基于多维区间T-S 模糊模型的多维运动模式预测

与传统的在欧氏空间建立系统动力学模型不同, 基于运动模式的建模是在模式运动空间中刻画系统的动力学特性. 首先, 提出一种基于粒子群优化和四叉树空间划分的多维模式运动空间的构建方法, 为了定量描述多维模式的运动, 采用多维区间数度量多维模式类别变量; 然后, 定义一种多维区间T-S 模糊模型, 并以此构建多维运动模式的预测模型; 最后, 以烧结生产过程的实际数据为例, 验证了所提出预测模型的有效性.

     

基于区间数度量的运动模式建模与控制

针对一类复杂的生产过程,本文作者在前期研究成果中,提出了基于运动模式的建模方法与控制方法的思想.针对该方法中模式类别变量的度量问题,本文提出采用区间数来度量模式类别变量,进而提出了一种基于区间数度量的运动模式建模与控制方法.首先,采用K均值聚类算法对收集的足够长时间内的工况数据进行聚类,得到C个模式类别,进而构成模式刻度"空间".为了描述模式的运动,本文提出了带输入的区间自回归模型(IARX).在此基础上,采用IARX模型建立模式类别变量的控制模型并给出了相应的控制算法.最后,以烧结生产过程为例验证了本文所提建模与控制方法的有效性.     

基于模式运动的一类复杂生产过程的状态反馈渐近稳定性

针对基于模式运动描述的一类复杂生产过程的稳定性,给出了系统稳定的定义,提出了分析与判断系统渐近稳定的方法和充分条件.首先,介绍了基于模式运动的控制系统动力学描述方法.针对描述方法中的强非线性的分类、度量映射难以采用可运算函数描述的问题,推导并建立了相应的控制系统非线性状态空间模型.然后,利用李雅普诺夫稳定性理论研究了在状态反馈控制下时间离散、状态离散的非线性系统渐近稳定的充分条件,建立了系统输出的类别划分、状态空间模型的线性部分系统矩阵与系统渐近稳定的关系.最后,采用烧结机实际生产数据与非线性数值算例对该方法进行了仿真实验,结果验证了所提条件的有效性.     

基于区间数的黄金湿法冶炼过程建模与优化研究

针对黄金湿法冶炼生产过程中某些关键变量不能准确在线测量，导致局部工序无法定量建模、难以基于定量模型实现过程优化控制的问题，提出一种基于区间数的过程分层优化方法.在对黄金湿法冶炼生产过程特点进行分析的基础上，提出了基于区间数的过程分层优化框架.基于专家知识和现场操作人员经验等信息，建立了调浆过程的模糊定性模型.结合氰化浸出和置换等工序的定量模型及调浆过程的定性模型，建立了以综合经济效益最大为优化目标的黄金湿法冶炼生产过程优化模型.针对模糊定性模型的每一输出模态，利用区间数代替无法检测关键变量，提出了基于区间优化和分层优化思想相结合的优化方法，实现了黄金湿法冶炼过程的优化.与传统全流程优化方法的仿真对比实验表明，所提方法在具有不确定性的流程工业生产过程优化中具有一定的应用价值.     

区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制

本文在Type-1 T-S间接自适应模糊控制器的基础上,利用Type-2模糊系统理论,提出了区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制器的设计方法.由于该系统的规则前件是区间Type-2模糊集合,后件为精确数,使构造的控制方法既具备Type-2模糊集处理诸多不确定性的特点,能够减少由于规则不确定对系统的影响,同时又具有T-S模糊模型后件为各输入变量的线性组合的特点,可以提高系统的建模精度,减少系统的规则数等优点.本文利用Lyapunov合成方法,研究了在所有变量一致有界的意义下,闭环系统的全局稳定性,分析了区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制系统的收敛性,并给出了系统参数的自适应律.通过倒立摆跟踪模型进行仿真,验证其有效性和优越性.     

基于期望值-混合熵的区间概率模糊随机多准则决策方法

定义了区间概率模糊随机变量及其期望值和混合熵.针对准则权重确知并且准则值为区间概率模糊随机变量的多准则决策问题,提出一种基于期望值-混合熵的决策方法.该方法首先给出了区间概率模糊随机变量的期望值-混合熵度量;然后基于此度量建立优化模型,通过计算得到各方案的期望值-混合熵区间;再采用可能度的方法得到方案集的排序.最后通过实例说明了该方法的有效性和可行性.     

模糊预测控制炉窑温度系统中应用

针对炉窑温度系统的大时滞、多扰动和非线性的特点,将T-S模糊状态空间模型作为预测控制的预测模型,并将T-S模糊表示的非线性系统转化为线性时变系统,给出了基于状态空间的多变量复杂系统的T-S模糊模型表达形式,设计出预测时域内多模型的非线性模糊预测控制器。根据实际控制中对控制量和输出的约束,将控制器输出求解转化为二次规划问题。     

基于T-S模型和PQGA的油田指标预测方法

针对油田开发指标预测问题,提出一种T-S模型建模方法.该方法采用量子遗传算法优化T-S参数.首先根据预测指标及影响因素建立模糊规则库,然后根据模糊规则库建立T-S预测模型,采用改进的量子遗传算法优化T-S参数.以油田开发指标中含水率预测为例,结果表明该方法是有效可行的.     

基于T-S模糊模型的状态反馈预测控制

将T-S模糊模型和状态反馈预测控制相结合,提出了一种基于T-S模糊模型的预测控制算法.该算法把T-S模糊模型作为预测模型得到状态和输出的预估值,并利用可测的过程变量对输出预估值进行反馈修正,然后利用最优控制理论,由修正后的预估值和给定值计算出控制整个系统的控制律.本文还对串级CSTR控制系统的不同的初态、设定值及干扰情况下进行了仿真,仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.     

一种简化的区间二型模糊系统辨识方法

KM降阶算法是目前区间二型模糊集合常用的降阶算法,针对其效率低、难以用于实时辨识与控制的缺点,提出了一种简化的区间二型模糊系统辨识方法。该方法采用二型T-S模糊模型,前件参数为区间二型模糊集合,后件参数为普通T-S模糊模型形式。二型T-S模糊模型的解模糊化采用简化的降阶算法,提高了模型的辨识效率,可用于实时辨识与控制。仿真实例表明,所提算法在不降低辨识精度的情况下能够有效提高辨识效率。     

基于近似熵测度的变权组合预测方法

提出一种基于近似熵测度的变权组合预测方法.首先,不同于传统的预测效果评价准则,从衡量样本序列复杂性的角度出发,以预测值误差序列的近似熵测度为评价效果准则,建立变权组合预测优化模型;然后,在变权组合预测权值分配问题上,为克服常规的均值估计法和回归分析法的不足,采用在线最小二乘支持向量机(LS-SVM)回归法,实现预测点加权系数的准确预测;最后,通过实例表明了该方法的可行性和有效性.     

白化权函数已知的区间灰数预测模型

针对传统灰色预测模型无法进行灰数序列预测的缺陷,在白化权函数已知的情况下,通过计算中间层、起(止)点过渡层的面积以及中间层中位线中点的坐标,将区间灰数序列中所蕴含的信息完整地转换成实数序列;然后构建了一种新的区间灰数预测模型.应用分析验证了新模型的有效性及实用性.     

一种新的模糊时间序列模型的预测方法

针对目前在模糊时间序列模型中论域划分及数据模糊化方法存在的问题,首先提出了基于模糊聚类算法(FCM)的具有可调参数的模糊时间序列论域的非等分划分方法;然后,在数据模糊化时通过距离客观地定义了模糊集,并利用最小标准误差(RMSE)确定最优的预测结果和聚类数;最后,通过 Alabama 大学注册人数的预测表明了所提出算法的有效性.     

软件项目风险应对措施优选的区间模型及其算法

针对软件项目风险应对计划中风险应对措施的优选问题,提出一种区间优化模型.该模型基于项目视角,以风险应对成本和风险水平最小化为目标,结合考虑风险管理者的风险偏好,选出满意的风险应对措施组合.考虑到风险概率和风险损失等参数难以给出精确值,模型采用区间数来表示风险概率和风险损失信息.针对模型的求解,利用区间数距离定义和区间数排序规则,给出一种迭代求解算法.案例分析表明了该模型和算法的有效性和可操作性.     

一类非线性系统准滑模控制的稳态误差分析

针对一类具有未知控制增益的不确定非线性系统准滑模跟踪控制,通过分析跟踪误差和滑模变量之间的关系,利用有界输入有界输出稳定的思想,分别推导了采用Slotine形式的传统滑模面和传统积分滑模面时系统的稳态跟踪误差的界.将其与现有的几种方法进行比较,该方法求得的稳态跟踪误差界更精确.根据给定的稳态跟踪误差要求,可设计出适合抑制抖振的饱和函数.通过仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

GM(1,2) 模型改进方法研究及应用

针对 GM(1,2)建模难点和模型缺陷提出两种改进方法:一是运用相关匹配算法,在历史数据库中搜索与主序列具有强关联特性的数据序列,确定为模型参考序列;二是引入粒子群算法,以模型预测性能评价指标为目标函数对模型参数进行辨识,改善模型预测性能.算例结果表明了改进方法的适用性和有效性.     

多元时间序列模式匹配方法研究

针对多元时间序列模式匹配的方法难以高效、准确地刻画序列相似程度的问题,在考虑变量的量纲和特征差异的基础上,对多元时间序列进行多维分段拟合;然后,选取各个变量维度上拟合线段的倾斜角和时间跨度作为模式的描述方式,提出一种基于动态时间弯曲(DTW)的多元时间序列趋势距离匹配方法.实验结果表明,所提出的模式匹配方法对由连续型变量组成、时间跨度较大且体现一个连续、完整动作过程的多元时间序列,具有较好的匹配效果.     

不可测前件变量模糊H∞观测器研究及在GMAW系统的应用

基于前件变量未知的T-S模糊系统设计一类模糊观测器.将模糊系统转化为广义系统的形式,提出一种广义系统的观测器设计方法,消除了控制输入对观测误差方程的影响.针对测量端含有扰动的模糊系统,通过拉格朗目中值定理,将模糊观测器转化为一组线性矩阵不等式的求解问题,并将这种观测器的设计方法应用到熔化极气体保护焊系统,快速有效地实现了对弧长的观测.最后通过仿真分析验证了所提出的观测器设计方法的有效性.     

一种权重未知的多属性多阶段决策方法

针对属性权重与时间权重未知且属性值为区间数的一类决策问题,提出一种新的多属性多阶段决策方法.该方法首先无量纲化处理属性值,并运用灰色关联方法确定各阶段属性值的权重;然后综合考虑属性测度值与正、负理想效果值的接近性和时间权重本身的不确定性,运用极大熵原理建立多目标优化模型,并利用拉格朗日乘子法求解获得时间权重表达式,从而确定对象的综合评价值;最后通过实例验证了该方法的合理性与有效性.