混合无等待流水线干扰管理调度方法研究

针对带分批约束的混合无等待流水加工环境中干扰事件的出现导致初始调度计划发生偏离的问题,研究如何运用干扰管理理论来应对工件变更扰动情况,建立了兼顾最小化工件完工时间加权和指标(初始调度目标)和最小化工件完工滞后时间加权和指标(偏离校正目标)的干扰管理调度模型,提出了双层微粒群优化策略与随机多邻域搜索机制相结合的混合求解算法。数值算例仿真实验结果表明,包含“插入-交换”大概率邻域搜索算子的混合微粒群优化算法求解本文所构建的干扰管理调度模型是有效的。     

求解欠定线性方程组稀疏解的算法

针对欠定线性方程组稀疏解的求解问题,文中提出两个改进的迭代重加权最小范数解算法(IRMNS)及一个光滑的0函数算法.其中,第一个算法基于 q(q∈(0,1])范数提出的,当q较小的时候,算法可以增强恢复稀疏解的能力;第二个算法是直接由0范数最小化问题提出的,它可以看做是第一个算法在q =0时的拓展;第三个算法是通过用一个光滑函数来近似0范数从而将原问题进行转化求解的.数值例子表明这三种算法都是快速有效的.     

最小化最大加权完工时间重新排序研究

重新排序模型可以描述如下:一组原始工件已经按照某个准则做好最优加工(排序)方案,但是还没有开始加工.此时,另一组新工件突然到达,需要与原始工件一起加工.生产部门需要调整已有的加工方案,使得在原始工件不打乱太多的情形下得到一个合理的排序.本文研究最大加权完工时间的重新排序问题,问题的目标是:1)在原始排序错位限制的条件下最小化最大加权完工时间;2)最小化最大加权完工时间与原始排序的错位的加权和.在本文研究中我们假设所有工件在0时刻到达.文章的主要结果:对于Γ∈{D_(max)(π~*),△_(max)(π~*)},给出了问题1|Γ≤k|max w_jC_j和问题1‖maxw_jC_j+μΓ多项式时间的求解算法;证明了问题1|∑△_j(π~*)≤k|max w_jC_j和问题1‖max w_jC_j+μ∑△_j(π~*)是强NP-困难的.     

六边形Fourier谱方法

首先,建立了晶格Fourier分析的一般理论,并具体研究了六边形区域上周期函数的数值逼近.在此基础上,提出了六边形区域上的椭圆型偏微分方程的周期问题求解的六边形Fourier谱方法,设计了相应谱格式快速实现算法,建立了Fourier谱方法的稳定性与收敛性理论.同方形区域上的经典Fourier谱方法一样,六边形Fourier谱方法可以充分利用快速Fourier变换,并具备了"无穷阶"的谱收敛速度.     

二维横观各向同性厚板在空间变化热源及体力作用下的动力学响应

研究热源和体力作用下的横观各向同性厚板的二维问题,板的上表面无应力作用,但有规定的表面温度作用;板的下表面置于刚性基础之上,并处于绝热状态.采用Green和Naghdi提出的广义热弹性理论,通过Laplace和Fourier双重变换,在Laplace-Fourier变换域中,得到位移和温度场的控制方程.数值求解双重变换的逆变换,采用一个基于Fourier级数展开的方法,数值地求解Laplace变换的逆变换.对材料镁(Mg)进行数值计算,并用图形表示其结果.推演出各向同性材料铜(Cu)的数值结果,并用图形与横观各向同性材料镁进行比较.同时研究了体力的影响.     

优化MGM(1,n)模型及其应用研究

从最小二乘估计的适用条件出发,在建立MGM(1,n)模型前,先采用BoxCox变换对原始数据进行变换,以解决或缓解误差项的正态性偏离问题.首先,以模型拟合平均误差最小化为目标,建立非线性优化模型,在参数的置信区间内,应用PSO(Particle Swarm Optimization)算法求最优解.然后,应用求解得到的参数,建立优化MGM(1,n)模型.在实例分析中,将优化MGM(1,n)模型应用于深基坑围护结构变形预测,实验结果表明通过对原始数据做合适的Box-Cox变换,能够有效提高模型的拟合及预测精度,拓广多变量灰色预测模型的适用范围.     

顶点加权最大团问题的加权分治算法

分支降阶被广泛用来求解NP-Hard问题,该技术的核心思想是将原问题分解成若干个子问题并递归求解这些子问题,但是用来分析算法时间复杂度的常规分析技术不够精确,无法得到较好的时间复杂度.本文设计了一个基于分支降阶的递归算法求解加权最大团问题,对于提出的精确算法,首先运用常规技术对该算法进行时间复杂度分析,得出其时间复杂度为O(1.4656~np(n)),其中n代表图中结点总个数,p(n)代表n的多项式函数;然后运用加权分治技术对原算法进行时间复杂度分析,将该算法的时间复杂性由原来的O(1.4656~np(n))降为O(1.3765~np(n)).研究结果表明运用加权分治技术能够得到较为精确的时间复杂度.     

线弹性结构非平稳随机振动分析的有限元方法

当前结构分析的有效方法是有限单元法,对于结构动力学问题,将变位、应力等物理量通过Fou-rier变换进行谱分解,在谱分解的形式下推求动力刚度矩阵,这样所得的矩阵和有关方程不能用结构的随机振动问题常用的振型分解法求解.本文提出了一个普遍化的求解方法.文中考虑如地震、风震等外载是如下非平稳随机过程:P(t)={P_i(t)},P_i(t)=α_i(t)P_i0(t),α_i(t)是巳知的时间函数,P_i0(t)是平稳随机过程.本文将有限单元法所得的离散化方程进行Fourier变换,利用随机过程谱分解的正交增量性质推导了激励谱和反应谱之间关系的公式.用这些公式可以寻求反应的互功率谱密度矩阵,再根据反应的统计量进行结构的安全度分析.在本文提出的计算方法中,当α_i(t)=1(i=1.,2,…,n)时方法可以简化为求解平稳过程的特殊情况.在实际应用中可以根据地震、风震记录所得的功率谱密度矩阵,按本文方法用计算机对高层、高耸、大跨度等结构问题进行分析,为了说明计算方法的特点,文中首先考虑单自由度情况,其次考虑多自由度情况,列出几个重要统计量的计算公式,并对数值计算方法和安全度分析作了讨论.     

基于分数阶累加的灰色GM(1,1|sin)模型及其应用

本文研究了灰色模型对振荡序列的预测问题.在已有GM(1,1|sin)模型的基础上,利用分数阶算子对原始序列进行累加生成的方法,获得了分数阶累加GM(1,1|sin)模型的表达式;以平均相对误差最小化为目标,利用粒子群算法求解非线性优化问题,获得了模型的最优参数.最后以城市交通流的模拟预测为例,结果表明本文提出的模型比GM(1,1|sin)模型具有更高的模拟精度,推广了GM(1,1|sin)预测模型的结果.     

基于截断加权基追踪模型的迭代支撑探测算法

迭代支撑探测算法是基于截断的基追踪(Basis Pursuit,BP)模型的一种l_1最小化信号重构算法,它可以实现信号的快速重构并且所需要的观测值比经典的L1算法以及迭代加权L1算法更少.本文针对非零元具有快速退化分布性质的稀疏信号,提出了一种改进算法一一基于截断的加权BP模型的迭代支撑探测算法.在迭代的过程中,改进的算法探测原信号支撑集中元素的同时调整重构模型的权值,使得重构模型更有利于实现信号的精确重构.根据所考虑的信号的非零元具有快速退化分布性质这样的先验信息,利用阈值法则探测原信号支撑集中的元素.最后通过Matlab数值实验实现了算法,验证了基于截断的加权BP模型的迭代支撑探测算法比迭代加权L1算法需要的观测值更少,并且比迭代加权L1算法以及传统的迭代支撑探测算法需要更少的重构时间就可以实现信号的精确重构.     

生化系统稳态优化的双层规划模型与求解方法

针对一类生化系统的稳态优化问题,建立了一种具有二层递阶结构的双层规划优化模型,其上层和下层问题的优化目标分别为最大化产物产率(或代谢物浓度)和最小化生化系统的代谢物浓度之和.模型的生物意义是在尽可能小的代谢成本条件下使产物的产率或浓度达到最大.为了有效求解所建立的NP-hard、非凸双层规划问题,在S-系统建模框架下应用等价变换策略提出了一种可求其最优解的优化算法.算法具有操作简便和计算成本低的优点.最后,将所提双层规划模型与求解方法应用于两个生化系统的稳态优化中.结果表明,方法可行且有效.     

考虑多行程与同时取送货的电动车路径问题研究

针对城市物流配送中的电动车辆路径优化问题,考虑电动汽车的充电特性以及车辆多行程和需求点的双向货流,以最小化车辆成本、行驶成本和充电成本为目标,建立考虑多行程与同时取送货的电动车辆路径问题(EVRPMTSPD)模型,并采用列生成算法进行求解.为提高子问题求解速度,提出了基于蚁群算法的启发式寻路算法用以处理较大规模问题,数值实验验证了模型与算法的有效性,表明了考虑多行程和同时取送货能有效降低成本和提高效率.     

基于Hartley变换的三维真振幅偏移算子研究

在实际应用中，以快速Fourier变换为基础的偏移方法，将本来是实数的地震道转化为复数参加运算，导致了计算机内存的增加。本文把只有纯实数运算的Hartley变换引入到基于Fourier变换的偏移算法，再利用三维真振幅偏移单程波方程，结合Fourier变换与Hartley变换的内在关系，经过数学推理，具体导出了裂步Hartley变换真振幅偏移算子。与一般裂步Fourier法相比，裂步Hartley变换真振幅偏移算法既提高了计算效率又对球面扩散问题进行了振幅补偿。     

广义逆滤波

本文提出了广义逆信号的概念,并分析了广义逆和常规(采用Fourier变换和Z变换)逆的关系和不同。给出了广义逆的有关定理,讨论了求解卷积方程时使用广义逆的优越性。     

基于产品平台的多目标供应商预选方法研究

由于供应商选择问题直接影响着企业的最终收益, 所以它对企业来说一直是一个重要的决策问题. 在以往的研究中, 供应商选择仅仅是从产品零部件的角度去考虑而没有从产品的整体出发. 此外, 传统的供应商选择都是发生在产品设计阶段之后的产品生产阶段. 然而, 在产品设计初期考虑供应商选择问题可以有效地避免合适供应商的短缺问题. 提出了一个基于产品平台的多目标供应商预选方法, 并在产品设计初期从产品整体角度建立了一个以最小化产品族外包成本、最小化产品族生产风险以及最小化供应商供应时间为多目标的优化模型, 从而有助于决策者在产品开发的早期对产品整体设计方案进行改善. 此外, 由于产品平台存在部件共享问题, 因此在优化模型中也考虑了部件共享对供应商预选结果的影响. 采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)对优化模型进行求解, 并通过实际案例来说明提出的优化方法以及求解算法的合理性和有效性.     

处理噪声问题的泰勒展开交替最小化算法

为了处理图像、计算机视觉和生物信息等领域中广泛存在的稀疏大噪声和高斯噪声问题,提出了一种利用交替方向最小化思想求解主成分追求松弛模型的泰勒展开交替最小化算法(TEAM).采用推广泰勒展开和收缩算子等技术推导出低秩矩阵和稀疏大噪声矩阵的迭代方向矩阵,加入连续技术提高算法的收敛速率,设计出TEAM算法的求解步骤.实验中,将TEAM算法与该领域的顶级算法作分析对比.结果表明,TEAM算法时间优势明显,误差优势略好.     

集中力作用下多铁性板状复合材料的断裂分析

针对多铁性板状复合材料在外表面任一点处存在集中力的界面裂纹问题,建立断裂力学模型.利用Fourier(傅里叶)积分变换和Green(格林)函数推导出该裂纹模型的Cauchy(柯西)奇异积分方程组;通过Chebyshev(切比雪夫)配点法将该方程组离散为对应的代数方程组,进而数值求解裂纹尖端应力强度因子.通过对数值结果的分析可以得到:在外表面集中力作用下,压电层厚度、裂纹长度以及集中力作用位置是影响裂纹尖端应力强度因子的3个主要因素.分析讨论了在该模型下各项参数对应力强度因子的影响规律,可以在工程应用中为此类复合材料的防断裂优化设计提供一定的理论参考.     

一种七自由度冗余机械臂的逆运动学优化算法

在建立一种常见的七自由度冗余机械臂D-H模型的基础上,结合固定关节角法和加权最小范数法,提出了一种基于二次计算的逆运动学优化算法.基于加权最小范数法具有回避关节极限以得到优化解的优势,该算法一方面在牺牲一定时间复杂度的条件下进一步提高了逆运动学求解的精度,另一方面基于迭代算法解决了雅克比伪逆不存在时加权最小范数法无法求解的问题.通过仿真结果可以看出,基于加权最小范数法的二次计算法在对期望轨迹的跟踪精度上有了很大提高,并能够较好地解决雅克比伪逆不存在时的求解问题.     

航线联盟下航空货运网络枢纽点选址问题研究

本文研究航空联盟下航空货运网络的枢纽点选址问题(HLP),基于枢纽点的数量及位置随机与容量的限制。首先引入航线联盟选择概率函数,确定不同航段上的航线自营运输或外包运输的概率;其次根据选址中心法则,以网络总成本最小化为目标,建立枢纽点选址模型;再次采用改进的免疫混沌遗传算法求解模型;最后,以顺丰航空公司案例进行实例分析。结果表明:1)本文改进的算法较免疫混沌遗传算法并与免疫遗传算法及CPLEX结果对比,发现本文设计的算法有较强的收敛性和计算速度,且计算结果与CPLEX求解器求解结果相差不大;2)枢纽点数量不确定时,枢纽点的位置多集中在东部城市;3)航空公司选择联盟环境可以大大降低运营成本,航空公司为提高自身利润,应考虑加入联盟,从而降低自身成本。     

关于极大的大筛法不等式

本文指出,极大的大筛法不等式可以被一个简单的加权 Fourier 变换不等式推出。