多约束条件下全捷联制导空地导弹弹道方案研究

针对全捷联空地导弹视场小、过载能力有限,对攻击目标具有一定角度约束的问题,提出了一种分段制导方案.该方案将攻击弹道分为滑翔段、落角约束段、截获调整段、末制导段和盲区段.滑翔段增加射程,落角约束段提前实现终端落角可控,截获调整段调整弹体姿态,使目标进入导引头视场区域内,为导引头截获目标创造条件,末制导段采用比例导引、姿态...     

固定配平飞行器多约束再入制导方法研究

采用固定配平攻角外形并进行滚转单通道控制是实现飞行器再入机动飞行最简单有效的方式之一,但是由于这种飞行器升力大小不可控,机动控制能力有限,确定合适的制导方法是实现其多约束条件下落点精确控制的关键。而现有解决方法难以同时满足多约束条件和较高落点精度要求。提出将轨迹优化和滚转制导律相结合的制导方法,利用高斯伪谱法实现标准轨迹的快速优化,满足多约束条件;利用滚转制导律实现这类飞行器对标准轨迹的跟踪,满足较高的落点精度。仿真结果显示所提出的制导方法能够有效解决固定配平飞行器的多约束精确制导问题。     

升力式再入飞行器多约束多阶段弹道优化设计

结合再入飞行器实际任务需要,以升力式再入飞行器机动突防弹道优化设计为研究目的,给出了多约束多阶段弹道优化模型,研究了弹道优化数值解法理论,将该多约束多阶段优化问题的多个阶段弹道优化模型统一于1个优化算法;采用直接法＋序列二次规划法解该优化问题,得到了满足相应约束的再入机动突防弹道.仿真结果表明,采用该方法能够进行升力式...     

多约束导引控制一体化的自适应鲁棒滑模设计方法

在攻击机动目标的末制导段, 为使舰炮制导炮弹能够同时满足攻击角、视线角速率测量受限、执行器控制饱和等多项约束, 基于自适应鲁棒控制与动态面滑模设计了一种导引控制一体化设计方法. 首先, 在纵平面内, 建立了弹体的导引控制一体化设计模型. 然后, 设计扩张状态观测器迅速准确地估计出视线角速率与目标机动等未知干扰. 其次, 运用自适应指数趋近律设计了非奇异终端滑模, 以确保视线角跟踪误差与视线角速率在有限时间内收敛至零. 进而, 结合自适应鲁棒项构造动态面滑模与虚拟控制量用以镇定串级系统并削弱变结构项的抖振. 进一步地, 通过设计自适应Nussbaum增益函数, 较好地补偿了由舵机偏转受限引入的控制饱和非线性问题. 运用Lyapunov稳定性理论严谨地证明了终端视线角跟踪误差、视线角速率的有限时间收敛性, 以及系统的一致最终有界性. 仿真实验表明, 所提出的设计方法能够使舰炮制导炮弹在打击具有不同机动形式的目标时, 均具备较好的导引控制性能.     

具有落角约束的弹道导弹再入末制导律设计

针对弹道导弹再入段带有终端落角约束的末制导问题,本文基于最新发展起来的模型预测静态规划技术,设计一种既可以精确地打击地面目标、又可以满足终端碰撞角要求的非线性次优制导律．本文针对弹道导弹打击地面静止目标和机动目标等飞行场景进行了数值仿真,仿真结果表明:采用该制导律可以使在整个再入飞行场景中控制能量较小．与其他具有落角约束的制导律相比,该制导律并没有对非线性运动模型采用线性化的假设,且其计算复杂性明显低于基于最优控制的终端角约束制导律．     

考虑韧性提升的配电网多资源多目标规划

为提高配电网配置资源的综合效益,提出了一种考虑韧性提升的配电网多资源多目标规划方法。首先,考虑多资源在多种情况下的运行方式和协调方法,建立了多目标的两阶段随机规划模型。在第一阶段就线路加固、储能系统(energy storage system, ESS)布置和联络开关布置做出决策,在第二阶段,将正常、单重线路故障、紧急情况下的运营、可靠性和失负荷成本降低,以实现投资成本与综合目标的折衷。其次,采用阈值法对极端事件下线路损坏的不确定性量化以生成线路损坏的典型场景,模型采用混合整数二阶锥规划求解,最后,在改进的IEEE33节点算例上验证了所提规划方法的有效性,结果表明,面向配电网经济性、可靠性和韧性的多资源规划方法能够有效降低配电网的综合成本,实现投资效益的最大化。     

带有双曲正切加权函数的落角约束最优制导律

为降低末制导律对初始状态误差的敏感度、提高导弹的末端抗干扰能力,针对带有落角约束的末制导问题,考虑基于双曲正切函数的一类加权函数,提出了一种基于间接Gauss伪谱法的最优末制导律. 首先,基于目标位置和期望落角建立了落角坐标系,并在该坐标系中建立了导引运动关系方程,得到了带有落角约束的末制导模型;然后,根据极小值原理推导出了用于求解最优制导律的两点边值问题,运用Gauss伪谱法进行离散,把两点边值微分方程转换为一系列代数方程;最后,通过显式求解代数方程快速得到了最优控制律,该方法避免了求解黎卡提微分方程,不需要进行繁琐的积分运算,计算量小. 所提制导律在推导过程中不依赖于加权函数的具体形式,可非常方便地处理复杂加权函数. 仿真结果表明:通过设计不同形式的加权函数,可灵活改变导弹运动轨迹及制导指令的分布,以实现不同的制导目标;所提方法能有效降低制导律对初始状态误差的敏感度,而且还可以提高导弹的末端抗干扰能力,在很大程度上提高了制导律的设计灵活性.     

一种多约束指标改进的动态旅游路线规划算法

针对目前旅游路线规划缺乏自主性,难以满足旅游者个性化需求的问题,提出了一种多约束指标改进的动态旅游路线规划算法.首先建立了兴趣景点集模型和特征拐点集模型,确定多约束指标,以最短路径规划为基础融合多约束指标设计动态旅游路线规划算法,使旅游者能够在自主或利用智能机随机选取景点后智能规划最优旅游路线.算例证明,该算法能够输出距离最短同时符合旅行摆渡过程一般规律的路线,满足旅游者个性化需求,使旅游者获得最佳动机利益满足.     

基于多约束场景的BFO-ACO漫游路径规划

目前基于蚁群算法的路径规划用于多约束条件下寻找最优路径时,容易陷入局部最优解并导致收敛速度慢．为此,在路径长度、有效景点区域数量、路径平滑性和路径障碍距离等约束条件下,构造一种适应度函数模型,以评价漫游路径的质量．提出混合细菌觅食优化思想的改进蚁群优化（bacterial foraging optimization and ant colony optimization,BFO-ACO）算法,采用禁忌表优化策略解决传统蚁群算法的死锁问题,提高算法初期的路径多样性,通过引入细菌觅食算法的复制和驱散机制,提高收敛速度,跳出局部最优值．实验结果表明,BFO-ACO算法可在多约束环境下以较少的迭代次数获得高质量的漫游路径,为漫游路径设计提供了参考．     

考虑右转车干扰的信号交叉口直行车辆轨迹预测

相交道路右转车辆干扰下的直行车辆轨迹扰动现象成为城市道路信号交叉口交通运行的安全隐患,为提高直行车驾驶人对驶入右转车辆的应对能力并做出正确决策,对于直行车辆扰动轨迹的可靠预测至关重要。研究通过将不同状态下的直行车辆轨迹分布特征与相交道路右转车运行信息相关联,在车辆受扰轨迹识别的基础上将碰撞时间（TTC）指标作为输入层加入模型,构建了3层高斯混合-输入输出隐马尔可夫模型（GMM-IOHMM）,提出了一种考虑信号交叉口被交道路右转车对本面直行车作用程度的直行车辆受扰轨迹预测方法。实验结果表明:改进模型相比于传统的隐马尔可夫模型（HMM）在模型训练时能够更好地拟合实际的轨迹数据,且相比于传统的时间序列模型,GMM-IOHMM模型的拟合效果取得较大提升;可将TTC≤4.5 s且偏航角大于2.35°作为直行车辆轨迹扰动的判别标准。轨迹预测结果能够更加准确地判断直行车辆与周围车辆发生冲突的可能性,可作为受扰直行车及同行其他车辆辅助驾驶系统设计的重要依据。     

多频率约束下振动筛动态拓扑优化设计

应用多频率约束下板结构加筋动态拓扑优化方法,提高了振动筛筛体的刚度。为了避免映射求解的麻烦和载荷病态,提出了单元(或单元组)特征值灵敏度,并给出了识别被删除单元(或单元组)的多模态无量纲混合测度。描述了优化过程,在板结构中增加可能的加强筋形成基础结构,并将单元按加强筋为单位分组。该方法应用在振动筛筛壁的加筋布局优化中,得到了理想的优化结构。     

材料性能优化任务中的动态规划方法

在材料科学中,复杂动态规划方法是为在不确定条件下寻找结构复杂的非稳定动态目标的轨迹并进行最佳控制而发展起来的,为此,采用未知（不确定）的数学模型,演化规划成为动态规划及综合的非稳态目标的统一,这种先进的综合方法已成功用于解决铸模中合金熔体结晶时电流处理的最佳参数获得问题。