布料剪裁中用料优化的贪婪算法

在布产品生产过程中,通常要把原料按照一定规则裁剪为合适使用的尺寸.如何剪裁以使余料最少是一个有着直接经济价值的问题.在对问题参数分析的基础上,建立了该问题对应的整数规划模型.在模型求解的具体实现过程中,基于贪婪算法的思想提出了一种求解此优化问题的近似算法,根据近似算法进行合理的组合设计.通过具体算例的计算表明了算法的有效性和可行性,鉴于参数设置的普遍性,所提出的算法具有广泛的实际应用潜力.     

舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法

现有舰船管道检测路径自动规划算法存在搜索时间与路径长度较长的问题,因此提出一种新的舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法。对舰船管道检测机器人最优移动路径规划的对应数学模型进行构建。利用舰船管道检测机器人检测运行空间对应概率,配置舰船管道检测机器人的运行环境。通过在线查询实现舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法。实验结果表明,该路径自动规划算法的搜索时间与路径长度均低于现有算法,实现了性能突破。     

船舶运动模拟器运动学正解数值解法对比分析

为研究船舶运动模拟器运动学正解的数值解法,建立其运动平台的数学模型,将运动学正解问题转化为非线性方程组的无约束最优化问题。分别采用数值迭代算法中的牛顿法、逆Broyden秩1法、BroydenFletcher-Shanno(BFS)秩2法及Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(BFGS)法进行求解,运用MATLAB编程并采用同一数值模型对这4种算法进行对比分析。分析结果表明:4种算法在工作空间内都收敛且数值稳定,BFS秩2法的迭代效率最高,BFGS法可用于奇异场合。通过仿真试验对各算法进行适当的修改,优化各算法的迭代效率并增加其对初值的鲁棒性,为位姿正解应用于实时控制场合提供理论指导。     

一种基于优先级的TDMA动态时隙分配算法

根据帧结构的不同对现有的时隙分配算法进行了分类,并结合各自的特点对其综合性能进行比较分析。参考美军Link-22的现有资料和动态时隙分配算法的特点,提出了一种适用于Link-22的动态时隙分配算法,并设计了帧结构与算法流程。     

大型自主水下机器人全局静态与局部动态融合路径规划方法

针对大型自主水下机器人在做全局路径规划时面临环境建模复杂,算法求解能力弱以及面对局部动态障碍时自主性低,避障路径规划困难等问题,采用极坐标表示形成路径同心圆,在严格机动性约束下提出基于改进粒子群算法和速度障碍法的全局静态与局部动态相融合的路径规划方法。在极坐标表示的环境模型中,在全局静态规划中引入最优粒子"变异"过程提升算法求解能力;在局部动态规划中利用速度障碍法求解局部碰撞范围和安全路径区域以保证避障路径最优。实验结果表明,与传统粒子群和遗传算法相比,改进方法在全局静态规划中路径更短、求解能力更强,局部动态规划能够得到出最优避障路径。     

船舶舱群配载优化算法研究

为了解决现有船舶舱群配载优化算法翻箱次数多、装卸效率低的难题,提出船舶舱群配载优化算法研究。根据船舶运输相关规定对舱群配载参数进行选择,以此为基础构建船舶舱群配载优化模型,以构建的船舶舱群配载优化模型为工具,通过遗传算法得到舱群配载方案并对其进行编码,依据编码结果采用贪婪算法对舱群配载最优方案进行选择,从而实现了船舶舱群配载的优化。通过仿真对比实验得到,与现有的船舶舱群配载优化算法相比较,提出的船舶舱群配载优化算法极大地降低了翻箱次数,提高了装卸效率,充分说明提出的船舶舱群配载优化算法具备更好的性能。     

非线性规划优化问题中的模拟退火算法

模拟退火SA(Simulated Annealing)算法,是一种仿金属退火物理过程的随机算法,对于复杂的组合优化问题的求解,表现出比其他传统优化算法更加独特和优越的性能。本文介绍了模拟退火算法的原理、实现方法及其求解步骤,并以一具体实例来说明模拟退火算法在解决非线性规划优化问题时的有效性和优越性。     

非高斯噪声下基于EM迭代算法的多用户检测分析

在进行信号传输时,由于各种干扰的存在,不可避免地产生误码（也称缺失信号）,而EM算法是近些年来常用的求解缺失数据时的迭代算法,由于EM算法简单易行性与普遍适用性的特点,提出了基于EM迭代算法的多用户检测方法,仿真环境放在非高斯噪声下,对在两种非高斯噪声与高斯噪声下的EM算法的性能与收敛特性做一比较分析,实验结果显示在非高斯噪声下误码性能较差,但是收敛性变化不大具有鲁棒性。     

基于大数据分析的水下航行器运行轨迹规划模型研究

传统水下航行器轨迹规划计算处理过程中,受到自身算法逻辑参数影响,建模数据计算涵盖不够严谨,无法对小概率误差轨迹进行引入分析,从而导致航行器预判轨迹出现偏离。针对问题产生原因,提出基于大数据分析的水下航行器运行轨迹规划模型研究。首先,对传统模型计算算法进行修正,引入MFT样条差值规划算法对构建模型轨迹数据进行优选规划计算;接着引入迭代多项轨迹构造算法,对规划模型数据进行轨迹模型构建计算;最后,通过对构建模型进行仿真数据测试。通过与传统模型的对比证明提出构建的轨迹模型能够解决传统模型存在的问题与不足。     

无线电导航系统两种迭代伪码捕获算法的研究

为了得到最优的海洋无线电导航系统天波快速捕获算法,对迭代伪码捕获算法中的和积算法与最小和算法进行了比较研究,给出了两者的迭代步骤,并通过蒙特卡罗仿真对二者的性能进行了对比.仿真结果表明最小和算法的性能要优于和积算法,但是其复杂度高.同时仿真结果指出,由于环结构的存在提高两算法的迭代码长与迭代次数对性能的改善是有限的,当两算法的迭代码长为300,迭代次数为15时,其性能最优.最后根据两算法的特点给出了它们的适用范围.     

A dynamic model and algorithm for fleet planning

By analysing the merits and demerits of the existing linear model for fleet planning, this paper presents an algorithm which combines the linear programming technique with that of dynamic programming to improve the solution to linear model for fleet planning. This new approach has not only the merits that the linear model for fleet planning has, but also the merit of saving computing time. The numbers of ships newly added into the fleet every year are always integers in the final optimal solution. The last feature of the solution directly meets the requirements of practical application. Both the mathematical model of the dynamic fleet planning and its algorithm are put forward in this paper. A calculating example is also given.     

Multi-period liner ship fleet planning with dependent uncertain container shipment demand

This paper deals with a realistic multi-period liner ship fleet planning problem by incorporating stochastic dependency of the random and period-dependent container shipment demand. This problem is formulated as a multi-period stochastic programming model with a sequence of interrelated two-stage stochastic programming (2SSP) problems characterized ship fleet planning in each single period. A solution method integrating dual decomposition and Lagrangian relaxation method is designed for solving the developed model. Numerical experiments are carried out to assess applicability and performance of the proposed model and solution algorithm. The results further demonstrate importance of stochastic dependence of the uncertain container shipment demand.     

连续泊位调度与岸桥配置协同优化

连续泊位调度与岸桥配置协同优化是集装箱码头提升竞争力的关键因素.针对该问题构建一个混合整数规划模型,以构造算法为核心,通过调整船舶的分配次序,设计了一个新的启发式算法.通过VB6.0软件编程,进行了四组大规模仿真算例实验,结果显示60%的算例在新算法下可获得更优的解,平均改进7.37%,证明了模型和算法的有效性.     

基于免疫遗传算法的水下无人平台航路规划

为克服遗传算法在水下无人平台航路规划应用中存在的问题,提出了基于免疫遗传算法的水下航路规划问题.仿真结果表明,这种算法能够有效地提高航路规划的计算速度和保证航路规划的质量.     

载人潜水器驾驶舱三维布局优化研究

驾驶舱三维布局在载人潜水器设计中占有举足轻重的地位。在分析传统舱室布局方式局限性的基础上,提出利用优化算法实现空间布局的求解。通过对驾驶舱设计要求的分析,结合人机工程的基本思想,建立了驾驶舱空间布局的多目标优化模型。利用遗传算法,结合并列选择策略,实现了该优化模型的求解。计算结果表明,算法有较好的收敛性,从而反映了提出的求解方法的可行性。     

动力定位船舶桨-桨干扰处理策略研究

本文针对动力定位船舶在推力分配中桨-桨之间的水动力干扰问题,基于二次规划算法提出了一种改进的避免桨-桨干扰的策略。以一艘海洋平台供应船模型为研究对象,通过仿真验证了该算法可以有效地降低推进器的推力损失,提高船舶的定位精度,降低推进系统的能耗。     

线性规划思想解指派问题

根据凸分析理论和单纯形法原理,提出了指派问题的一个线性规划解法。该方法的思想是将整数规划问题的离散的可行集填充成—个连续的单纯形,这样原指派问题就化为该单纯形上的一个新的线性规划问题。利用单纯形法求解线性规划问题,便可得到指派问题的最优解。并用WinQSB软件求解。     

改进差分进化算法在舰船电力系统网络重构中的应用

针对舰船电力系统的网络重构,建立了以负载恢复量、开关操作数和发电机效率均衡为多优化目标的舰船电力系统故障恢复模型,提出了一种带自适应离散断点算子和动态变异、交叉因子的改进离散差分进化算法进行求解。改进后的算法能有效地提高收敛速度,并克服传统差分进化算法收敛精度不高、易陷入局部最优的问题。舰船电力系统网络故障恢复算例表明,该方法能获得更好的系统重构方案,并具有较好的优化性能。     

动力定位船舶全速度路径跟踪CB导引自适应闭环控制

针对仅使用槽道推进器提供横向推力的动力定位船舶路径跟踪控制问题,建立慢变环境干扰影响下的非线性船舶数学模型,设计带有自适应干扰补偿的反步控制算法来消除环境干扰的影响。引入平行目标接近(CB)导引算法为跟踪控制生成期望速度矢量信号,通过与所提出的自适应反步控制算法相结合,得到不受船舶驱动特性限制的全速度范围动力定位船舶导引跟踪控制算法,应用李雅普诺夫稳定性理论证明系统跟踪误差渐进收敛到零。仿真结果表明通过调整导引算法参数可以调节船舶跟踪过程表现,并可以得到较好的控制精度。     

A simulation optimization approach for solving the dual-cycling problem in container terminals

Dual cycling is an operation technique whereby quay cranes perform loading and unloading operations simultaneously in the same ship bay. In this article, a mixed-integer programming model for quay crane dual-cycling scheduling is developed. The model considers the stowage plan of outbound containers and the operation sequence of quay cranes. To solve the model, a heuristic method, called bi-level genetic algorithm, is designed. Meanwhile, a simulation optimization method integrating the intelligent decision mechanism of the optimization algorithm and evaluation function of simulation model is proposed. Numerical experiments indicate that dual cycling can reduce the operation time of quay cranes compared to the method of scheduling loading and unloading separately. Moreover, the model and algorithms developed in this article can tackle quay crane dual-cycling problem efficiently.