本文關(guān)鍵詞：小世界算法的改進(jìn)及其在飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 小世界算法 優(yōu)化性能 自動(dòng)飛行控制系統(tǒng) 仿真優(yōu)化 視景仿真

【摘要】：小世界算法是繼小世界網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)管理、網(wǎng)絡(luò)信息、生物領(lǐng)域等眾多領(lǐng)域之后的又一嶄新應(yīng)用領(lǐng)域。小世界算法效仿小世界網(wǎng)絡(luò)中信息高效傳遞的方式,因其具有簡(jiǎn)單的搜索算子構(gòu)造、良好的全局搜索能力等特點(diǎn),受到了眾多優(yōu)化算法研究者廣泛關(guān)注。本文針對(duì)基本型小世界算法中,節(jié)點(diǎn)之間信息相互孤立、局部短連接搜索效率低等不足,對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn),并將改進(jìn)后的小世界算法應(yīng)用于飛機(jī)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。論文主要開(kāi)展了如下幾方面的工作:1.對(duì)小世界網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造和特性進(jìn)行了較為全面的闡述。對(duì)基本型小世界算法的原理、步驟和不足進(jìn)行了詳細(xì)的論述,對(duì)后文的對(duì)其改進(jìn)研究奠定基礎(chǔ)。2.針對(duì)基本型小世界算法的節(jié)點(diǎn)之間信息相互孤立、局部短連接搜索算子效率低等問(wèn)題,使用線性變化的局部短連接搜索的概率和節(jié)點(diǎn)鄰域大小,同時(shí)使用新型短連接搜索策略和精英選擇的策略,而提出了均衡型小世界算法。測(cè)試表明,均衡型小世界算法的綜合優(yōu)化性能優(yōu)于基本型小世界算法,而劣于基本型遺傳算法。將均衡型小世界算法與傳統(tǒng)的非線性規(guī)劃算法相雜交,提出雜交型小世界算法。測(cè)試表明,雜交型小世界算法的綜合優(yōu)化性能優(yōu)于或遠(yuǎn)優(yōu)于基本型小世界算法、均衡型小世界算法和基本型遺傳算法。3.對(duì)約束條件采用懲罰函數(shù)的方式,使均衡型小世界算法和雜交型小世界算法能夠處理有約束的優(yōu)化問(wèn)題。測(cè)試表明,均衡型小世界算法處理約束問(wèn)題的綜合優(yōu)化性能優(yōu)于基本型小世界算法,而劣于基本型遺傳算法;雜交型小世界算法處理有約束問(wèn)題的綜合優(yōu)化性能優(yōu)于或遠(yuǎn)優(yōu)于基本型小世界算法、均衡型小世界算法和基本型遺傳算法。4.將基本型小世界算法、均衡型小世界算法、雜交型小世界算法和基本型遺傳算法應(yīng)用于飛機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中。試驗(yàn)表明,4種優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)效果明顯優(yōu)于根軌跡法;均衡型小世界優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)效果優(yōu)于基本型小世界算法,而劣于基本型遺傳算法;雜交型小世界算法的設(shè)計(jì)效果都優(yōu)于基本型小世界算法、均衡型小世界算法和基本型遺傳算法。5.通過(guò)UDP通信接口,將MATLAB軟件中的Simulink模塊和FlightGear飛行模擬器聯(lián)合起來(lái),對(duì)采用雜交型小世界算法設(shè)計(jì)的自動(dòng)飛行進(jìn)行了視景仿真,生動(dòng)形象地展示自動(dòng)飛行過(guò)程。
【關(guān)鍵詞】：小世界算法 優(yōu)化性能 自動(dòng)飛行控制系統(tǒng) 仿真優(yōu)化 視景仿真
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V249.1;TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9-11
• 1.1.1 對(duì)最優(yōu)化算法的需求9
• 1.1.2 已有的最優(yōu)化算法9-10
• 1.1.3 研究小世界算法的意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 小世界網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 對(duì)小世界算法的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容的思路15-17
• 第2章 基本型小世界算法17-27
• 2.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論17-19
• 2.1.1 對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展過(guò)程17-18
• 2.1.2 描述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的重要參數(shù)18-19
• 2.2 小世界網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造過(guò)程及其特性19-21
• 2.3 基本型小世界算法的原理21-23
• 2.4 基本型小世界算法的流程23-24
• 2.5 基本型小世界算法的優(yōu)缺點(diǎn)及分析24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-27
• 第3章 均衡型小世界算法和雜交型小世界算法27-49
• 3.1 均衡型小世界算法27-31
• 3.1.1 均衡型優(yōu)化策略27-29
• 3.1.2 B-SWA的步驟29-31
• 3.2 B-SWA的優(yōu)化性能測(cè)試31-39
• 3.2.1 描述算法優(yōu)化性能的指標(biāo)31-32
• 3.2.2 測(cè)試函數(shù)32
• 3.2.3 算法的控制參數(shù)設(shè)置32-33
• 3.2.4 B-SWA的優(yōu)化性能測(cè)試結(jié)果33-38
• 3.2.5 B-SWA的優(yōu)化性能的結(jié)論38-39
• 3.3 雜交型小世界算法39-40
• 3.3.1 雜交型優(yōu)化策略39
• 3.3.2 H-SWA的步驟39-40
• 3.4 H-SWA的優(yōu)化性能測(cè)試40-46
• 3.4.1 算法的控制參數(shù)設(shè)置40-42
• 3.4.2 H-SWA的優(yōu)化性能的測(cè)試結(jié)果42-46
• 3.4.3 H-SWA的優(yōu)化性能的結(jié)論46
• 3.5 本章小結(jié)46-49
• 第4章 有約束的均衡型小世界算法和雜交型小世界算法49-61
• 4.1 有約束優(yōu)化問(wèn)題的定義49-50
• 4.2 對(duì)有約束條件的處理方法50
• 4.3 懲罰函數(shù)法50-51
• 4.4 B-SWA和H-SWA對(duì)有約束問(wèn)題的優(yōu)化性能測(cè)試51-59
• 4.4.1 有約束的測(cè)試函數(shù)51-53
• 4.4.2 算法的控制參數(shù)設(shè)置53-55
• 4.4.3 B-SWA和H-SWA處理有約束問(wèn)題的優(yōu)化性能結(jié)果55-58
• 4.4.4 B-SWA和H-SWA對(duì)約束問(wèn)題的優(yōu)化性能的結(jié)論58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 飛機(jī)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)61-79
• 5.1 飛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式61-62
• 5.2 自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法62-63
• 5.3 最優(yōu)PID控制器的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)方法63-66
• 5.3.1 PID控制器與最優(yōu)控制理論63-64
• 5.3.2 仿真優(yōu)化技術(shù)64-65
• 5.3.3 最優(yōu)PID控制的設(shè)計(jì)步驟65-66
• 5.4 飛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例66-77
• 5.4.1 飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)模型66
• 5.4.2 俯仰角控制系統(tǒng)/自動(dòng)油門(mén)控制系統(tǒng)的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)66-72
• 5.4.3 垂直速度控制系統(tǒng)的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)72-74
• 5.4.4 高度控制系統(tǒng)的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)74-77
• 5.5 對(duì)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)最優(yōu)PID控制器設(shè)計(jì)的結(jié)論77
• 5.6 本章小結(jié)77-79
• 第6章 利用FlightGear實(shí)現(xiàn)自動(dòng)飛行的視景仿真79-85
• 6.1 FlightGear飛行模擬器的簡(jiǎn)介79-80
• 6.2 聯(lián)合MATLAB/Simulink與Flight Gear的通信接.模塊80-81
• 6.3 聯(lián)合MATLAB/Simulink與Flight Gear進(jìn)行仿真的步驟81
• 6.4 飛機(jī)自動(dòng)飛行的視景仿真實(shí)例81-84
• 6.5 本章小結(jié)84-85
• 第7章 總結(jié)與展望85-89
• 7.1 本論文的主要工作85-86
• 7.2 未來(lái)研究展望86-89
• 參考文獻(xiàn)89-95
• 論文的發(fā)表及科研情況95-97
• 參加科研項(xiàng)目95
• 發(fā)表論文95-97
• 致謝97-99

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：925693