某型飞艇外形多目标优化设计及其决策

飞艇的外形设计直接影响了飞艇的飞行性能、气动特性以及结构重量。文中以飞艇的阻力最小以及结构重量最轻作为优化目标,采用多目标粒子群优化算法对某型飞艇的外形进行了多目标优化设计。实际工程设计中,存在的诸多扰动因素会影响设计方案的性能。由于飞艇体积庞大且气囊为柔性材料,扰动因素对于飞艇的性能影响尤为明显。为此,文中提出了一种"基于信噪比的多目标决策方法"。该决策方法以信噪比为准则,不仅可以方便地对多个设计方案进行评价和排序,而且考虑到了工程实际中误差的客观存在,具有较大的工程应用价值。采用基于信噪比的多目标决策方法,从飞艇外形多目标优化的非劣解集中选择出最稳健的设计作为该型飞艇外形的最终设计方案。     

结构多目标优化非劣解集的遗传算法

提出了一种遗传算法求解结构多目标优化非劣解集的方法。该方法提出了劣解罚项的概念,把劣解罚项和约束罚项之和作为设计点的总的罚项并将其转化为适应度,采用遗传算法进行求解。算例采用三杆和十杆多目标优化问题。计算结果表明,该方法是可行和有效的,计算的结果是有利于多目标决策。     

基于群决策的综合利用水库运行方式研究

针对综合利用水库运行方式的特点,提出了一种基于群决策的多目标优化模型及求解方法。该方法首先应用约束法将多目标模型转换成多个单目标优化模型,采用动态规划法求出单目标优化模型的解,得到多目标优化模型的不劣解集,再运用群决策方法从不劣解集中寻找最佳均衡解。并将该理论和方法应用在紫坪铺水库优化运行中,计算结果理想,方法可靠有效。     

基于多目标遗传算法的汽轮机转速PI控制器参数优化

针对常规PID参数整定方法不能兼顾系统快速性、稳定性和准确性要求的缺陷,提出了一种基于非支配排序多目标遗传算法-Ⅱ(Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)和多属性决策技术(Multiple Attribute Decision Making,MADM)的PID参数的优化设计方法。以系统的超调量、调节时间和时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标最小作为优化目标,以频域稳定性为约束条件,以PID参数为设计变量,建立多目标优化模型。利用NSGA-Ⅱ算法求出Pareto最优解集,采用逼近理想解的排序方法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)进行Pareto最优解排序,进而得到最终的最优解。以某型工业汽轮机转速PI控制器参数的多目标优化设计为仿真算例,验证了该文设计方法的有效性和优越性。     

基于知识的交互式多目标动态规划决策方法

以多目标决策的权重法为基础，提出一种基于知识的交互式多目标动态规划决策方法，该方法利用权重将多目标规划问题转化为单目标动态规划问题救解，权重的修正是通过知识库中的产生式规划经模糊推理实现，它有效地克服了让决策者直接给出最佳权重向量的困难，节省了大量的内存和机时，文中还给出了多目标动态规划权重法非劣解定理的证明和一个算例。     

多目标动态规划问题的非劣矩阵解法

针对多目标动态规划问题,指出其一般只存在非劣解的性质,提出了多目标阶段收益非劣矩阵、多目标阶段收益非劣合成矩阵和多目标逆向递推矩阵等概念。在此基础上构造出一种新的多目标动态规划解法-非劣矩阵法,该方法不需要事先给出各目标的相应权重,并能保证得到多目标动态规划问题的所有非劣解。文中给出的计算实例验证了这一方法的正确性和实用价值。     

单纯形-多目标粒子群优化方法的混合算法

粒子群优化算法的局部搜索能力较差，在利用该算法求解复杂的多目标工程优化问题时，往往很难求得质量较好的非劣解集。对此，提出了单纯形-多目标粒子群优化方法的混合算法(SM-MOPSO)，该算法不仅继承了粒子群优化算法的优点，而且具有很强的局部搜索能力和较好的鲁棒性能，不仅使非劣解集均匀分布，尽可能的逼近真实的非劣前沿，并且扩展了非劣解集的范围，使非劣解集对于每个单目标而言都有较广的覆盖范围。文中以两目标十杆和二十五杆桁架结构作为算例，取得了很好的优化结果，验证了该算法的优越性能。     

集成电路多目标统计优化与效益折衷

本文提出了集成电路(IC)多目标统计设计中的效益折衷方法。该方法可帮助设计者确定所选用的多目标优化的非劣解。     

Pareto强度值实数编码多目标贝叶斯优化算法

提出了一种采用基于决策树的贝叶斯网络表示各变量之间条件相关性的分布估计算法:Pareto强度值实数编码多目标贝叶斯优化算法(PSRCMBOA)。通过构建这样的网络模型,继而对模型进行抽样以产生新个体。再对生成的新个体进行变异操作,以增加种群的多样性,提高算法的搜索能力。这种生成新个体的方法结合基于强度值的适应度计算方式以及截断选择机制,可以获得很好地逼近多目标问题的Pareto前沿,且分布均匀的非劣解集。对于约束多目标优化问题,算法采用带约束支配关系判别个体的优劣。文中用3个较难的测试问题验证该算法的性能,并将其应用于Clipper飞船返回舱的气动布局多目标优化设计。PSRCMBOA对3个测试问题找到了很贴近Pareto前沿的非劣解集。对于Clipper飞船返回舱,算法获得了分布较宽且均匀的非劣解集。分析发现,为获得高升阻比,返回舱球头半径应选择在0.155~0.165 m之间、前锥半锥角应选择在20°左右、头锥底到返回舱底部的距离可选择在3.6~4.4 m之间、柱段长可在1.2~1.5 m之间。优化结果表明,该算法能够获得高质量的非劣解集,是一种有效的多目标优化算法,能够用于对复杂的工程问题进行优化设计。     

机械零部件动态可靠性稳健优化设计的群智能算法

在运用随机过程和顺序统计原理建立载荷和强度随时间变化的动态可靠性模型基础上,利用稳健设计理论,建立了机械零部件动态可靠性稳健优化设计的多目标优化模型。针对该多目标模型所具有的动态高维的特点,提出了基于灰色关联分析的多粒子群协同动态多目标优化算法。以钢板弹簧结构为例,给出了动态环境下随时间变化的最优解集,为机械零部件的动态可靠性稳健优化设计提供了理论依据。     

基于灰色系统理论的水下航行器效能评估方法研究

针对水下航行器的自身特点,从效能的观点对水下航行器相关因素进行了属性划分,建立了水下航行器效能评估指标体系;并根据已知信息,运用灰色系统理论和层次分析法对水下航行器效能评估进行了研究,提出了水下航行器效能灰色评估方法。采用该方法对水下航行器的性能进行了综合评价,结果表明:该方法解决了水下航行器评估中难以处理的信息不完全和部分信息模糊的问题,提高了水下航行器效能评估的客观性和有效性,为水下航行器系统的技术优化和使用效能的提高提供了科学决策依据。     

基于多层次灰色关联分析的图像融合效果评价方法

提出了一种基于多层次灰色关联分析的图像融合效果综合评价方法。通过引入灰色关联分析概念,结合先验知识和量化评价,实现了对各个融合图像效果优劣的综合评价,评价结果易于定量表示,更为精确、客观,不仅可以从整体上进行综合评价,还可以从某个侧面进行特殊性需要的评价,兼顾了实际评价工作中的通用性和特殊性要求。实验结果表明,该评价方法具有较好的实时性和简洁性,对于实现具有反馈的图像融合过程、进一步丰富和完善图像融合理论框架具有启发意义和实用价值。     

飞机装配顺序的多目标综合评价方法研究

飞机的装配顺序受多种因素的综合影响,为了得到装配的最佳方案,提出了一种从多个目标评价装配顺序的方法。以装配并行性、稳定性、重定向性、操作的聚合性为评价因子,针对飞机装配的特点,从保证装配准确度的角度对装配工艺装备提出要求;通过使用层次分析法得到各因子的权重系数,最终对所有因素综合评价后比较结果获取最佳顺序。文中所提算法在某机型机身装配中得到应用,验证了算法的有效性。     

Application of Grey Situation Decision-Making Theory in Site Selection of a Waste Sanitary Landfill

An application of an unequal-weighted multi-objective decision making method in site selection of a waste sanitary landfill is discussed. The eight factors, which affected possible options, were： size and capacity of the landfill, permeability of the stratum, the average difference in elevation between the groundwater level and the bottom of the landfill pit, quality and source of clay, the quality grade of the landfill site, the effect of landfill engineering on nearby residents, distance to the water supply and the water source as well as the cost of construction and waste transport. These are determined, given the conditions of the geological environment, the need for environmental protection and landfill site construction and transportation related to the design and operation of a sanitary landfill. The weights of the eight factors were further investigated based on the difference in their relevance. Combined with practical experience from Xuzhou city （Jiangsu province, China）, the objectives, effects and weights of grey decision-making were determined and the process and outcome of the landfill site selection are stated in detail. The decision-making results have been proven to be acceptable and correct. As we show, unequal-weighted multi-objective grey situation decision-making is characterized by easy calculations and good maneuverability when used in landfill site selection. The number of factors （objectives） affecting the outcome and the quantitative method of qualitative indices can be adjusted on the basis of concrete conditions in landfill site selection. Therefore, unequal-weighted multi-objective grey situation decision making is a feasible method in selecting landfill sites which offers a reference method for landfill site selection elsewhere. It is a useful, rational and scientific exploration in the choice of a landfill site.     

面向工件的多目标柔性Job Shop调度问题研究

针对各工件目标不同的多目标柔性Job Shop调度问题,提出了一种基于混合遗传算法的优化求解方法。首先建立了该类问题的调度模型;然后,在基本遗传算法柜架的基础上,通过两层意义上的随机权重法,将多目标问题随机转化为单目标问题,同时为了保证算法的收敛性和Pareto解的多样性,混合遗传算法集成了精英保留策略和小生境技术;利用层次分析法与模糊综合评判集成的方法,从Pareto解集中选出最优妥协解。最后通过实验仿真,证明提出的方法可以有效解决该类多目标柔性Job Shop调度问题。     

一种用于飞行器RCS计算的高效矩量法

提出一种适用于飞行器隐身性能计算的高效矩量法。基于矩量法,通过分析物体几何外形与物面感应电流之间的关系,总结了几何形状对其表面电流分布影响的一般规律,在此基础上,根据物体表面各面元位置之间的距离、曲率等相对关系,提取物面单元感应电流间强耦合的阻抗矩阵元素,组成稀疏矩阵,并利用该矩阵计算物体的电磁散射。该方法保持了与传统矩量法基本一致的计算精度,而计算时间明显减少。以金属机翼模型和典型隐身飞机外形为例,计算结果表明该方法准确和高效。     

基于模糊偏好的多目标粒子群算法在库存控制中的应用

针对多目标库存控制中决策者对目标偏好的不确定性问题,定义了模糊偏好的效用函数,提出了一种基于模糊偏好的多目标粒子群优化算法的求解方法.该方法在改进的双极偏好粒子群优化算法基础上,引入模糊隶属度函数,给出了模糊偏好效用函数的计算方法;利用该函数对得到的非支配解集进行效用评价,以效用评价值作为选取优化方案的依据.针对连续盘点(r,Q)多目标库存控制模型,仿真实验表明:该方法有效地解决了决策者对库存总成本、年平均缺货率和年平均缺货量目标偏好的不确定性问题,为决策者提供了优化的库存控制方案.     

一种智能反步控制方法及其应用

针对反作用射流导弹的非线性和参数不确定性严重的特点,提出一种鲁棒自适应反步智能控制(Backstepping)方法。通过非特定的Lyapunov函数,采用遗传算法优化Backstepping镇定系数,得到适当的函数降低了当镇定系数不当时跟踪误差对控制律的影响。结合模糊小脑模型(FC-MAC)神经网络,推出系统参数不确定时的鲁棒控制律,克服了传统自适应反步法对模型不确定性要求线性有界问题。仿真结果表明,这种结合Lyapunov函数选择和参数优化的Backstepping方法鲁棒性强,受参数变化影响小。     

基于信息熵的水下航行器灰色评估方法研究

利用信息熵具有客观性、确定性的良好特性,应用灰色聚类评估方法,结合水下航行器系统的自身特点,提出了基于信息熵的水下航行器灰色评估方法,解决了水下航行器传统评估方法中主观因素的干扰问题,提高了评估方法的客观性和可信性,为水下航行器系统的效能评估研究提供了一种新方法。采用该方法对水下航行器3种型号实例系统进行了应用分析,结果表明,该方法正确、可行,解决了存在的问题。可用于水下航行器系统的发展论证及实际应用,为水下航行器系统的设计、研发和使用提供了科学的理论决策依据。