化为无约束优化问题,降低了卫星设备布局优化的难度。最后,将该布局优化策略用于某卫星设备布局实例中,从优化结果上验证了卫星设备布局优化策略的正确性,该策略有效地降低了卫星舱内设备布局的设计难度,为提高桁架式卫星总体设计的效率提供了支持。

性能约束的P2P Web Cache模型

为提高网络浏览器缓存系统性能,降低用户等待时间,提出了一种基于性能约束的P2P Web Cache模型。理论分析和模拟测试表明,该模型能够减少连接时间和传输时间。

基于关节电机性能约束机器人的运动轨迹平滑规划

为了使机器人运动过程平滑,采用机器人的逆动力学特性,通过约束机器人关节电机性能得到一种运动轨迹平滑规划方法。该方法中平滑运动轨迹使用五次样条曲线,以笛卡尔空间粗插补和关节空间精插补相结合,在考虑关节角速度约束和逆动力学得到的关节力矩约束下,建立角速度和关节力矩等关节电机性能与粗插补周期的关系式,便可通过修改粗插补周期得到满足关节电机性能约束的平滑运动轨迹,避免因优化平滑运动轨迹而带来的大量计算,更容易操作。通过与三次B样条曲线插补算法规划的轨迹相比,结果表明:此规划能大大提升机器人关节运动的平稳性,减小冲击和振动对机器人运动的影响。

具有性能约束的欠驱动系统分层滑模控制

针对具有性能约束的二阶欠驱动系统的跟踪控制问题,提出了自适应鲁棒滑模控制策略。首先,利用约束转化方程将带有状态性能约束的系统转化成无约束系统,通过引入预设性能方程可以同时保证系统的动态性能和稳态性能满足预设目标;然后,针对转化后的无约束系统设计了自适应分层滑模控制策略,并通过Lyapunov方法严格地证明了控制系统的稳定性并获得了自适应律;最后,通过小车倒立摆对比仿真实验证明了控制器的有效性和优越性。

基于多性能约束的连续体结构拓扑优化设计

为了满足多性能指标要求,提出一种考虑静强度和疲劳约束的连续体结构拓扑优化设计方法。以带符号的von Mises应力的幅值和均值绝对值之和评定结构静强度,采用修正的Goodman疲劳准则评价结构疲劳强度,将结构静强度和疲劳约束分别转化为不同的应力约束,再采用P范数对单元应力进行近似最大处理,将局部约束转化全局约束。采用材料属性有理近似模型,以结构体积最小化作为优化目标,建立考虑静强度和疲劳约束的结构拓扑优化模型;采用移动渐近线算法求解基于多性能约束的拓扑优化问题。数值算例结果表明,所提设计方法获得的拓扑结构能够同时满足静强度和疲劳性能要求。

基于性能约束的损伤无人机航路规划技术研究

对无人机在遇到严重损伤情况下的航路规划技术进行了研究。提出了一种不依赖重心的建模方法;通过分析无人机的自身物理限制建立了其性能约束模型,并选择合适的参数来评估损伤无人机机动性能下降的程度;针对无人机在不同航段的任务需求分别对各航段的飞行路线进行了优化设计;改进了无人机在各航段间切换的方法与降落段航线上窗口限制条件的设计。仿真结果证明前述研究结果使损伤后无人机具有继续执行任务或安全返航的能力,具有实际应用价值。

航空器性能约束下的空地协同选址优化

定义了出救点、受灾点和备选转运点,根据3类点之间的连接方式定义4种运输方式,考虑航空器性能约束以及动态路网损毁,建立空地协同运输集覆盖选址模型,为了得到最大化空地协同救援覆盖面积下的预选址结果,建立空地协同运输最大覆盖选址模型,经过筛选,得到空地协同应急救援体系最小设施建设成本。设计算法求解以上两阶段空地协同运输选址模型,得到选址结果及最小设施建设成本。结果表明,方法会大大减少设施点的建设成本以及平均救援时间,同时会显著提升第一阶段的覆盖率。

基于笛卡尔阻抗控制的人机协作机械臂性能约束

针对脑卒中患者在进行主动训练时可能出现运动困难、机械臂关节角变化过快等问题,提出一种机械臂运动性能约束算法,通过构造虚拟力来约束机器人的运动性能,以避免对患者的二次伤害,提高人机交互的友好性。根据可操作性值调整运动参数,构造虚拟结合力约束机器人的运动。首先介绍机器人系统的结构;然后确定描述机械臂运动性能的指标,对机械臂进行运动学分析,利用逆运动学解出在机械臂运动范围内最大的可操作性并将其利用在对可操作性的描述上,提出运动约束算法表达式;最后通过实验对算法的有效性进行证明。结果表明,该算法可以根据机械臂的运动性能构建虚拟约束力,对机械臂进行性能约束,使机器人保持较高的运动性能。

考虑UAV性能约束的变速度自主避障算法研究

动态不确定环境下,为有效地提升UAV执行任务的安全性和可靠性,在UAV自主避障过程中考虑了自身的性能约束条件。在速度障碍圆弧法的基础上,考虑UAV的法向和纵向加速度约束范围,研究了速度障碍圆弧随速度矢量变化的规律,提出了一种考虑UAV性能约束的变速度自主避障算法。该算法在考虑自身性能约束条件下,为实现UAV对威胁障碍的避碰提供了更大的避碰裕度。最后,对考虑UAV性能约束的变速度自主避障算法进行了验证,仿真结果证明了算法的有效性和可行性。

转动圆桌平衡摆盘——带平衡性能约束的Packing问题

转动圆桌平衡摆盘问题属带平衡性能约束的装填(Packing)布局优化问题,提出了其数学模型和启发式算法,包括模式迭换法和主布模法,用以构造布局拓扑模式,形成初始布局;推荐了在此初始布局下的寻优方法及技巧,以及给出了缓解组合爆炸的技巧,算法经算例验证。