MIMO-AF协作系统中继发射矩阵的优化及性能分析

为了提高MIMO放大前传（AF）协作中继系统的性能,文中提出在中继节点向目标节点发送信号之前,加入优化的发射矩阵.中继节点采用空时码,在发射功率受限的条件下,首先针对目标节点的接收信号运用最小均分误差MMSE准则,定义推导了求解最佳发射矩阵和接收端均衡器系数的优化问题.接着,为了降低解优化问题的计算复杂度,提出了梯度下降的迭代算法.然后通过推导误码率上限,从理论上证明了文中算法的有效性.仿真结果表明,在中继节点设置发射矩阵能够降低误码率上限,用文中方法对发射矩阵进行优化以后,与现有空时码相比,可以有效提高系统性能,且优化算法收敛性好,计算复杂度低.     

场致发射显示驱动时序优化设计

为了优化场致发射显示驱动时序、提高图像显示质量,分析了不同驱动时序对场致发射显示可能出现的运动伪像和大面积闪烁的影响.在分析运动伪像和大面积闪烁视觉感知机理的基础上,利用计算机程序仿真人眼的平滑跟随运动和对光信号的积分过程,估计并比较了不同驱动时序下的运动伪像;通过对光信号随时间变化函数的傅立叶分析计算得到不同驱动时序时的临界闪烁频率.进而提出了一种称作子段的驱动方法,这种驱动方法避免了运动模糊和动态伪轮廓的出现,而且通过提高帧频可以消除大面积闪烁.并分别在分辨率为96×72和96×3×72的场致发射显示屏上实现了该驱动时序.     

某轮式自行火炮弹道-火炮一体化优化设计

为提高某轮式自行火炮的综合性能,避免在设计过程中提高射击精度的同时使得射程与弹丸杀伤面积下降,建立了涉及内弹道、外弹道、终点效应和自行火炮总体布局与发射动力学的自行火炮一体化优化设计流程和优化设计模型.该模型采用集成优化思想,以炮口跳动垂直扰动最小、射程最远和杀伤面积最大为目标进行多目标一体化优化设计,得到了Pareto最优解集.根据工程经验选取的一组优化解与优化前相比.结果明显优于以炮口垂直扰动最小为目标的单目标优化设计结果.研究表明,综合考虑全弹道模型和自行火炮总体布局与发射动力学模型的某轮式自行火炮弹道-火炮一体化优化设计模型能够有效提高自行火炮的综合性能,避免了单个目标优化时其他目标严重劣化的现象,验证了该方法的有效性.      

MIMO阵列宽带发射波束设计

研究了MIMO(Multiple Input Multiple Output)阵列的发射波束设计问题,通过仿真研究比较了几种窄带发射信号设计方法的性能.针对宽带信号发射波束设计问题,在发射能量约束条件下提出了三种宽带发射信号设计的方法:常规最小二乘波束图匹配方法,目标方位互相关系数最小化方法和最低旁瓣方法.通过目标函数和约束条件的等效变换将波束图设计问题转换为半正定锥优化问题,并采用高效凸优化算法求解,有效降低了高维优化问题的运算量.     

轴向间距对涡轮时序效应影响的数值研究

如何提高叶轮机械气动效率一直是人们普遍关心的问题.将研究时序效应能否用于提高涡轮气动性能.采用商业软件进行数值模拟,通过在一个栅距内改变第二级静叶相对第一级静叶的周向位置,移动转子相对位置,结果发现保持轴向间距不改变,转子居中时涡轮效率整体最高,且转子相对位置发生改变并不影响时序位置最大效率和最小效率点.分析涡轮非定常时均流场发现,时序效应主要影响第二级静叶出口流场,在叶尖和轮毂区,最小效率和最大效率时序位置均表现出较高的损失;然而沿第二级静叶径向,对应最小效率时序位置栅距平均的总压损失系数明显要高.说明静叶时序和转子相对位置都可以影响到涡轮气动性能,对涡轮优化设计能起到指导作用.     

宽带MIMO雷达发射方向图合成方法

针对多输入多输出(MIMO)雷达在宽频带内的发射方向图合成问题,提出了一种基于共轭梯度法的宽带发射方向图合成方法.首先,利用发射信号的互谱密度矩阵构造方向图的匹配准则,以各阵元发射功率相等为约束条件,建立优化模型;然后,利用多维球坐标映射方法消去模型中的约束条件,将带约束的优化问题转化为无约束优化;最后,采用共轭梯度法进行模型求解.仿真结果表明:该方法能有效改善发射方向图的频率一致性问题,抑制主瓣和旁瓣的波动幅度,较现有方法具有更好的宽带发射方向图合成性能.     

基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率SHEPWM控制方法

针对传统方法控制的发射电流频率间隔固定、 频域不完全可控的问题, 为提高频率域电磁测深效率, 提出一种基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率的选择性谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制方法. 先根据勘探目标计算出期望的频谱, 再根据发射电流的时频域特性建立半周期镜像对称SHEPWM非线性方程组, 最后采用改进粒子群优化算法对非线性方程组求解, 得到对应的开关时刻序列, 由开关时刻序列控制发射系统逆变器, 即可输出探测所需的发射电流.  当勘探特定深度目标时, 发射系统可输出最优的发射电流, 进而提高纵向分辨率.     

基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率SHEPWM控制方法

针对传统方法控制的发射电流频率间隔固定、 频域不完全可控的问题, 为提高频率域电磁测深效率, 提出一种基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率的选择性谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制方法. 先根据勘探目标计算出期望的频谱, 再根据发射电流的时频域特性建立半周期镜像对称SHEPWM非线性方程组, 最后采用改进粒子群优化算法对非线性方程组求解, 得到对应的开关时刻序列, 由开关时刻序列控制发射系统逆变器, 即可输出探测所需的发射电流.  当勘探特定深度目标时, 发射系统可输出最优的发射电流, 进而提高纵向分辨率.     

基于声发射技术的隧道岩爆倾向性判别

为了更加形象地表述岩爆倾向性的判别方法,减少经验判断,在室内岩石力学实验基础上引入声发射监测方法,并提出通过声发射特征参数的时序演化来描述及判别岩石的岩爆倾向性,即根据实验过程中声发射振铃累计计数的时序演化特点,将不同岩爆倾向性的岩石划分为3种释放形式,即线性增长型、阶梯增长型和指数增长型,并分别对应无/弱岩爆倾向性、中等岩爆倾向性以及强烈岩爆倾向性.最后,以取自铜绿山隧道岩芯的玢岩为试验对象开展实验.结果显示:编号P-1与P-3两试件的声发射振铃累计计数时序演化特征表现出明显的指数增长形式,说明这两个试件均具有强烈岩爆倾向性,试验结果同常规岩爆倾向性的判别相符,据此可进一步推广于实践检验.     

爬山法与模式蚁群法混合的贝叶斯优化算法

针对传统贝叶斯优化算法进化效率低及收敛速度慢的情况,提出一种新型混合贝叶斯优化算法.该算法利用适应度遗传及个体的局部搜索方法,使种群个体趋向于全局最优解,提高了进化效率.为提高贝叶斯优化算法中贝叶斯网络结构学习的效率,提出一种爬山法和模式蚁群算法相结合的网络结构学习方法,同时对新型贝叶斯优化算法的收敛性进行了分析.利用典型的函数对提出的新型混合贝叶斯优化算法进行了仿真分析,证明了所提出的方法可以有效地加快算法的收敛速度和收敛精度.将该算法应用于目标分配问题中,仿真证明了所提算法的有效性和优越性.     

金字塔型波纹薄壁管抗撞性分析和优化

 为提高薄壁结构吸能元件的抗撞性能,在传统的光滑圆柱壳表面添加金字塔型波纹。基于显式有限元技术, 应用LS-DYNA软件对这种新型的金字塔型波纹薄壁管进行抗撞性分析。采用Fibonacci搜索方法搜索该波纹管的正多边形截面的最佳边数,以波纹的高度和倾角为设计变量,以结构的吸能为优化目标建立优化模型。采用响应面法拟合目标函数,进行优化设计。半径为40mm的波纹管算例的优化结果表明,金字塔型波纹管在截面为正十一边形、波纹高度为80mm、金字塔形波纹的顶点到中心轴的距离为38.92mm时吸能最大,吸能能力比光滑表面的圆截面结构提高31.88%。新提出的波纹结构可用于实际吸能元件的设计,并为进一步研究奠定基础。     

灾变遗传算法在配电系统最优时变重构中应用

提出一种灾变遗传算法来求解中压配电网最优时变重构问题,以达到网损最小和负荷平衡的目的.首先采用协调方法将多目标规划问题转化为单目标寻优问题,并给出了协调后的数学模型.求解过程采用灾变遗传算法以提高种群个体的多样性,防止局部收敛.通过对南方某城区配电系统的计算,证实该算法在求解速度和全局收敛能力上较普通遗传算法均有较大幅度的改善.     

高压大容量STATCOM逆变桥缓冲电路的优化设计

提出了一种基于改进布谷鸟搜索算法的缓冲电路优化方法。该方法依据缓冲电路的工作原理将优化设计目标设定为求解三个目标函数的问题,并通过计算关断过程中总损耗最小,进而求得各优化目标的值。最后,以ST1500GXH24型注入增强栅晶体管(IEGT)为例,在PSIM软件中进行仿真验证。结果表明,布谷鸟寻优算法搜索到的最优参数使功率器件表现出了良好的性能。     

基于改进粒子群算法的云计算服务部署优化

针对云计算资源有限,传统穷举搜索算法求解效率低的问题,提出一种基于改进粒子群算法的云计算服务部署优化方法.首先对云计算服务部署问题进行分析,将其转换成一个多目标组合优化问题,并建立相应的数学模型;然后采用全局搜索能力强的粒子群算法对数学模型进行求解,并针对标准粒子群算法收敛速度慢、存在早熟现象进行改进;最后通过仿真实验验证其可行性.实验结果表明,该方法可以快速找到最优的云计算服务部署方案.     

基于分布式神经动力学算法的微电网多目标优化

针对微电网多目标优化计算量较大的问题,提出了一种考虑需求响应的微电网分布式神经动力学优化算法.首先,考虑平均效率函数、微电网的排放、需求响应引起的不满意度以及总利润函数等因素建立多目标优化模型.其次,应用单目标积公式将多目标优化问题转换为单目标优化问题,并证明了最优解是原始多目标问题的帕累托最优点.再次,使用对数障碍物惩罚因子处理不等式约束,利用Lasalle的不变性原理和Lyapunov函数证明所提出的算法可以收敛到最优解.最后,通过仿真验证了本文算法可以在保证优化精度与收敛性条件下,大大降低计算成本.     

一种增量式多目标优化的智能交通路径诱导方法

路径诱导是一种主动引导车辆合理分流来解决城市交通拥堵的方法.本文提出了一种基于增量搜索的多目标优化路径诱导方法.该方法首先利用图论法将复杂路网抽象为点线的赋权图,引入多目标优化变量,建立路网模型;然后在启发式搜索基础上引入增量搜索,结合全局规划和局部动态重规划,实现车辆的实时路径诱导.仿真结果表明该方法能有效地解决复杂路网中车辆的实时路径诱导问题.     

序列响应面方法在薄壁梁轻量化设计中的应用

提出将近似模型引入到薄壁梁的耐撞性优化设计中,并利用序列响应面优化方法对近似模型进行优化。针对基于有限元网格模型的设计变量难于参数化的问题,开发了相应的程序将薄壁梁的材料、截面尺寸及焊点布置等参数进行参数化建模。研究结果表明:优化设计改善了薄壁梁的吸能特性,使它的质量大大减轻;基于近似模型的优化算法能较大程度地提高优化效率。     

基于多目标协同优化算法的卫星结构优化设计

针对卫星系统中多目标、多约束、耗时的结构优化问题,建立了卫星结构的多目标协同优化模型.将协同优化方法与全局多目标优化算法相结合,并针对协同优化方法的缺陷采取一些改进措施,提出了协同优化方法与全局多目标优化算法(CO-PE)组合优化方法.以某卫星结构多目标优化问题为例,在iSIGHT优化软件中对卫星结构进行多目标协同优化设计,通过CO-PE组合优化方法获取Pareto最优解集.优化结果表明,多目标协同优化模型能够简化优化问题的复杂度,基于近似模型的CO-PE组合优化方法具有较好的准确性和高效性,对实际工程中类似的复杂结构优化问题具有一定的参考价值.     

A nearest neighbor search algorithm of high-dimensional data based on sequential NPsim matrix

Problems existin similarity measurement and index tree construction which affect the perform-ance of nearest neighbor search of high-dimensional data .The equidistance problem is solved using NPsim function to calculate similarity .And a sequential NPsim matrix is built to improve indexing performance .To sum up the above innovations , a nearest neighbor search algorithm of high-dimen-sional data based on sequential NPsim matrix is proposed in comparison with the nearest neighbor search algorithms based on KD-tree or SR-tree on Munsell spectral data set .Experimental results show that the proposed algorithm similarity is better than that of other algorithms and searching speed is more than thousands times of others .In addition , the slow construction speed of sequential NPsim matrix can be increased by using parallel computing .     

集装箱码头出口街区作业调度优化

为提高集装箱码头装船作业效率,以最小化街区间作业不均衡程度为目标,考虑集卡数量、街区与泊位的距离及街区可用容量3种因素对目标值的影响,构建了街区分配与集卡指派一体化线性规划模型,并设计了两阶段算法进行求解。第一阶段,运用穷举法求解最优的集卡指派数量与作业箱量的非整数松弛解;第二阶段运用分支定界法求解作业箱量的最优整数解,并确定装载至同一船舶的出口箱的街区,以及每一街区需指派集卡的数量。数值实验表明,两阶段算法能在短时间内求得最优解,并能缩短集装箱装船时间。