基于竞争式协同进化的混合变量粒子群优化算法

现实工业生产应用中存在大量的混合变量优化问题,这类问题的决策变量既包含连续变量,又包含离散变量。由于决策变量为混合类型,导致问题的决策空间变得不规则,采用已有的方法很难进行有效求解。引入协同进化策略,提出一种基于竞争式协同进化的混合变量粒子群优化算法(competitive coevolution based PSO,CCPSO)。设计基于容忍度的搜索方向调整机制来判断粒子的进化状态,从而自适应地调整粒子的搜索方向,避免陷入局部最优,平衡了种群的收敛性和多样性;引入基于竞争式协同进化的学习对象生成机制,在检测到粒子进化停滞时为每个粒子生成新的学习对象,从而推动粒子的进一步搜索,提高了种群的多样性;采用基于竞争学习的预测策略为粒子选择合适的学习对象,充分利用了新旧学习对象的学习潜力,保证了算法的收敛速度。实验结果表明:相比其他主流的混合变量优化算法,CCPSO可以获得更优的结果。

基于文本相似度的智能查号引擎研究

为了帮助电话人工客服座席提供不间断地、质量稳定的服务,有必要研发智能查号引擎。基于最长公共子序列算法和最长公共子元素序列算法的研究,提出了短文本相似度计算算法,以提高查号的准确性,并以此为基础,设计出智能查号搜索引擎系统及其实现方法。考虑到实际需求,通过自然语言处理中的分词、简称替换、同义词替换、构建停用词表等,对数据进行预处理;通过基于HowNet和同义词词林的相似计算,完成进一步的数据处理;对外提供遵循REST规范的API接口。实验表明,智能查号引擎的设计可行,具有较好的业务处理能力,可满足用户需求;同时,也存在一些问题,有待于进一步的改进。智能查号引擎可以提供24h不间断服务,相对于人工服务,具有更高的查号效率和更稳定的高质服务,可为智能电话客服的发展提供借鉴。

一种SAR成像区域规划方法及软件可视化界面实现

合成孔径雷达(SAR)对于某区域的成像分辨率、波束扫描方位俯仰角、成像结果的畸变率等参数在目前仍主要通过对目标区域取点计算得到,计算不够方便和直观。直接通过雷达的需求分辨率和目前雷达的位置、姿态、速度得到雷达的可成像区域在工程中仍具有实际应用意义。针对这一情况,实现无人机载SAR波束与姿态自动解算,计算在雷达沿特定轨迹飞行过程中的波束扫描范围和对应不同分辨率时的可成像区域,完成成像区域自动规划软件设计,并进行了仿真验证。

基于“OODA”环的分布式协同作战武器编配方案

以综合作战效能为评判依据,以“OODA”环为基本模型,研究了不同作战任务下分布式协同作战装备编配方案的优化方法。建立分布式协同作战效能指标体系,并基于指数法对底层作战能力值进行了计算;分析“OODA”环涉及的作战能力,确立“OODA”环作战效能的评估模型;综合考虑“OODA”环的作战效能值和装备体系的抗毁能力,创建装备体系综合效能评估模型以及武器编配方案整数规划模型;结合具体算例,研究了装备在执行侦察任务和侦察与打击一体化任务时的最优编配方案,验证了该方法的可行性与有效性。

智能化战争与无人系统技术的发展

对军事领域无人系统技术的发展现状进行了综合评述,并对未来研究进行了展望。首先分析未来战争的发展趋势,指出未来战争将是智能化战争,并且无人系统是未来战争的主力军。随后通过列举美国在军用无人系统技术领域的发展现状,说明美国正在分布式、多域作战概念牵引下大力推动无人系统智能化技术的发展。最后从无人平台的智能化、武器系统的智能化及作战运筹的智能化三个方面对无人系统技术在未来智能化战争中的应用给出建议。综述表明,智能化协同的无人系统集群作战是未来战争的主要形态,人工智能、分布式是当前以及未来一段时间内无人系统技术的研究热点。

基于能力需求的分布式武器装备关键技术研究

分布式协同攻击武器装备改变传统单一武器平台研发模式,将系统功能分解到多个小型化武器平台,利用协同技术完成作战任务,势必对未来作战模式产生深远影响。从内因和外因两方面分析了分布式协同攻击武器装备的发展背景,并从不同层次介绍了国外研究现状和主要差距。结合分布式协同攻击武器装备低成本、智能化的作战特点和优势,提出了两大基本应用场景。基于这两大应用场景,分析了分布式协同攻击武器装备将面临的四点作战风险与挑战以及应具备的三大作战能力。由能力需求映射出从体系层面到平台层面的三大核心关键技术,并提出了分布式协同作战对于军事影响的几点思考。

涂层材料瞬态传热实验与导热系数辨识

针对涂层-基体一体化的双层结构,为测试评估其中涂层材料的导热性能,提出基于瞬态平面热源法(transient plane source,TPS)的涂层材料导热系数反演辨识方法。根据Hot-Disk实验测试原理,建立基体-涂层-探头整体的二维非稳态传热模型;结合测量过程中的瞬时温升数据信息,采用粒子群优化算法反演辨识获得涂层材料的导热系数;并通过实验和数值模拟论证了上述方法的可靠性。结果表明:该测量方法能够有效获得涂层导热系数,测试反演的数值偏差小于4.0%。最后,实际测量和反演辨识获得了一种涂层材料常温至773 K的导热系数,随温度提高呈现增大趋势,数值范围为0.18~0.29 W/(m·K)。

一种耐高温多层热防护结构的优化设计与性能

为解决高速飞行器飞行过程中剧烈的气动加热问题,以“高温防热层+隔热缓冲层+核心隔热层”顺序设计的一体化多层热防护结构的传热过程为研究对象,建立了高温环境下热防护结构内部一维非稳态导热-辐射耦合传热模型,通过数值模拟计算得到了高温环境下热防护结构各层的温度分布。利用不同热防护材料的隔热性能差异,针对构建的热防护结构,提出了在满足一定约束条件下,以轻质多层热防护结构总质量和总厚度为目标函数的优化设计方案,得到了多层结构的最优几何参数,并通过实验考核了优化后热防护结构的防隔热性能。实验表明:该结构可耐受1 473 K的高温1 800 s而背温不超过370 K。

高压涡轮封严冷气对主流气动性能的影响

为研究涡轮轮毂封严结构的加入对高压涡轮主流流动的影响,运用数值模拟方法,对无封严冷气喷入的原型和四种封严结构下一级涡轮动静叶的主流流动特性进行细致研究。为保证数值计算的准确性,进行了网格无关性分析和数值方法可靠性验证。研究结果表明:封严结构的加入会降低涡轮动叶效率和级功率,封严冷气射入主流后,冲击主流边界层内的流体,使得局部区域流动发生改变。主流在封严出口处发生流动分离,增大了静叶能量损失,同时影响静叶和动叶流道中通道涡的发展,造成动叶端区流动结构的变化并引起掺混损失。覆叠封严具有的弯曲的封严内部结构,对主流气动性能影响较弱。

基于高温瞬态热响应的石英窗口导热系数反演

提出一种利用高温加热下瞬态热响应信息来同时反演石英窗口在不同温度下导热系数的方法。结合实验测试过程,首先建立石英窗口-石墨板-石英窗口三明治结构高温非灰体辐射-导热耦合传热模型。再通过实际测试温度响应结果和材料光谱辐射特性参数,构建石英窗口导热系数的遗传算法反演辨识模型。采用1100 K加热条件下实验数据,反演辨识获得了常温至1100 K石英窗口导热系数介于1.35~2.58 W/(m·K),并拟合出高温导热系数关联式。结果表明:该材料辐射对导热系数影响随温度升高而增大,在1100 K下辐射影响占比16.12%。最终通过变工况的高温传热过程测试,验证了方法的可靠性及导热系数数据的准确性。