啟發(fā)式算法與飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化設計

第 １ 章 緒論 …………………………………………………………………………… （ １ ） １? １ 現(xiàn)代飛行控制系統(tǒng)的特點 …………………………………………………… （ １ ） １? １? １ 現(xiàn)代飛行控制系統(tǒng)的特點 ……………………………………………………… （ １ ） １? １? ２ 現(xiàn)代飛行控制系統(tǒng)設計的難點 ………………………………………………… （ ３ ） １? ２ 啟發(fā)式算法綜述 ………………………………………………………………… （ ４ ） １? ２? １ 遺傳算法綜述 ………………………………………………………………… （ ５ ） １? ２? ２ 進化策略綜述 ………………………………………………………………… （ １２ ） １? ２? ３ 多目 標進化算法綜述 …………………………………………………………… （ １３ ） １? ３ 基于啟發(fā)式算法的飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化綜述 …………………………………… （ １６ ） １? ３? １ 基于啟 發(fā)式算法的飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化綜述 ……………………………………… （ １７ ） １? ３? ２ 多目 標參數(shù)綜合方法簡介 ……………………………………………………… （ １８ ） １? ３? ３ ＣＯＮＤＵＩＴ 簡介 ………………………………………………………………… （ ２０ ） １? ４ 本書的研究內(nèi)容 ………………………………………………………………… （ ２１ ） １? ５ 本章小結 ………………………………………………………………………… （ ２３ ） 第 ２ 章 飛機飛行品質(zhì)常用評價 ……………………………………………………… （ ２４ ） ２? １ 飛機飛行品質(zhì)規(guī)范的基本體制 ………………………………………………… （ ２４ ） ２? １? １ 飛機的分類 …………………………………………………………………… （ ２４ ） ２? １? ２ 飛行任務階段的種類 …………………………………………………………… （ ２５ ） ２? １? ３ 飛行品質(zhì)的等級 ……………………………………………………………… （ ２６ ） ２? ２ 飛機飛行品質(zhì)的常用評價準則 ………………………………………………… （ ２８ ） ２? ２? １ 等效系統(tǒng)的概念、 原理和方法 ………………………………………………… （ ２８ ） ２? ２? ２ 飛機法向 （ 飛行軌跡） 軸的要求 ……………………………………………… （ ２９ ） ２? ２? ３ 飛機縱向速度軸的要求 ………………………………………………………… （ ３０ ） ２? ２? ４ 飛機俯仰軸的飛行品質(zhì)評價準則 ……………………………………………… （ ３１ ） ２? ２? ５ 飛機滾轉軸的飛行品質(zhì)評價準則 ……………………………………………… （ ４１ ） ２? ２? ６ 飛機航向軸的飛行品質(zhì)評價準則 ……………………………………………… （ ４３ ） ２? ３ 飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化策略和參考模型選擇 ……………………………………… （ ４５ ） ２? ３? １ 基于參考模型的飛行控制系統(tǒng)進化算法優(yōu)化策略 ……………………………… （ ４５ ） ２? ３? ２ 參考模型的選擇原則 …………………………………………………………… （ ４７ ） ２? ４ 多目 標進化算法在飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化中應用時的問題 ……………………… （ ５２ ） ２? ４? １ 大包線范圍內(nèi)飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化設計點的選擇 ………………………………… （ ５２ ） ２? ４? ２ 使用多目 標進化算法對飛行控制系統(tǒng)進行優(yōu)化時偏好信息的處理 ……………… （ ５２ ）２? ５ 基于動壓的參數(shù)范圍快速界定和調(diào)參方法 …………………………………… （ ５３ ） ２? ６ 本章小結 ………………………………………………………………………… （ ５４ ） 第 ３ 章 基于直接搜索的遺傳算法 …………………………………………………… （ ５５ ） ３? １ 遺傳算法概述 …………………………………………………………………… （ ５５ ） ３? １? １ 遺傳算法的基本概念和原理 …………………………………………………… （ ５５ ） ３? １? ２ 適應度函數(shù)的選擇及其尺度變換 ……………………………………………… （ ５７ ） ３? １? ３ 遺傳操作的具體方法 …………………………………………………………… （ ５９ ） ３? １? ４ 小生境技術 …………………………………………………………………… （ ６１ ） ３? ２ 基于模式搜索法的遺傳算法 …………………………………………………… （ ６２ ） ３? ２? １ 模式搜索法簡介 ……………………………………………………………… （ ６３ ） ３? ２? ２ 基于模式搜索法的遺傳算法 …………………………………………………… （ ６３ ） ３? ２? ３ 基于模式搜索法的遺傳算法數(shù)字仿真結果 ……………………………………… （ ６６ ） ３? ３ 基于旋轉方向法的遺傳算法 …………………………………………………… （ ６９ ） ３? ３? １ 旋轉方向法簡介 ……………………………………………………………… （ ６９ ） ３? ３? ２ 基于旋轉方向法的遺傳算法 …………………………………………………… （ ７０ ） ３? ３? ３ 基于旋轉方向法的遺傳算法數(shù)字仿真結果 ……………………………………… （ ７２ ） ３? ３? ４ 在飛行控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化中的應用示例 ………………………………………… （ ７５ ） ３? ４ 基于單純形法的遺傳算法 ……………………………………………………… （ ７７ ） ３? ４? １ 單純形法簡介 ………………………………………………………………… （ ７７ ） ３? ４? ２ 基于單純形的遺傳算法 ………………………………………………………… （ ７８ ） ３? ４? ３ 基于單純形的遺傳算法數(shù)字仿真結果…………………………………………… （ ８０ ） ３? ５ ３ 種基于直接搜索的遺傳算法的對比 ………………………………………… （ ８３ ） ３? ５? １ ３ 種基于直接搜索的遺傳算法搜索速度的對比 ………………………………… （ ８３ ） ３? ５? ２ ３ 種基于直接搜索的遺傳算法搜索精度的對比 ………………………………… （ ８３ ） ３? ６ 遺傳算法在無人機路徑規(guī)劃中的應用 ………………………………………… （ ８４ ） ３? ６? １ 協(xié)同逆推優(yōu)化控制問題 ………………………………………………………… （ ８４ ） ３? ６? ２ 協(xié)同逆推優(yōu)化控制求解 ………………………………………………………… （ ８７ ） ３? ６? ３ 仿真 …………………………………………………………………………… （ ８８ ） 第 ４ 章 基于正交設計和均勻設計的進化算法 ……………………………………… （ ９０ ） ４? １ 基于正交設計的進化算法 ……………………………………………………… （ ９０ ） ４? １? １ 正交設計 ……………………………………………………………………… （ ９０ ） ４? １? ２ 基于正交設計的進化算法 ……………………………………………………… （ ９３ ） ４? １? ３ 仿真驗證 ……………………………………………………………………… （ ９４ ） ４? ２ 基于均勻設計的進化算法 ……………………………………………………… （ ９６ ） ４? ２? １ 均勻設計簡介 ………………………………………………………………… （ ９６ ） ４? ２? ２ 基于均勻設計的進化算法 ……………………………………………………… （ ９８ ） ４? ２? ３ 仿真驗證 ……………………………………………………………………… （ ９８ ）４? ３ 基于正交設計的進化算法和基于均勻設計的進化算法對比分析及改進 …… （ １０１ ） ４? ３? １ 基于正交設計的進化算法和基于均勻設計的進化算法的對比分析 ……………… （ １０１ ） ４? ３? ２ 基于小生境的改進正交設計進化算法…………………………………………… （ １０２） ４? ３? ３ 仿真驗證 ……………………………………………………………………… （ １０３） ４? ４ 基于正交設計的小生境遺傳算法在飛機飛行控制系統(tǒng)中的應用 …………… （ １０４） 第 ５ 章 基于反饋機制和混沌變異的改進進化 ……………………………………… （ １０８） ５? １ 基于反饋機制的改進進化策略 ………………………………………………… （ １０８） ５? １? １ （ μ， λ） － ＥＳ 基本步驟 ………………………………………………………… （ １０８） ５? １? ２ 基于反饋機制的進化策略 ……………………………………………………… （ １０９） ５? １? ３ 基于反饋和共享機制的進化策略步驟…………………………………………… （ １１１ ） ５? １? ４ 數(shù)字仿真驗證 ………………………………………………………………… （ １１１ ） ５? ２ 基于反饋機制和混沌變異的進化策略 ………………………………………… （ １１４） ５? ２? １ 混沌及其運動特性簡介 ………………………………………………………… （ １１４） ５? ２? ２ 基于反饋機制和混沌變異的進化策略…………………………………………… （ １１６） ５? ２? ３ 數(shù)字仿真驗證 ………………………………………………………………… （ １１７） ５? ３ 基于反饋機制和混沌變異的進化策略在飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化中的應用 ……… （ １１９） 第 ６ 章 基于 Ｐａｒｅｔｏ 方法的多目 標 …………………………………………………… （ １２５） ６? １ 多目 標優(yōu)化的基本概念 ………………………………………………………… （ １２５） ６? １? １ 多目 標優(yōu)化的基本概念 ………………………………………………………… （ １２５） ６? １? ２ 多目 標進化算法的設計要求 …………………………………………………… （ １２６） ６? １? ３ 多目 標進化算法性能指標 ……………………………………………………… （ １２７） ６? １? ４ 多目 標進化算法的標準測試函數(shù) ……………………………………………… （ １２９） ６? ２ 非劣分類遺傳算法及其改進 …………………………………………………… （ １３１ ） ６? ２? １ ＮＳＧＡ － Ⅱ 算法 ………………………………………………………………… （ １３１ ） ６? ２? ２ ＮＳＧＡ － Ⅱ 的缺點及改進思路 …………………………………………………… （ １３３） ６? ２? ３ ＮＳＧＡ － Ⅱ 中自 適應 ＳＢＸ 算子及其性能分析 …………………………………… （ １３３） ６? ２? ４ Ｔｅｎｔ 映射性能分析及其改進 …………………………………………………… （ １３５） ６? ２? ５ ＡＣＨＮＳＧＡ － Ⅱ 算法 …………………………………………………………… （ １３９） ６? ３ 一種改進的非劣分類差分進化算法 （ ＩＮＳＤＥ） ……………………………… （ １４９） ６? ３? １ 差分進化算法基本原理 ………………………………………………………… （ １５０） ６? ３? ２ ＩＮＳＤＥ ………………………………………………………………………… （ １５３） ６? ３? ３ 數(shù)值仿真驗證 ………………………………………………………………… （ １５６） ６? ４ 強度 Ｐａｒｅｔｏ 進化算法 （ ＳＰＥＡ２） 及其改進 …………………………………… （ １５８） ６? ４? １ ＳＰＥＡ２ 算法 …………………………………………………………………… （ １５９） ６? ４? ２ ＳＰＥＡ２ 算法的缺點分析及其改進 ……………………………………………… （ １６０） ６? ４? ３ 仿真驗證 ……………………………………………………………………… （ １６２） ６? ５ 強度 Ｐａｒｅｔｏ 混沌差分進化算法 （ ＳＰＣＤＥ） …………………………………… （ １６４） ６５１ ＳＰＣＤＥ 算法的主要思想 ………………………………………………………… （ １６４）６５２ ＳＰＣＤＥ 算法的主要操作及步驟 ………………………………………………… （ １６４）６５３ 數(shù)值試驗與分析 ……………………………………………………………… （ １６６）第 ７ 章 粒子群算法及其在飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化中的應用 …………………………… （ １６９）７１ 粒子群算法的基本理論 ………………………………………………………… （ １６９）７２ 基于粒子群算法的飛機魯棒控制律設計 ……………………………………… （ １７０）７２１ 問題提出的背景 ……………………………………………………………… （ １７０）７２２ μ 綜合理論概述………………………………………………………………… （ １７１ ）７２３ 存在彈性模態(tài)的飛機方程 ……………………………………………………… （ １７１ ）７２４ 使用粒子群算法優(yōu)化加權函數(shù) ………………………………………………… （ １７３）７２５ 仿真 …………………………………………………………………………… （ １７４）７２６ 控制器降階 …………………………………………………………………… （ １７５）７３ 多目 標粒子群優(yōu)化算法及其改進 ……………………………………………… （ １７７）７３１ 基本多目 標粒子群優(yōu)化算法 …………………………………………………… （ １７８）７３２ 自 適應混合多目 標粒子群優(yōu)化算法 …………………………………………… （ １７８）７３３ 性能驗證 ……………………………………………………………………… （ １８４）第 ８ 章 飛行控制設計多目 標優(yōu)化研究 ……………………………………………… （ １８９）８１ 多目 標飛機低階等效系統(tǒng)擬配 ………………………………………………… （ １８９）８１１ 目 標函數(shù)的選擇 ……………………………………………………………… （ １９０）８１２ 改進的精英保留策略 …………………………………………………………… （ １９１ ）８１３ 算法步驟 ……………………………………………………………………… （ １９２）８１４ 仿真算例 ……………………………………………………………………… （ １９２）８１５ 仿真結果分析 ………………………………………………………………… （ １９５）８２ 基于人機閉環(huán)參考模型的飛行控制多目 標優(yōu)化設計 ………………………… （ １９５）８２１ 基于參考模型的飛行控制設計優(yōu)化策略 ………………………………………… （ １９６）８２２ 基于人機閉環(huán) ＴＤＮＳ 準則和 ＣＡＰ 準則的參考模型選擇 ………………………… （ １９９）８２３ 基于人機閉環(huán)的飛行控制系統(tǒng)多目 標優(yōu)化 ……………………………………… （ ２０８）８２４ ＰＩＯ 易感性分析………………………………………………………………… （ ２１２）８２５ 仿真結果分析 ………………………………………………………………… （ ２１２）８３ ＬＱＧ／ＬＴＲ 縱向飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化設計 ……………………………………… （ ２１２）８３１ ＬＱＧ／ＬＴＲ 設計的基本原理……………………………………………………… （ ２１３）８３２ 基于參考模型的 ＬＱＧ／ＬＴＲ 飛行控制系統(tǒng)優(yōu)化設計方法 ………………………… （ ２１５）８３３ 基于參考模型的 ＬＱＧ／ＬＴＲ 設計方法仿真算例第 ９ 章 基于進化算法的飛機多 ……………………………………………………… （ ２４４）９１ 控制分配問題的基本內(nèi)容 ……………………………………………………… （ ２４４）９１１ 控制分配問題的數(shù)學描述 ……………………………………………………… （ ２４４）９１２ 線性系統(tǒng)的分配描述 …………………………………………………………… （ ２４６）９１３ 非線性系統(tǒng)的分配描述 ………………………………………………………… （ ２４６）９１４ 執(zhí)行器動態(tài)特性對控制分配的影響 …………………………………………… （ ２４８）９２ 廣義逆分配法 …………………………………………………………………… （ ２４８）９２１ 偽逆法與加權偽逆法 …………………………………………………………… （ ２５０）９２２ 廣義逆分配法的分配效率 ……………………………………………………… （ ２５０）９２３ 仿真算例 ……………………………………………………………………… （ ２５２）９３ 基于小生境遺傳算法的偽逆分配法設計 ……………………………………… （ ２５４）９３１ 問題的描述 …………………………………………………………………… （ ２５４）９３２ 基于小生境遺傳算法的廣義逆陣優(yōu)化…………………………………………… （ ２５５）９３３ 仿真算例 ……………………………………………………………………… （ ２５６）９４ 基于小生境遺傳算法的加權偽逆法優(yōu)化設計 ………………………………… （ ２５８）９４１ 基于小生境遺傳算法的加權偽逆法優(yōu)化 ………………………………………… （ ２５８）９４２ 仿真算例 ……………………………………………………………………… （ ２５９）９５ 基于遺傳算法的控制分配系統(tǒng)設計 …………………………………………… （ ２６０）９５１ ＬＱＲ － 加權偽逆法控制分配系統(tǒng)設計 …………………………………………… （ ２６１ ）９５２ 仿真驗證 ……………………………………………………………………… （ ２６３）第 １０ 章 蟻群算法及其在無人機 ……………………………………………………… （ ２６５）１０１ 蟻群算法簡介 ………………………………………………………………… （ ２６５）１０１１ 蟻群算法中的基本概念 ……………………………………………………… （ ２６５）１０１２ 蟻群算法中的基本流程 ……………………………………………………… （ ２６７）１０１３ 蟻群算法中的常見衍生算法 …………………………………………………… （ ２６７）１０２ 基于蟻群算法的路徑規(guī)劃 …………………………………………………… （ ２７０）１０２１ 引入啟 發(fā)式搜索方向的蟻群算法 ……………………………………………… （ ２７０）１０２２ 引入搜索代價的蟻群算法 …………………………………………………… （ ２７１ ）１０２３ 改善信息素播撒規(guī)則 ………………………………………………………… （ ２７１ ）１０２４ 改進的算法流程 ……………………………………………………………… （ ２７２）１０３ 基于改進蟻群算法的路徑規(guī)劃 ……………………………………………… （ ２７２）１０３１ 柵格 Ｖ 圖方法 ………………………………………………………………… （ ２７２）１０３２ 概率地圖方法 …………………………………………………………………１０５ 基于蟻群算法的多機任務分配技術 ………………………………………… （ ２８１ ）１０５１ 任務分配評價函數(shù) …………………………………………………………… （ ２８２）１０５２ 基于蟻群算法的多機任務分配算法 …………………………………………… （ ２８２）１０５３ 仿真算法……………………………………………………………………… （ ２８３）１０６ 本章小結 ……………………………………………………………………… （ ２８５）第 １１ 章 總結…………………………………………………………………………… （ ２８６）１１１ 本書工作總結 ………………………………………………………………… （ ２８６）１１２ 需要進一步研究的問題和啟發(fā)式算法在飛行控制系統(tǒng)中應用的展望 …… （ ２８８）附錄 Ａｄｍｉｒｅ 飛機結構布局、 結構參數(shù)、 操縱面約束 ……………………………… （ ２８９）