含分数阶多项式的离散灰色预测模型及其应用

为了进一步提高含时间幂次项的灰色预测模型的拟合预测精度,通过引入分数阶多项式,提出灰作用量优化的FPDGM(1,1,N)预测模型.在经典的DGM(1,1,$ N $)模型的基础上,将灰作用量整数阶多项式拓展为分数阶多项式,使得构造的模型能够生成更加贴近于一般特征的时间响应序列,从而得到拟合预测精度更高的灰色预测模型.对该模型的建模机理、参数估计、递推时间响应式等进行研究,并讨论模型参数几种特殊取值下该模型的性质.研究表明:DGM(1,1)模型、NDGM(1,1)模型和DGM(1,1,N)模型等均是FPDGM(1,1,N)模型的特殊形式,因此,该模型在形式上统一了现有的含时间幂次项灰色模型,扩大了灰色预测理论的应用范围.最后通过实验表明,所提出的新模型具有更好的拟合和预测精度,从而验证了所构建模型的有效性和适用性.     

灰色GM(1,1,t α)模型与自忆性原理的耦合及应用

针对实际工程应用中传统GM(1,1)模型预测的局限性,以含时间幂次项的灰色GM(1,1,tα)模型为基础,构建了灰色GM(1,1,tα)与自忆性原理的耦合预测模型;用动力系统自忆性原理来克服传统灰色模型对初值比较敏感的弱点;将灰色GM(1,1,t2)自忆性模型应用于某沿海高速软土地基沉降的模拟和预测,获得了满意的模拟和预测精度.实验算例表明,所提出的新模型显著地改善了传统灰色预测模型的模拟预测精度.     

基于等维新息灰色马尔可夫模型的校准间隔预测

针对测量仪器校准间隔的优化问题,分析了历史校准数据的特征,建立了等维新息马尔可夫GM(1,1)预测模型.在等维新息GM(1,1)模型的基础上,引入马尔可夫模型,克服了随机波动数据对预测精度的影响.通过仿真实验对预测模型进行了验证,结果表明,等维灰色马尔可夫GM(1,1)模型的预测精度高于常规灰色GM(1,1)模型、等维新息灰色GM(1,1)模型和常规灰色马尔可夫GM(1,1)模型,更适合用于测量仪器校准间隔的预测.     

军用飞机维修保障费用的GM(1,1)预测

针对传统费用估算方法样本需求量大,实现繁琐的缺点,本文引入灰色理论,建立了某型机维修保障费用灰色GM(1,1)预测模型,并进行了精度检验,结果表明所建立的模型准确、有效。最后利用建立的模型对该型机一个飞行中队未来几年的维修保障费用进行了预测。     

分数阶离散灰色GM(1,1) 幂模型及其应用

针对GM(1,1)幂模型时间响应式由离散估计到连续预测所存在的固有误差,建立离散灰色GM(1,1)幂模型,并将该模型扩展为分数阶离散灰色GM(1,1)幂模型;以最小化平均相对误差为目标、参数之间的关系为约束条件,构建关于序列累加阶数和幂指数的优化模型,并运用量子遗传算法确定模型的最优累加阶数和幂指数。通过对高速公路地基沉降和中国高新技术产业R&D发展两个实例的预测结果表明,分数阶离散灰色GM(1,1)幂模型具有良好的建模精度。     

灰色DNGM(1,1)预测模型及其优化

传统的灰色GM(1,1)预测模型是针对近似齐次指数序列建立的预测模型。为了拓广灰色预测模型的适用范围,建立了近似非齐次指数序列的灰色DNGM(1,1)预测模型。研究了这种灰色预测模型的性质,证明了这种模型都具有线性不变性,也能够完全拟合非齐次指数序列。考虑到初值条件对灰色模型的影响,对该模型进行了参数优化。数据仿真和实例分析表明,灰色DNGM(1,1)预测模型具有较高的预测精度。     

一种基于灰色残差模型的建筑物沉降预测

建筑物沉降预测成为工程建设中亟待解决的一大技术难题。应用灰色残差GM(1,1)模型对建筑物沉降进行模拟和预测,解决了传统GM(1,1)模型预测精度不高的问题。结果表明,灰色残差GM(1,1)模型误差较小,可以较好地预测建筑物沉降变形。     

基于灰色GM(1,1)模型的时间序列预测研究

基于灰色理论GM(1,1)模型,结合Elman神经网络组成灰色神经网络模型。模型的输出误差作为一个新的时间序列,通过Elman神经网络对误差序列进行拟合和预测,更大限度地减小预测误差。GM(1,1)模型所需要的数据少,方法简单;Elman神经网络是动态的神经网络对历史数据具有高度的敏感性。这种灰色理论与动态神经网络的组合模型,比起单个的预测模型提高了预测精度,通过分析和验证表明,该方法实用有效。     

时变参数GM(1, 1) 幂模型及其应用

为了进一步增强灰色预测模型对原始数据的适应能力,提出一种时变参数GM(1,1)幂模型,通过引入多项式函数描述GM(1,1)幂模型的结构参数随时间的动态变化规律。根据建模样本量的不同,分3种情形给出了模型的参数辨识算式,同时给出了时变参数GM(1,1)幂模型白化方程的解析解,利用积分复合梯形公式将其转化为可用于预测的离散时间响应式,并提出了参数优化方法。应用实例表明,时变参数GM(1,1)幂模型比固定参数GM(1,1)幂模型具有更高的模拟和预测精度。     

基于灰色神经网络的装备计量预测研究与实现

基于装备计量数据历史样本数据较少的特点,将适合小样本的灰色理论GM(1,1)模型应用于基于计量数据的装备状态预测,同时为提高GM(1,1)模型精度,提出了基于RBF神经网络优化GM(1,1)传统模型的灰色神经网络模型。装备计量数据实例应用分析表明,上述模型均可获得该装备计量数据的合理预测值,且相对于GM(1,1)传统模型,GM(1,1)优化模型具有更优的模型精度和预测效果,基于MATLAB开发的装备计量预测软件,实现了GM(1,1)传统及优化模型下装备计量状态预测及比较的可视化操作,为装备计量保障提供了可参考的技术方案。     

空空导弹外场故障决策与维修支援系统研究

随着某型第四代空空导弹列装部队,现有空空导弹二级维护条件已不能满足用户对武器装备“战备完好率”的要求,集成化的空空导弹综合保障平台将成为装备维护信息化建设的发展方向.首先阐述了集导弹测试、数据分析、故障决策、维修保障于一体的系统设计思想,研究了基于虚拟仪器开发平台、数据库、硬件支撑环境的系统构架,重点论述了数值分析模型、故障决策模型、知识库的构建方法.结合导弹典型故障模式及MTTR等维修性指标的综合分析结果,进一步证明了该系统对提升部队快速反应和综合对抗能力具有重大意义.     

信息化条件下潜艇鱼雷武器系统作战效能评估

该文首先对信息化条件进行了说明,然后分析了作战效能评估的量度方式和模型选取,进而从信息化条件下潜艇鱼雷武器系统的系统组成出发,通过分析潜艇鱼雷武器系统的作战过程得出信息化条件下影响系统作战效能的主要因素,然后采用WSEIAC效能评估模型对系统作战效能进行评估,并给出模型各参数以及参数组成因子的详细确定方法,最后,文章通过给出的一个算例来表明评估结果,即在信息化条件下,潜艇鱼雷武器系统的作战效能得到大大提高.     

基于维修流程框图的维修时间仿真研究

武器系统的维修性是一个重要的性能指标,维修时间是维修性的主要定量参数、是影响装备可用度、战备完好率的重要因素。通过分析常用的维修性指标和维修性预计方法,提出了基于维修流程框图的维修时间仿真方法。维修流程框图是用于表示维修活动的步骤,一般比较复杂,甚至有可能形成大的网络,基于这种情况,建立了基于维修流程框图的自动化维修时间仿真方法。其对武器系统的维修性设计、预计和分析有较好的作用,利用这种维修时间仿真方法开发的软件系统也有一定的实用价值。     

鱼雷生产费用与累计产量的灰色模型

随着鱼雷生产数量的增加，鱼雷生产费用呈下降趋势。该文根据生产费用和累计产量呈近似指数关系的经验，对灰色系统理论的GM（1，2）模型进行了改进，原始数据不再进行累加运算，直接建立模型。结合实例建立了鱼雷生产费用和累计产量的灰色模型。结果表明，该方法能达到令人满意的精度，具有实用价值。     

水下声自导武器目标跟踪方法研究

水下声自导武器采用主动方式检测、跟踪目标时,目标跟踪过程表现为一个动基座时变过程,难以直接运用卡尔曼滤波进行目标跟踪。利用水下声自导武器导航定位及航行姿态参数和水下声自导武器检测到的目标信息,通过坐标变换将目标坐标从水下声自导武器坐标系变换到大地坐标系解决了观测基座运动的问题,通过每次观测时间实时计算每次观测的采样时间解决了观测时变问题,建立了基于自适应衰减记忆卡尔曼滤波的水下声自导武器目标跟踪模型,给出了滤波初值选取的工程方法,仿真实验证明该模型正确,跟踪算法能够在10次观测内实现对目标的跟踪,具有较强的机动目标跟踪能力,算法收敛速度较快。     

基于故障树分析的某型导弹武控系统典型案例研究

本文针对某型导弹武控系统结构复杂、难于建立精确数学模型等特点,利用故障树分析法,以“网络接口发送正常,接收异常”、“武控台显示对接训练弹加电查询异常”、“武控电源操控面板上指示灯不亮”典型故障为例,详细描述故障现象,深入剖析故障原因,全面梳理故障机理,精准建立故障树,标准表达故障格式。依据专家经验,给出故障的出现率及对武控系统的影响程度,完成故障定性定量分析,从而更高效地实现该故障的定位和排除,同时可为维修保障过程中出现的各种故障提供完整的故障诊断案例借鉴。因此,具有一定的理论和实用价值,为后续该型导弹武器装备提供系统、全面、针对性和时效性强的作战使用技术保障产品打下坚实的基础,进而全面提升该型导弹武器装备使用和维修保障能力。     

基于误差最小化的GM(1,1) 模型背景值优化方法

背景值是导致GM(1,1)模型产生系统误差的主要原因之一。对此,提出一种优化的GM(1,1)模型构建方法。首先,根据GM(1,1)模型时间响应式的函数形式,利用积分中值定理拟合真实背景值,研究发展系数与背景值之间的关系;然后,构建新的灰色微分方程,采用最小二乘法进行参数估计,并利用方程组还原原始参数,使背景值同时具备无偏性和最小误差性;最后,通过具体案例验证了所提出的优化模型能够突破高增长建模的局限,对实际问题的建模精度较高。     

基于Simulink的鱼雷控制系统仿真

鱼雷是一种水下自主航行的运动体,其运动控制系统复杂,仿真建模难度大。该文首先描述了鱼雷动力学和运动学数学模型,给出了鱼雷水下空间运动的控制系统数学模型,详细论述了Simulink的鱼雷控制系统建模方法以及S功能函数的实现方法,并建立了Simulink仿真图形模型,最后给出了鱼雷控制系统的仿真方法,并对仿真结果进行了分析讨论。结果表明,所采用的Simulink与C／C 混合编程仿真方法,能够方便地建立鱼雷等复杂系统的图形模型,具有直观、高效、灵活的特点。     

制导武器系统的MATLAB仿真

该文以防区外投放的制导航空弹药为背景，探讨了在MATLAB／Simulink环境下建立制导武器系统仿真模型并进行仿真研究的共性问题。首先，提出了Simulink环境下分层次建模的思想，这一思想能将仿真建模的任务逐步细化，避免在建立复杂大系统的模型时，一开始就面临太多的具体细节；其次，以气动参数插值为例研究了应用S函数来增强Simulink仿真功能的具体方法；然后，建立了某制导武器系统完整的六自由度仿真模型并进行了仿真研究；最后，探讨了仿真时间要求苛刻的条件下，缩短仿真时间、提高实时性的一些方法和手段。事实上，该文对于一般武器系统的仿真，特别是需要快速建立仿真模型的复杂大系统仿真来说，具有非常重要的参考价值。     

水面舰艇防潜作战模拟训练的计算机仿真研究

研究和探讨了水面舰艇对潜艇防御作战模拟训练中的计算机建模和仿真问题 ,在分析交战过程的基础上 ,建立了进行模拟仿真所需的舰艇运动、鱼雷航迹、武器使用效果等模型 ,给出了对模拟仿真中有关问题的处理办法 ,描述了模拟仿真流程。