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面向任务约束的航天器姿控系统在轨重构算法

宇航学报 2017年第9期38卷 989-997页

作者：陈嘉文程月华姜斌陆宁云杨天社南京航空航天大学自动化学院南京211106 南京航空航天大学航天学院南京210016 约克大学机械工程系航天器故障诊断与在轨维修重点实验室西安710043

针对任务约束下的航天器姿态控制系统(ACS)在轨重构问题,提出了一种基于自适应动态规划(ADP)的在轨重构算法。首先,综合考虑航天器在轨任务约束条件设计效用函数和性能指标函数,获得离散Hamilton-Jacobian-Bellman(HJB)方程形式的最优... 详细信息

针对任务约束下的航天器姿态控制系统(ACS)在轨重构问题,提出了一种基于自适应动态规划(ADP)的在轨重构算法。首先,综合考虑航天器在轨任务约束条件设计效用函数和性能指标函数,获得离散Hamilton-Jacobian-Bellman(HJB)方程形式的最优重构策略。其次,采用执行依赖启发式动态规划(ADHDP)方法近似求解HJB方程,避免了直接求解HJB方程的"维数灾难"问题。通过简化设计ADHDP执行网络,提高了迭代训练速度;同时在训练中引入ε-greedy因子,避免了训练算法过早陷入局部最优解。仿真结果验证了所提方法的有效性。

关键词：姿态控制系统(ACS) 在轨重构任务约束自适应动态规划(ADP)

基于“嫦娥二号”卫星任务约束的月面景象匹配

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光电子．激光 2013年第4期24卷 727-734页

作者：卜彦龙李想郑爱武唐歌实北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室北京100094

针对月球卫星的景象匹配定位问题,为"嫦娥二号"卫星设计了相应的匹配模式,并构造约束模型进行了匹配矩阵的修正,实现了"嫦娥二号"线阵CCD观测图和美国LRO卫星局部基准图的子图像块大规模匹配。实验中,首先通过构建匹配矩阵和测试库验证... 详细信息

针对月球卫星的景象匹配定位问题,为"嫦娥二号"卫星设计了相应的匹配模式,并构造约束模型进行了匹配矩阵的修正,实现了"嫦娥二号"线阵CCD观测图和美国LRO卫星局部基准图的子图像块大规模匹配。实验中,首先通过构建匹配矩阵和测试库验证了单对图像归一化互信息匹配的可行性和局限性,然后通过约束模型修正,显著性水平取0.1时,使匹配成功率从60.7%提高到89.0%,并且测试库中89.0%的正确匹配对被匹配矩阵所保留。实验结果表明,所提方法对"嫦娥二号"观测图的高效、高成功率匹配可行,能够为进一步的月球卫星位置视觉解算提供可靠的匹配数据。

关键词： “嫦娥二号”卫星景象匹配任务约束约束模型线阵CCD

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基于遗传蝙蝠算法的任务约束船推力分配优化

船舶工程 2022年第2期44卷 105-111页

作者：张俊峰张天添丁福光王元慧哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150001 大连职业技术学院辽宁大连116035

针对带有任务约束且装配有多个推进器的动力定位船推力分配优化问题,提出一种全新的遗传-蝙蝠优化算法。该算法在遗传算法的基础上将种群分为两部分,一部分为保留的种群精英个体与蝙蝠算法有机结合进行优化;另一部分采用融入自适应策略... 详细信息

针对带有任务约束且装配有多个推进器的动力定位船推力分配优化问题,提出一种全新的遗传-蝙蝠优化算法。该算法在遗传算法的基础上将种群分为两部分,一部分为保留的种群精英个体与蝙蝠算法有机结合进行优化;另一部分采用融入自适应策略的遗传算法进行优化。将该算法与所设计的带有任务约束的多维非线性推力分配目标优化函数相结合,通过仿真验证了所提出的算法可有效地解决在任务约束下的动力定位船多推进器的推力分配优化问题,在同一控制器作用下,通过与其他算法对比,该算法可获得更高的动力定位精度与更少的能量消耗,且推进器方位角变化波动小,稳定性强。可见,该算法可以有效解决带有约束的这一类多维非线性规划问题。

关键词：动力定位任务约束多推进器推力分配遗传-蝙蝠算法

基于任务约束的变胞机构改进基因建模构型方法

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机械设计与制造 2019年第5期 38-41,46页

作者：王延祥杨先海山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

随着我国老龄化问题的越来越严重,为了解决老年人出行困难的问题,通过采用‘轮番填补’楼梯的新思路,提出了一种新型的爬楼梯轮椅。该新型爬楼梯轮椅具有适应性高、稳定性好以及对台阶无损伤等优点。基于基因建模理论,通过引入隐性基因... 详细信息

随着我国老龄化问题的越来越严重,为了解决老年人出行困难的问题,通过采用‘轮番填补’楼梯的新思路,提出了一种新型的爬楼梯轮椅。该新型爬楼梯轮椅具有适应性高、稳定性好以及对台阶无损伤等优点。基于基因建模理论,通过引入隐性基因‘、拼接聚合’方法,进而提出变胞机构的新构型方法。基于上述理论并将变胞机构引入到该轮椅的零部件设计中,进而设计出了一种具有变胞功能的垫块安放机构。并采用ADAMS软件对垫块安放机构的设计方案进行运动学仿真验证。

关键词：爬楼梯轮椅任务约束基因建模变胞机构

基于任务约束的打井车辆排程系统的设计与实现

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基于任务约束的打井车辆排程系统的设计与实现

作者：王冉黑龙江大学

学位级别：硕士

在打井工作中,由于无法很好地实现各企业车辆要求的同步和协调,导致车辆利用率低。为了最大化车辆的利用率,本文采用工作块建模的方式,使得排程时尽量做到每个车辆的工作量均衡。这样就可以满足不同任务所需的时间、车辆数量和种类的约... 详细信息

在打井工作中,由于无法很好地实现各企业车辆要求的同步和协调,导致车辆利用率低。为了最大化车辆的利用率,本文采用工作块建模的方式,使得排程时尽量做到每个车辆的工作量均衡。这样就可以满足不同任务所需的时间、车辆数量和种类的约束,最终建立适用于不同打井生产队的车辆排程模型,并且通过对模型求解得出满足打井工作的最优车辆调度方案。将该系统用于某打井公司,验证了本文建立的车辆排程模型的合理性和优越性。车辆排程常用到的两种算法:遗传算法和粒子群算法。两种算法都存在编码解码过程复杂的问题。在车辆排程的过程中,在解问题时利用二维矩阵代表生产可能性空间,很好地避免了大部分智能优化算法的编码和解码的复杂过程和参数选择问题。本文提出的算法,按照打井企业的车辆排程生产状况将任务进行分类,在时间和任务的约束条件下,建立了目标函数。将所有任务分为四类,以随机分布的方式填满整个生产可能性空间的二维矩阵,然后分别给每个任务一个X方向的移动分量和Y方向的移动分量;让不同任务在生产可能性空间二维矩阵中随机移动,产生n个不同的工作块。利用评价函数对不同解评价,选出最优解。最后,以某打井公司生产周期的车辆调度为例,对提出的排程方法进行了实例验证,并实现了打井车辆排程系统。该系统建立了以指挥中心为核心的生产管理运行体系,在系统根据工作任务生成智能排程结果后,指挥中心通过视频监控和GIS实现施工现场的实时监管。系统对生产经营过程中形成的大量数据进行统计分析,可以看到车辆工作统计,包含车辆工作时间和油料成本等;还可进行各队班组的统计,包括劳务结算价格和材料成本等,查看各队创效情况,为经营管理提供了依据。车辆利用率、油耗分析、劳务结算等各项运行结果表明,本系统使得企业降低了运营成本,提高了生产效率和快速响应市场的能力。

关键词：高级计划排程车辆排程任务约束排程算法评价函数

基于环境和任务约束的机械臂抓取方法优化策略研究

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基于环境和任务约束的机械臂抓取方法优化策略研究

作者：赵建淞哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

对于核工业等危险复杂环境下的轴类旋转式操作任务来说，抓取操作是决定任务成败的关键一环。它影响了任务前期对物体的抓取可靠性以及抓取姿态，进而决定了后续运动操作能否顺利完成。目前的抓取方法大多受相机视角影响，且独立的抓取... 详细信息

对于核工业等危险复杂环境下的轴类旋转式操作任务来说，抓取操作是决定任务成败的关键一环。它影响了任务前期对物体的抓取可靠性以及抓取姿态，进而决定了后续运动操作能否顺利完成。目前的抓取方法大多受相机视角影响，且独立的抓取操作不考虑抓取目标物体后的运动操作，导致其生成的最优抓取位姿相对目标物体的分布过于随机，后续任务的完成率低。为了更高效地完成轴类旋转式操作任务，本文以机械臂抓取的准确可靠程度和任务完成率为优化指标，提出了一种基于环境和任务约束的机械臂抓取方法优化策略，得到以轴类旋转式操作任务为导向的最优抓取位姿。为达成上述目标，本文开展了以下研究工作：　　首先，分析了Contact-Graspnet抓取方法的优缺点，并基于该抓取方法的缺点对其进行了优化;建立了面向目标物体几何约束的虚拟抓取数据集，并基于建立的虚拟抓取数据集对优化后的抓取方法进行了训练;通过分析在轴类旋转式操作任务中目标物体所存在的环境约束，设计了基于环境约束的抓取位姿过滤算法;通过将基于环境约束的抓取位姿过滤算法和训练好的抓取方法进行融合，得到了基于环境约束的机械臂抓取方法，并对该抓取方法进行了定量评估。　　其次，针对轴类旋转式操作任务中的开门任务，通过分析门把手所存在的任务约束，提出了面向门把手的抓取优化策略;根据提出的抓取优化策略设计了基于任务约束的抓取位姿过滤算法;将基于任务约束的抓取位姿过滤算法和基于环境约束的机械臂抓取方法进行了融合，对融合后的抓取方法进行了机械臂开门仿真实验，且对实验结果进行了分析评估。　　最后，针对轴类旋转式操作任务的需求，搭建了 Panda 机械臂实验平台，完成了 Panda 机械臂同相机的手眼标定;开展了机械臂抓取实验，从抓取分布率和抓取成功率两个角度验证了本文提出的基于环境约束的机械臂抓取方法的有效性;开展了机械臂开门实验，从开门成功率、夹爪平均施加合力和消耗时间三个角度验证了本文提出的抓取优化策略的有效性;开展了机械臂拧阀门实验，从拧阀门成功率单个角度验证了本文提出的抓取优化策略的泛化性。

关键词：机械臂轴类旋转式操作任务抓取位姿环境约束任务约束

任务约束对幼儿跳跃动作学习的影响：基于专家—新手范式的研究

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任务约束对幼儿跳跃动作学习的影响：基于专家—新手范式的研究

3—6岁幼儿动作模式序列发展任务约束结构体系和实践应用

第十一届全国体育科学大会

作者：马春银黄小林刘鎏华侨大学

动作是生命发展最基本、最普遍的活动,伴随着生命存在的始终,从胚胎到婴儿、儿童、青少年、老年的各个时期,个体发展发展都与动作紧密联系。在儿童生长发育早期,由于神经发展的不完善,语言、认知不足,其行为和表达主要通过动作表现。跳... 详细信息

动作是生命发展最基本、最普遍的活动,伴随着生命存在的始终,从胚胎到婴儿、儿童、青少年、老年的各个时期,个体发展发展都与动作紧密联系。在儿童生长发育早期,由于神经发展的不完善,语言、认知不足,其行为和表达主要通过动作表现。跳跃属于幼儿早期动作发展中弄个稳定和移动技能类,需要身体各部位协调配合,充分协调发挥下肢肌群爆发力,以实现跳起——落地的最佳效果,这一动作是锻炼儿童肌肉耐力和爆发力的有效手段,也是体操、舞蹈、篮球、排球等一系列动作的基础,对于儿童骨骼发展具有重要促进意义。对我国学龄前儿童跳跃动作进行不同难度任务约束的实验研究,可以有效认识和掌握学龄前儿童跳跃动作特征与规律,并在此基础上为建立合理的跳跃教学策略提出建议,同时也能够为促进儿童基本动作技能的发展提供理论与实验依据。因此,本研究主要选取基本动作"跳跃"进行研究,研究以国外运动技能研究理论以及国内体育教学理论为基础,从任务约束的角度出发,运用专家—新手范式对我国3-6岁幼儿的跳跃动作学习进行分析。研究采用文献资料法、教学实验研究法,以来自XXXXXXX地区3-6岁经过跳跃训练的90名儿童为研究对象,其中男生69人,女生21人;同时以47名专家（经过跳跃专门训练的成年人）为实验对照组,其中男性37人,女性10人,分析了儿童（新手）与成年人（专家）在完成不同难度任务约束下的跳跃动作表现差异。研究结果表明:1)面对不同难度任务约束时,幼儿跳跃动作整体表现有极其显著差异（P＜0.01）。在进一步事后比较,发现幼儿完成高难度任务与完成中低难度任务得分均值差大,差异性主要体现在完成高难度任务的得分上。而在对幼儿完成不同难度跳跃任务时各动作环节表现的多元方差分析后发现,在三个不同难度任务中,幼儿在准备环节上没有显著性差异（P=0.74＞0.05）,在跳跃与落地环节则呈现出极其显著差异（P=0.00＜0.01）。2)专家面对不同难度任务约束时跳跃动作整体表现有极其显著差异（P=0.00＜0.01）,专家在三个不同难度上,动作表现得分均值差都较大,各个难度完成表现差异显著。而对这些不同难度下的专家跳跃动作进行分解环节表现分析,发现,专家在跳跃不同难度任务时的动作准备、跳跃、落地环节都呈现出极其显著性差异（P=0.00＜0.01）。3)采用独立样本T检验对专家和儿童完成不同任务难度时跳跃动作整体表现比较发现,专家与儿童跳跃动作在低、中、高难度整体得分都表现出极大差异,在具体比较不同难度下专家与儿童动作各阶段得分时,发现在面对低难度与高难度任务约束时,专家与儿童在准备、跳跃环节上存在极其显著差异（P=0.00＜0.01）;在中等、高难度任务约束中落地环节表现出显著差异（P=0.03＜0.05;P=0.00＜0.01）。通过研究结果分析,得出这样的结论:1)高难度任务约束会限制儿童跳跃动作正确完成:学龄前3-6岁幼儿面对中、低难度任务约束,跳跃动作整体表现较好,但面对高难度任务约束整体表现较差,在中、高难度中跳跃与落地环节得分较差,特别是高难度任务约束时,儿童会因为本身动作没有完成,而影响落地环节得分。这说明儿童在学习基本动作技能时,高难度任务约束会对幼儿跳跃动作学习产生不良反应,不良影响主要体现在起跳和落地环节;中低难度任务有利于促进儿童跳跃动作技能的形成与学习。2)学龄前儿童与专家在面对不同难度任务时表现存在差异:对专家组和儿童组的跳跃动作进行整体和局部得分比较,可以发现专家与儿童面对不同难度任务约束,跳跃动作表现完全不同,儿童在面对低难度任务时平均得分会比专家组高,而专家面对高难度任务平均得分会比儿童组高,儿童动作表现不完全。从专家—新手范式来看,形成这一结论的原因很有可能是因为儿童认知发展不完全导致的,面对不同难度任务约束,专家的决策认知结构、信息选择、决策过程会更完整。3)儿童基本动作技能形成需要一定时间阶段:根据动作形成理论,认为完整动作的形成是一个长期过程,需要经过泛化、分化、巩固和自动化四个阶段。跳跃是开始、过程、结束界限分明且持续时间较短暂的动作,是人体基本活动能力之一,幼儿与专家的动作表现水平也是符合动作形成理论与动作发展阶段的。所以,在完成高难度跳跃动作任务时,幼儿动作会变形,难以完成整体动作,在落地环节得零分或得分较低。从动作技能形成阶段分析,是因为儿童并没有形成跳跃动作的自动化意识,还处在基本动作技能的起始水平（泛化、分化阶段）,所以面对高难度任务时会表现出极度的不稳定性,动作容易变形或是错误,而专家已经经过专项动作技能时期,跳跃动作已经达到高级/自动化,在面对高难度任务时容易完成。从而在跳跃动作的任务约束中形成专家面对高难度任务表现较好,幼儿面对高难度任务得分低的现象。为了更好地进行跳跃教学,促进儿童跳跃动作发展,提出建议:1)在教学中设置难度合理地的跳跃教学任务约

关键词：学龄前幼儿任务约束跳跃专家—新手范式

来源： cnki会议评论

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各界 2018年第6期 138-142页

作者：李湘菊王长丰马文蒂河南省实验幼儿园

单纯性信息的任务约束促进3—6岁幼儿动作模式序列发展已受到质疑和挑战。把任务约束界定为符号（情感）和信息且一体而两分，使主客体动态的联系起来，构架出符号（情感）、信息一体化下的主体动作约束、客体约束、身体动作表达、时间... 详细信息

单纯性信息的任务约束促进3—6岁幼儿动作模式序列发展已受到质疑和挑战。把任务约束界定为符号（情感）和信息且一体而两分，使主客体动态的联系起来，构架出符号（情感）、信息一体化下的主体动作约束、客体约束、身体动作表达、时间发展四维的任务约束体系，并对体系结构因素、指标、特征及联系进行符号和信息一体化论述和应用分析，提出合理化策略和建议，将突破师资、资源、场地、器械等多方面条件的限制，打破地域、文化、经济等条件的不平衡，实现遵循幼儿动作模式序列发展规律下孩子快乐的动作发展目的。

关键词：任务约束符号(情感)和信息应用动作序列

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利用任务约束突破立定跳远教学的重难点

基础教育论坛（乐山） 2013年第2期11卷 83-84页

作者：姚军乐山市五通桥区石麟中学四川乐山614800

本文运用“动作约束模型”理论，并结合自身多年的体育教学经验对如何提高《立定跳远》课教学效果进行了多年研究。研究发现，针对立定跳远不同环节提出不同的约束任务，能够有效地提高教学效果。

关键词：任务约束立定跳远教学重难点