混合遗传算法在多目标柔性作业调度中的应用

针对以生产周期、生产成本、设备利用率为目标的柔性作业调度问题,基于混合遗传箅法提出了一种新的优化求解方法.首先建立了该类问题的调度模型,对于工序编码的染色体决定了工序调度的优先级;利用无量纲的标准化处理方法统一目标量纲;然后,利用层次分析法将多目标问题转化为单目标问题,同时为了保证箅法的收敛性,在基本遗传算法框架的基础上集成了禁忌搜索算法,从而延缓或避免了早熟收敛的发生.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作业调度问题.     

基于接近觉的水下多目标定位系统

研制了一种弧形阵列接近觉传感器,实现对水下多目标的定位.考虑到作业环境的影响,在3个探头轮流探测一次的基础上,对接近觉传感器设计了可编程控制的单探头多脉冲的探测模式,增加了采集的数据量,同时测距的精度得到了提高.在单个探测点进行基于区域划分的目标定位基础上,本文提出了多点探测结果关联匹配的估计方法,用于接近觉对水下多目标进行定位.大量水池实验表明,接近觉定位系统可靠性好,精度高,便于工程实现.     

基于多传感器模糊神经网络的水下目标识别

首先将模糊神经网络应用于单传感器潜艇目标识别，在此基础上将多传感器数据融合技术应用于目标识别。仿真结果证明：这种方法是可行的、高效的。     

物联网技术在水下作业监控及救援中的应用

研究水下作业监控及救援问题。针对传统的水下作业监测系统中的终端节点不便携带,网络部署和维护成本高,难以自适应采集监控区域内各种水下作业数据和实时预警并实施水下救援等问题,分布式多传感异步网络提出了一种实时水下作业监测及应急救援的物联网技术。以监测分簇为单位构建异步通信网络,部署不同类型的传感器终端节点如温度、湿度、噪声传感器等,基于分布式传输技术针对不同性质的水下作业采集各种类型的水下作业环境和人员定位数据,同时根据监测数据对水下作业人员建立危险预警机制。仿真结果和分析表明,物联网技术对各种类型水下作业实施监测及实现远程数据判读,具有高可靠性的实时预警,并有效地增强了监控网络的生存周期。     

多目标根系生长算法在高精铜锭熔炼作业调度中的应用

本文提出一种基于植物根系生长行为的自适应多目标算法(MORGA), 用于求解高精度铜铸锭熔炼过程中的作业调度优化问题。首先,根据铜铸锭熔炼生产线现有的生产能力和熔炼工艺,以达到对客户承诺的交货期、降低生产成本的目的,建立以最小化生产总时间和订单未编入计划而受到的总惩罚值为目标的作业调度优化模型。然后,以植物根系分化式生长行为的数学仿真模型为基础,融入多目标优化策略,提出自适应多目标优化算法,设计编码规则,使其能够有效求解高精度铜铸锭熔炼作业调度模型。最后,利用实际生产数据对MORGA进行验证,并与经典多目标优化算法NSGAⅡ和MOPSO比较,MORGA获得了更优的结果。     

多目标根系生长算法在高精铜锭熔炼作业调度中的应用

本文提出一种基于植物根系生长行为的自适应多目标算法(MORGA), 用于求解高精度铜铸锭熔炼过程中的作业调度优化问题。首先,根据铜铸锭熔炼生产线现有的生产能力和熔炼工艺,以达到对客户承诺的交货期、降低生产成本的目的,建立以最小化生产总时间和订单未编入计划而受到的总惩罚值为目标的作业调度优化模型。然后,以植物根系分化式生长行为的数学仿真模型为基础,融入多目标优化策略,提出自适应多目标优化算法,设计编码规则,使其能够有效求解高精度铜铸锭熔炼作业调度模型。最后,利用实际生产数据对MORGA进行验证,并与经典多目标优化算法NSGAⅡ和MOPSO比较,MORGA获得了更优的结果。     

德国1100米水下作业机器人

海底蕴藏的石油及天然气极其丰富,它为世界长期廉价的能源供应提供了保证.不过今天开采的近海油气田水深基本都在300米左右,也有一些水深较大的开采项目,如在北海作业水深达450米在美国的墨西哥湾为530米,在地中海的意大利水深760米,而在巴西的康波斯盆地作业水深达1000～2000米.     

基于多AUV间任务协作的水下多目标探测机制

利用自主式水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）对水下多目标进行协同探测是目前海洋技术领域的研究热点。本文主要研究在水下三维区间内的多AUV任务分配与协作探测机制,建立了以每个AUV能量耗费与能耗均衡为约束条件的水下三维空间中的多旅行商（Multiple Traveling Salesman Problem, MTSP）问题模型,利用遗传算法（Genetic Algorithm, GA）对该NP-Complete问题进行启发式求解,同时设计了考虑巡航总路径及访问目标数的适应度函数以提高多AUV间的能耗均衡性,实现多个AUV对多个水下目标的优化协同探测。最后本文利用Matlab R2014a软件对多AUV任务协作与多目标探测机制进行了仿真,仿真结果验证了该方法能够均衡多AUV多目标探测问题的能量消耗,进而提高巡航速度和生命周期。     

多目标柔性作业调度的优化研究

针对以生产周期、生产成本、设备利用率为目标的柔性作业调度问题,基于混合遗传算法提出了一种新的优化求解方法。首先建立了该类问题的调度模型,基于工序编码的染色体决定了工序调度的优先级;利用无量纲的标准化处理方法统一目标量纲;然后,利用层次分析法将多目标问题转化为单目标问题,同时为了保证算法的收敛性,在基本遗传算法框架的基础上集成了禁忌搜索算法,从而延缓或避免了早熟收敛的发生。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作业调度问题。     

水下多目标信号源的研制

针对水下多目标定位及跟踪技术的要求，设计并研制了一种用于水池试验、能够同时模拟输出多个水下目标反射回波或目标多亮点回波的多目标信号源；解决了信号源多通道独立、联合信号输出问题，实现了长数据的不间断输出和并通道输出波形、通道参数的实时可控；试验表明该信号源可同步模拟4个动态目标的方位、速度、距离等回波信息或目标亮点。实时性好，使用方便，且具有一定的通用性。     

虚拟现实在变电站仿真中的应用

虚拟环境就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的三维环境,是对现场环境的最真实仿真.该系统基于OSG1.0开发库,利用3DMax建模工具构建模型场景,VC 和OSG编程来实现场景的显示、场景的漫游、碰撞检测和设备的状态变化,构筑一个三维、动态、实时、可交互的数据平台, 展现包含各种数据的动态的实体效果.用户可以自然地和虚拟环境中的客体进行交互,相互影响,从而产生亲临现场的感受和体验.最终该系统满足了变电站仿真培训的要求.     

自治水下机器人实时仿真系统开发研究

针对自治水下机器人(AUBs)开发和研究中的瓶颈问题,该文开展了AUV实时仿真系统的研究工作。该文提出了采用半实物实时仿真模式,建立实时仿真系统平台的方案,并对实时仿真系统平台的硬件结构和软件结构进行了详细设计。在方案设计的基础上,正在进行实时仿真系统平台开发和研制工作。     

水下战场环境虚拟仿真系统

针对水下战场环境对海军武器装备战斗力的影响,研究并提出基于虚拟现实和可视化技术的水下战场环境虚拟仿真系统总体结构,建立系统仿真模型,以海洋环境主要特征参数和水声模型为基础,实现对海洋地理环境、水文环境以及水声环境的综合仿真和可视化分析,从而为水下战场环境的认知、模拟训练以及作战应用提供有效手段。     

实时视景仿真技术在疏浚仿真训练器中的应用

该文详细介绍了成功运用美国Multigen-Paradigm公司的MultiGen Creator和Vega软件实现1750疏浚仿真训练器的虚拟视景的方法。Vega是一个用于虚拟现实和实时仿真应用的软件环境,支持复杂视景仿真的快速原型开发。MultiGen Creator是一个基于X WindowsTM用户界面的三维图形编辑器。上述工具使用户可以快速地在一个所见即所得的环境中创建和修改视景数据库。在培训过程中,视景仿真子系统接受控制盘台发出的指令,使虚拟场景中的挖泥船各运动部件可随操作手柄同步运动,帮助学员观测其操作的正确性,同时让学员有身临其境的感觉。     

军事海洋环境视景仿真研究

C reator/Vega是虚拟现实领域业界领先的建模和仿真软件平台。该文研究了基于C reator/Vega的军事海洋环境的视景建模和仿真。对海洋地理环境模型的建立、优化和仿真渲染管理进行了较深的研讨。把从电子海图中提取的地理信息进行分类,根据各类信息的特点,提出了不同的建模方法和管理方式。同时结合C reator/Vega的大规模数据库管理(LADBM)技术,介绍了视景仿真模型集的仿真管理。对比目前其它的建模和仿真软件,C reator/Vega确实可以方便地建立视景仿真的各类模型,取得逼真的仿真效果,提高视景仿真的整体水平。     

大型装置起竖过程视景仿真系统研究

针对大型装置结构复杂、价格昂贵,难以进行实装条件下的操作与维修训练等问题,采用Multigen Creator和Vega为视景仿真软件开发平台,研究了大型装置起竖过程视景仿真系统的实现.讨论了基于Creator的大型装置实体建模方法,以及利用Vega进行系统工作流程的驱动问题,给出了模拟操作中观察者的视点变换、起竖装置关键运动仿真与控制的实现方法.应用结果表明,该视景仿真系统逼真的演示出了大型起竖装置的操作过程,并满足系统仿真的实时性要求.通过对该视景仿真系统的研究,证明了采用虚拟现实技术对复杂装置的操作及运动过程进行视景仿真是一种高效、廉价、实用的方法.     

虚拟现实在AUV运动控制研究中的应用

基于软件平台Vega和Creator开发出AUV循迹航行的视景仿真系统。研究了虚拟现实技术和AUV循迹控制相结合的技术,文中详细描述了其硬件系统的组成、系统软件的选择、模型的建立、虚拟海洋环境的生成,以及应用软件的设计与实现。仿真结果表明,该系统能逼真的演示出AUV循迹航行的全过程,并能满足不同情况下的仿真需要。     

无人机飞行视景仿真平台的设计与实现

基于相对低成本的PC机和OpenGL API构建了一个完整的飞行视景仿真平台。基于该平台,可以快速定制出特定的视景仿真环境,满足不同的的行仿真任务需求同时,还对视景仿真中的大地形显示等关键算法进行了深入研究,并提出了解决方法。     

卫星在轨运行视景仿真

针对卫星在轨运行系统演示的需要,将建模与仿真技术引入视景演示系统联邦成员,提出了基于HLA的卫星在轨运行视景演示系统,开发相应的联邦成员。利用卫星在轨运行仿真系统的总体方案,设计了视景演示系统的总体结构;引入了先进视景仿真软件Creator和Vega Prime对卫星在轨运行仿真系统中视景仿真联邦成员进行可视化仿真和建模实现,建立了卫星和星空恒星模型,可以用OpenGL的星空背景加速实现;最后结合HLA、OpenGL和Vega Prime建立仿真框图。仿真结果证明,设计的仿真系统满足系统真实的实时性、准确性要求,具有良好的沉浸感和较高的可信性。     

基于VRML的浮力驱动式航行器运动原理仿真

针对传统的水下航行器控制仿真研究以图表曲线方式给出结果,抽象而缺乏直观性的缺点,介绍了虚拟现实三维立体网络程序设计语言VRML的概念、特点和结合MATLAB虚拟现实工具箱进行视景仿真的应用方法.以一种浮力驱动式水下航行器作为仿真对象,分析了它的运动规律,给出了垂直平面内航行器运动学方程,应用VRML语言构建了航行器的虚拟现实三维模型,并在MATLAB环境下驱动模型在虚拟水下场景中进行了运动原理视景仿真.结果表明,所述仿真方法不仅可以校验模型的正确性,而且形象而直观地表现了航行器在水下环境的运动过程.