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基于改进灰狼优化算法的舰载机着舰调度

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 803-813页

作者：刘玉杰韩维苏析超郭放海军航空大学航空基础学院烟台264001 海军招收飞行学员工作办公室北京100071 海军航空大学航空作战勤务学院烟台264001

针对第一类着舰模式下的舰载机着舰调度问题进行了研究,建立着舰调度模型,以最小化加权着舰延误时间和、着舰完成时间为优化目标,考虑舰载机战损程度、剩余燃油量的影响。为减轻人工调度的负担,提出一种改进灰狼优化(IGWO)算法对调度模... 详细信息

针对第一类着舰模式下的舰载机着舰调度问题进行了研究,建立着舰调度模型,以最小化加权着舰延误时间和、着舰完成时间为优化目标,考虑舰载机战损程度、剩余燃油量的影响。为减轻人工调度的负担,提出一种改进灰狼优化(IGWO)算法对调度模型进行优化求解,在灰狼优化(GWO)算法的基础上,改进算法选择历史最优解灰狼个体为α狼,引入混沌算子,设置算法参数更新控制变量,以应对GWO算法后期收敛速度慢、可能陷入局部最优解的缺点。通过不同规模着舰调度案例仿真和算法对比,验证了IGWO算法的有效性,所提算法在30、60、90机规模着舰调度案例中的优化效果均优于对比算法,证明其具备一定工程应用价值。

关键词：舰载机着舰调度灰狼优化算法参数控制混沌算子

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基于IPSO的舰载机出动离场规划研究

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1337-1345页

作者：刘玉杰崔凯凯韩维李樾海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 海军招收飞行学员工作办公室北京100071 中国人民解放军92942部队北京100161 中国人民解放军92728部队上海200436

针对舰载机机群出动离场效率问题,提出了一种改进的粒子群优化(improved particle swarm optimization, IPSO)算法。首先,基于舰载机的出动离场流程及约束建立了舰载机出动离场数学模型,并根据出动离场问题特点设计了一种连续编码形式... 详细信息

针对舰载机机群出动离场效率问题,提出了一种改进的粒子群优化(improved particle swarm optimization, IPSO)算法。首先,基于舰载机的出动离场流程及约束建立了舰载机出动离场数学模型,并根据出动离场问题特点设计了一种连续编码形式以表示出动规划方案。然后,通过在参数自适应粒子群优化算法的基础上引入基于莱维飞行扰动的模拟退火机制,提出了将IPSO用于对出动离场规划问题进行求解。最后,分别针对8、10、12机的出动离场规划场景进行了仿真验证。仿真结果表明,所提算法较已有的优化算法而言具有更好的寻优能力。

关键词：舰载机出动离场粒子群优化莱维飞行模拟退火

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基于模型预测控制算法的精确着舰控制方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1197-1207页

作者：万兵苏析超汪节韩维李常久海军航空大学烟台264001

针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分... 详细信息

针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分析。对MPC-LQG算法进行融合,以实现轨迹跟踪控制,核心思想是:模型预测控制进行航母运动补偿;设计全维状态观测,实现全状态反馈,以实现最优着舰控制。对不同的着舰情况和初始条件进行算法仿真,并与其他算法进行仿真比较。仿真结果表明,所提方法的轨迹跟踪效果很好,高度偏差0.1~0.2 m;相比传统着舰控制,所提方法动态响应快、着舰精度高。

关键词：模型预测控制-线性二次型高斯甲板运动引导指令着舰控制轨迹跟踪

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基于机器学习和资产特征的投资组合选择研究

系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 338-355页

作者：李斌屠雪永武汉大学经济与管理学院武汉430072 武汉大学金融研究中心武汉430072

随着可投资资产与资产信息的爆炸式增长,投资组合选择研究面临资产和特征双重高维挑战.为此,本文提出一个基于机器学习和资产特征的投资组合选择框架,该框架借助机器学习技术的天然优势,运用高维特征直接预测投资组合权重,避开了常规的... 详细信息

随着可投资资产与资产信息的爆炸式增长,投资组合选择研究面临资产和特征双重高维挑战.为此,本文提出一个基于机器学习和资产特征的投资组合选择框架,该框架借助机器学习技术的天然优势,运用高维特征直接预测投资组合权重,避开了常规的两步投资组合管理范式中的收益预测过程,并用于中国股票市场的资产配置研究.结果显示:1)基于此框架提出的投资策略能够捕捉高维特征中的增量信息,并挖掘资产特征与投资权重之间线性与非线性关系,大幅提升了投资绩效;2)交易摩擦类特征是投资权重预测中最为重要的资产特征;3)策略在套利限制较为严重的股票上回报更高,而对宏观经济状态变化的敏感性较低;在其他经济约束下,策略表现依然稳健.本文拓展了现代投资组合理论的研究框架,促进了人工智能与量化投资领域的交叉融合发展.

关键词：投资组合选择人工智能资产特征大维资产配置量化投资

两栖攻击舰舰载直升机群出动作业一体化调度研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：韩维韩啸华苏析超王刘松吴浩南海军航空大学航空基础学院海军航空大学航空作战勤务学院中国人民解放军91860部队

甲板作业调度是提升舰载机出动率的关键技术。针对两栖攻击舰舰载直升机群出动作业多阶段、高耦合特性，提出一种包含出库及甲板调运、机务勤务保障、出动离场在内的调度模型和优化算法。首先，深入分析了舰载直升机出动作业流程，基于... 详细信息

甲板作业调度是提升舰载机出动率的关键技术。针对两栖攻击舰舰载直升机群出动作业多阶段、高耦合特性，提出一种包含出库及甲板调运、机务勤务保障、出动离场在内的调度模型和优化算法。首先，深入分析了舰载直升机出动作业流程，基于各阶段的逻辑约束和资源约束，以最小化机群出动时间为优化目标，建立了舰载直升机群出动作业一体化调度模型；随后，将该问题转化为具有转移时间特征的资源受限项目调度问题，基于串行调度生成机制，设计了一种两段编码的遗传-邻域搜索算法求解。通过对12架舰载直升机集中出动案例进行的仿真实验，验证了调度模型和算法在优化出动流程方面的有效性，显著降低了机群出动准备时间，进一步发现机务勤务保障阶段的决策在全局调度中更为关键。

关键词：两栖攻击舰舰载直升机出动作业一体化调度资源受限项目调度

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综合直接侧力控制着舰

电光与控制 2024年第2期31卷 77-82页

作者：汪节韩维尹大伟苏析超海军航空大学山东烟台264000 中国人民解放军91475部队辽宁葫芦岛125000 中国人民解放军92728部队上海200000

提出了一种新的着舰控制方法,即综合直接侧力控制着舰。首次将直接侧力应用到着舰研究上,并将美军MAGIC CARPET着舰控制的纵向控制理念拓展到侧向控制上,对侧向直接力舵面和侧向常规舵面进行综合控制设计,实现侧向三通道解耦。在直接侧... 详细信息

提出了一种新的着舰控制方法,即综合直接侧力控制着舰。首次将直接侧力应用到着舰研究上,并将美军MAGIC CARPET着舰控制的纵向控制理念拓展到侧向控制上,对侧向直接力舵面和侧向常规舵面进行综合控制设计,实现侧向三通道解耦。在直接侧力通道上设计了横向轨迹增量控制,让横向杆位移直接正比于横向对中漂移速率。对HUD显示符号进行改进,使飞行员更直观地观察着舰态势。设计着舰飞行模拟环境,实时模拟飞行员操纵。模拟结果显示:飞行员能如MAGIC CARPET纵向控制一样,以“一杆操纵”策略很简便地完成对中修正,同时能很好地跟踪侧向甲板运动和抵抗侧风干扰,且整个过程航向角和滚转角基本不变。相对于常规着舰,该方法大大降低了飞行员操纵负担,且提高了着舰性能。

关键词：直接侧力魔毯着舰横向轨迹增量控制解耦控制

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MAGIC CARPET着舰的舰尾流抑制

电光与控制 2024年

作者：汪节韩维尹大伟潘子双李常久海军研究院海军航空大学教练机模拟训练中心海军航空大学航空基础学院

MAGIC CARPET（魔毯）是美国最近几年非常成功的舰载机着舰控制技术，也是未来主要的着舰方式。舰尾流和甲板运动是影响着舰的两大主要因素，研究了MAGIC CARPET的舰尾流抑制能力。首先分析MAGIC CARPET着舰的两个控制模态（FPAH控制模... 详细信息

MAGIC CARPET（魔毯）是美国最近几年非常成功的舰载机着舰控制技术，也是未来主要的着舰方式。舰尾流和甲板运动是影响着舰的两大主要因素，研究了MAGIC CARPET的舰尾流抑制能力。首先分析MAGIC CARPET着舰的两个控制模态（FPAH控制模态和DP控制模态），以及常规着舰的两个控制模态（姿态控制模态和Hdot控制模态）。然后参照MAGIC CARPET 试飞情况，进行下滑着舰仿真实验，在松杆（无杆指令）状态下，输入舰尾流，考察以上四种控制模态的舰尾流抑制情况。最后，从信号流图和时域上，分析了实验现象结论的内在机理。舰尾流抑制能力从高到低的排序是：DP控制模态＞FPAH控制模态＞Hdot控制模态＞姿态控制模态。DP控制模态能完全抑制舰尾流，各项指标都非常优秀，轨迹、高度、迎角和速度等几乎不受影响。DP控制模态的舰尾流抑制能力源于五点：①综合直接升力控制（直接升力舵面与尾流干扰信号同相）；②轨迹角速率反馈控制包围干扰信号（轨迹角速率与尾流干扰信号同相）；③轨迹角反馈控制包围干扰信号；④平尾辅助保持迎角；⑤自动油门保持速度提高系统稳定性。这五点因素中，前三个因素尤为重要。

关键词：舰载机着舰 MAGIC CARPET(魔毯) 舰尾流飞行控制综合直接升力控制 DP控制模态 Hdot

基于噪声差异性的光谱全息重构图像的降噪方法

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光学学报 2024年第9期44卷 39-52页

作者：贺佳雪娄树理林超烟台大学物理与电子信息学院海军航空大学航空作战勤务学院

将傅里叶变换光谱技术与数字全息技术相结合，基于噪声差异性原理，利用不同波长重构图像实现降噪，提出了基于波段优选的加权求和平均算法：分析不同波长重构图像的噪声水平，在给定波长范围内分别选取RGB三分量的中心波长，选择合适... 详细信息

将傅里叶变换光谱技术与数字全息技术相结合，基于噪声差异性原理，利用不同波长重构图像实现降噪，提出了基于波段优选的加权求和平均算法：分析不同波长重构图像的噪声水平，在给定波长范围内分别选取RGB三分量的中心波长，选择合适的区间半径，使用二值化权重因子来实现波长优选，并将三维块匹配（BM3D）算法与加权求和平均算法相结合，以进一步降低噪声。以光学密码系统的解密过程为例，分析降噪效果。结果表明，当RGB三分量中心波长分别为621、549、449 nm，区间半径为26,BM3D算法中噪声水平参数sigma为3时，降噪效果最优，此时降噪图像与原始彩色图像真值之间的彩色峰值信噪比（C-PSNR）为91.11 dB，所提算法在优选波段的基础上有效地降低了噪声，为彩色全息重构图像降噪提供了新思路。

关键词：傅里叶光学光谱全息技术图像降噪加权求和平均算法三维块匹配算法

车载GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合导航方法

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测绘学报 2024年第3期53卷 425-434页

作者：穆梦雪赵龙北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学数字导航中心北京100191 北京航空航天大学飞行器控制科学与技术实验室北京100191

为提升复杂环境下低成本车载导航系统的容错性能,本文研究了基于次优增益融合(SGF)算法的GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法。该方法首先根据阿克曼转向几何建立了四轮里程计测速补偿模型,提升了惯性测量单元(IMU)安装中心处的前向和... 详细信息

为提升复杂环境下低成本车载导航系统的容错性能,本文研究了基于次优增益融合(SGF)算法的GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法。该方法首先根据阿克曼转向几何建立了四轮里程计测速补偿模型,提升了惯性测量单元(IMU)安装中心处的前向和侧向测速精度;然后设计了基于卡方检验统计量的故障检测与分类准则,充分利用了可获取的观测信息;最后构建了随机模型和信息分配因子(ISF)弹性优化模型,分别从传感器层和决策层减少了异常观测的影响,实现了车载多源信息的弹性融合。通过实际跑车数据对GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法进行测试验证。试验结果表明,本文方法能有效减少子系统故障对全局状态估计的影响,提升复杂环境下系统的容错性能。此外,与经典的联邦卡尔曼滤波(FKF)算法相比,SGF算法全局融合精度损失有限,计算效率却显著提升,有利于多源信息弹性融合的实际工程应用。

关键词：多源信息弹性融合 GNSS/SINS/里程计融合里程计测速补偿模型次优增益融合分布式滤波