摘要：在轨服务航天器对空间目标的快速安全抵近机动是开展后续在轨服务的保障,然而空间环境的不确定性及复杂约束限制增加了抵近控制的难度,传统控制方法难以解决这类具有不确定性的多约束、非线性控制问题.本文提出了一种复杂约束下的服务航天器抵近自适应智能控制方法,建立了服务航天器多约束状态和控制代价函数,并设计了一种基于控制量导数的微分形式航天器抵近控制律,增强了控制器对复杂非线性系统的处理能力,拓宽了智能控制系统的信息空间.在服务航天器自适应控制中,通过建立评价网络和执行网络拟合最优控制中的代价函数和控制策略,并在训练中引入探索信号增强控制系统的适应性和抗干扰能力,实现不依赖模型的在轨服务航天器抵近机动近似最优控制.

摘要：本文提出了一种基于显式参考管理与模态观测器的挠性航天器姿态机动控制方法.首先,采用改进的罗德里格斯参数建立了航天器的运动学和动力学模型,分析了存在的控制约束和角速度约束.在此基础上,设计了基于显式参考管理的约束挠性航天器姿态重定向控制算法.由于挠性模态不能直接测量,内层设计了模态观测器,并将观测器观测得到的模态坐标作为内层无约束控制器的输入.随后,外层导航模块根据所需满足的约束条件设计了相应的动态路径,该路径可以根据当前状态以合适的速率收敛到最终状态,通过跟踪该路径,航天器姿态就可以在满足约束的情况下快速到达期望位置.通过构造合适的李雅普诺夫函数,严格证明了该挠性航天器显式参考管理姿态控制算法的稳定性.最后,仿真结果进一步验证所设计算法的约束处理效果与振动抑制能力.

摘要：基于HCSR(散货船、油船协调共同规范)规范描述性要求,同时考虑实际船用钢及型材的规格,以一艘载重量为1.1×105 t的油船为例,研究复杂约束条件下的大型油船中剖面结构优化方法.通过Excel编译目标函数、设计变量与约束条件间的关系,对优化模型进行参数化处理,并通过多学科优化分析软件Isight集成Excel映射数据,分别采取多岛遗传算法、粒子群算法及模拟退火算法,研究不同优化算法对优化结果的影响.结果显示:在复杂约束条件下,算例船中剖面面积分别减小了0.93%,1.02%及1.35%,与基于简单约束的优化结果相比,该方法更加准确有效;模拟退火算法的优化效率更高,结果更优.

摘要：梯级水电站负荷优化分配涉及水位协调型、时段耦合型等复杂约束条件。面向水位协调型约束,界定梯级水电站安全运行的高限水位与低限水位,分析在梯级水电站高水位运行区、经济运行区以及低水位运行区不同组合方式下的电站出力特性;结合时段耦合型约束条件,以厂间-厂内负荷一体化分配为研究目标,提出三层逐次降维策略,将梯级水电站总负荷分配至厂间尺度,利用耦合动态规划算法将梯级水电站厂内负荷分配至机组尺度。实例结果表明,与传统的动态搜索算法相比,所提算法对复杂约束条件表现出良好的适用性,寻优质量得到明显提高。

摘要：研究目的:铁路线路优化正向着线站协同优化发展,而线站协同优化的基础是实现车站的自动选址,但现有成果对线路、车站、环境及结构物之间的复杂约束欠缺系统研究,且大都是在车站备选方案既定情况下的评价选址。本文提出一种复杂约束条件下的车站自动选址方法,将车站选址问题分解为站心选择和站坪方向选择,能快速自动搜寻出满足复杂约束且经济合理的站址方案群,可为设计人员提供参考,并为进一步线站协同优化奠定基础。研究结论:(1)基于空间格网索引机制构建的综合地理信息模型,为车站选址提供可快速存取的地理数据基础;(2)站心及站坪方向分治求精的思想可提高方法的计算效率;(3)考虑了用地换算代价、土石方工程换算代价、偏离经济据点换算代价及偏离期望线路换算代价,建立了站址方案综合代价计算模型,为站址方案优劣评判提供依据;(4)以西南山区某铁路为例,验证了本文方法的有效性,该研究成果可为线站协同优化设计提供参考。

摘要：针对输流管道在恶劣的动力学环境所受到多方向载荷所引起的管道结构失效或破坏等问题,提出一种新型三维功能梯度材料构造输流管道来提升管道的载荷忍耐力。基于欧拉伯努利梁理论,考虑流体和管道的耦合关系,利用哈密顿变分原理建立复杂约束下三维功能梯度输流管道的运动微分方程。利用微分求积法求解,分析流体流速提升所引起的三维功能梯度输流管道振动的固有频率变化,当第一阶固有频率首次降低为0系统失稳,所对应的流体流速被确定为系统的临界流速。研究复杂约束线性和扭转弹簧刚度、轴向、径向和环向功能梯度指数等物理参数对输流管道振动频率和临界流速的影响。研究结果表明:当流速较小时,增加轴向功能梯度指数和降低径向和环向功能梯度指数会降低系统的基频和提高系统的临界流速;而当流速较大时,系统的基频随着三维功能梯度指数的变化会展现相反的趋势。增大三维功能梯度指数能降低系统的第二阶固有频率。这说明通过调节复杂约束和三维功能梯度参数能够实现对输流管道稳定性的调控。

摘要：根据目前对优化下料问题的研究现状,指出优化下料问题应综合考虑产品设计、生产、制造过程,给出了影响一维优化下料问题的复杂约束状态;以可加工性好和原材料利用率高为目标,建立了复杂约束状态下以综合资源消耗最少为目标函数的优化下料问题的数学模型;提出并实现了非定长优化和定长优化相结合的两阶段一维优化下料方法。最后,通过实例验证了所提方法的实用性和有效性。

摘要：针对气动热、过载、动压、控制量、航路点、禁飞区以及终端状态等复杂约束条件,提出高超声速飞行器多目标滑翔弹道优化方案。建立换极运动模型,简化部分约束条件的处理,并规避了传统运动模型的奇异问题;在此基础上,引入物理规划方法将多目标优化问题转换为反映设计者不同偏好的单目标优化问题;进一步基于分段Gauss伪谱方法将弹道单目标优化的最优控制问题转换为非线性规划问题进行求解。仿真结果表明,该方法获得的滑翔优化弹道能满足复杂约束要求,同时能够反映设计者的不同偏好。

摘要：投资组合模型中期望收益等参数的估计误差对最优投资组合策略的稳定性产生重要影响.在提出考虑复杂约束和交易成本的鲁棒均值-CVa R投资组合模型的基础上,设计改进粒子群算法来求解该模型.应用实际交易数据对所提出的模型和算法进行数值实验和比较,结果表明改进粒子群算法能有效地求解该模型,产生更稳定的最优投资策略,从而能够更好地适合实际投资环境.

摘要：与单任务分配问题相比,无人作战飞机(UCAV)多重任务分配具有更复杂的约束条件.基于UCAV任务分配有向图给出了多重任务分配的一般框架,分析了任务分配的约束条件,提出了一种求解约束优化问题的改进遗传算法.其基本思想是对种群中的个体按两种方案评价,对可行解按目标函数值大小,对不可行解按约束违反程度进行评价,避免了罚函数法中的罚因子的选取难题.采用矩阵形式进行个体编码,按目标出现顺序映射任务类型,解决了多重任务的编码表示,并对武器类型向量实施绑定策略,简化了问题复杂性.设计了选择,交叉,变异等遗传操作算子,保证生成的新染色体不破坏编码时满足的约束条件.最后进行了仿真试验,结果表明提出的方法求解UCAV多重任务分配问题的可行性和有效性.