基于定性状态模型的定性控制方法研究

针对某些复杂系统难以获得精确数学模型来实现有效控制这一问题,采用定性状态模型来描述含有不确定性的非线性系统,提出了一种定性控制方法。首先通过对系统状态的定性划分,采用基于定性推理的自动机建立被控系统定性状态模型,然后设计基于系统定性状态模型的定性控制器,并给出了控制器设计的一般步骤。最后以液位控制系统为例,建立了液位对象的定性状态模型并设计了定性控制器,仿真结果表明该方法的有效性及其理论价值和应用前景。     

基于结构模型化分析方法的定性仿真建模

研究定性仿真建模问题,由于复杂系统结构复杂,包含大量变量和约束,为建立系统的定性仿真模型,需要使用一种结构模型化分析方法来分析系统结构.为提高建模的准确性,以系统物理结构和功能中的因果关系为基础,提出了一种采用结构模型化分析方法辅助建立系统模型的理论.通过对系统要素间的因果关系进行定义,结合仿真目标,对系统要素间的因果关系进行分析,建立了系统的递阶结构模型.结合系统的物理结构与功能特性,建立了定性仿真模型.通过实例说明能快速分析系统要素间的关系,并建立系统的定性仿真模型,为进一步的模型分解与仿真奠定了基础.     

复杂系统的定性仿真

回顾复杂系统定性仿真的发展历程;阐述复杂系统定性仿真的基本原理,将定性仿真方法归纳为非因果关系推理、因果关系推理和元胞自动机三类;评述三类方法的研究和应用进展;探讨管理系统复杂性的特征,介绍本文作者及其合作者的管理系统定性仿真研究工作;给出复杂系统定性仿真下一步需要解决的关键问题。     

基于云模型以约束为中心的复杂系统定性建模

针对以约束为中心的复杂系统仿真中缺乏有效的不确定性信息描述方法,导致仿真中不确定性信息不能充分利用的问题,借鉴和采纳云模型的相关理论和方法,研究了以约束为中心基于云模型的复杂系统定性建模方法。首先提出了仿真中基于云模型的不确定信息表示方法、基于云模型和群体专家决策的量空间构建方法;然后给出了基于云模型的系统定性约束方程的构建方法;最后将提出的建模方法应用于一个敏捷供应链的建模实例。结果表明提出的建模方法具有客观表达不确定信息、将定性与定量信息在仿真中相互融合的优点。     

模糊仿真─—定性模型的建立与辨识

本文的目的是在对定性仿真理论进行回顾的基础上，说明模糊方法在对复杂系统进行定性仿真中的合理性。本文首先给出了在仿真建模中应用模糊集理论的基本方法，然后讨论了模糊仿真的两个应用方向，即采用语言变量的模糊仿真和通过模糊仿真来辨识定性模型。     

基于定量模型的定性控制

本文定义了定性量及定性运算,对模型中含有不确定性因素的非线性系统给出了基于定量模型的定性控制方法。文中首先给出控制的“期望曲线”,然后对对象输出及其它重要项做定性划分,而后利用不精确模型,运用定性运算,求取控制的定性值以使对象输出逼近“期望曲线”,最后实时控制时对控制量自学习调整,所设计系统品质优良。     

GM（1，N）和QSIM结合的复杂系统的定性仿真建模方法

针对复杂系统仿真中系统信息缺乏、QSIM建模方法可使用微分方程的特点,在复杂系统仿真方法中,提出了一种GM（1,N）和QSIM相结合的定性建模方法.首先给出了相关研究的现状,然后提出了GM（1,N）和QSIM相结合的仿真建模方法的基本原理和主要过程.最后通过一个系统仿真建模实例验证了该方法的可行性.结果表明,该方法具有充分利用系统较少信息,能将定量和定性信息有效地融合与复杂系统的仿真建模之中的特点.     

基于调控流图的定性仿真系统研究

针对复杂系统定性仿真效率较低的问题,在实体语法系统理论的基础上,为改进定性仿真系统,提出调控流图定性仿真系统,利用以三值量空间为基础的五值量空间,在不增加计算量的前提下解决了调控流图定性仿真中的负反馈问题,利用规则、观测变量的二级约束形式降低了系统多途径调节所产生的不确定性,通过变量与多维空间区域的映射实现利用调控流图对时空复杂性进行定性仿真。通过CSTR系统的定性仿真表明,可用于复杂系统的扰动传播途径预测、复杂系统故障诊断等问题,为复杂系统的建模与定性仿真提供了一种新的技术手段。     

定性立体建模中的领域比例伸缩操作

定性立体建模是研究和开发计算机辅助概念设计系统的重要内容之一。本文首先介绍了一种基于定性立体空间关系物定性立体形状表达和建模方法。随后着重介绍定位立体建模中领域的比例伸缩操作算法及其实现。该操作是实现定性立体模型修改的重要手段,虎有效性通过实例得到说明。     

一种基于模型参数范围已知的定性控制

对模型中含有不确定性因素的非线性系统给出一种定性控制方法,避免了模型控制器设计中存在的主观性和模糊规则难以获取等缺点。先将状态进行定性划分,再对每个定性状态根据期望约束利用不精确模型求出控制的参考范围及初值,最后对控制量在线自学习调整。此方法具有模糊控制的控制效果。     

PROLEGOMENA TO ANY FUTURE QUALITATIVE PHYSICS

We evaluate the success of the qualitative physics enterprise in automating expert reasoning about physical systems. The field has agreed, in essentials, upon a modeling language for dynamical systems, a representation for behavior, and an analysis method. The modeling language consists of generalized ordinary differential equations containing unspecified constants and monotonic functions; the behavioral representation decomposes the state space described by the equations into discrete cells; and the analysis method traces the transitory response using sign arithmetic and calculus. The field has developed several reasoners based on these choices over some 15 years. We demonstrate that these reasoners exhibit severe limitations in comparison with experts and can analyze only a handful of simple systems. We trace the limitations to inappropriate assumptions about expert needs and methods. Experts ordinarily seek to determine asymptotic behavior rather than transient response, and use extensive mathematical knowledge and numerical analysis to derive this information. Standard mathematics provides complete qualitative understanding of many systems, including those addressed so far in qualitative physics. Preliminary evidence suggests that expert knowledge and reasoning methods can be automated directly, without restriction to the accepted language, representation, and algorithm. We conclude that expert knowledge and methods provide the most promising basis for automating qualitative reasoning about physical systems.     

定性代数的形式框架FAQA

本文首先讨论了定性推理系统和一量推理系统的描述，进而给出了定性代数的一种形式框架ＦＡＱＡ，提出了定性、定量是不同层次观察结果的观点，并对定性（混合）结构进行了分析描述。ＦＡＱＡ框架是Ｗｉｌｌｉａｍｓ等人工作理论上的完善及统一基础。     

定性控制系统动态行为的仿真研究

本文初步讨论了如何以数学语言描述定性模型,并提出一种闭环定性控制系统,仿真结果表明,定性控制系统行为可以较好逼近定量控制系统行为,说明实现基于定性模型的智能控制是可能的。     

二维准分形形状的定性表示和建模

本文提出了二维准分形形状的一种定性表示式－－－正则生成系统，研究了一类准分形形状的建模方法，改进了Ｐｒｕｓｉｎｋｉｅｗｉｃｚ和Ｇｕｊａｒ等人的工作。     

COMBINED QUALITATIVE/QUANTITATIVE SIMULATION MODELS OF CONTINUOUS-TIME PROCESSES USING FUZZY INDUCTIVE REASONING TECHNIQUES

Abstract

A new mixed quantitative and qualitative simulation methodology based on fuzzy inductive reasoning is presented. The feasibility of this methodology is demonstrated by means of a simple hydraulic control system. The mechanical and electrical parts of the control system are modeled using differential equations, whereas the hydraulic part is modeled using fuzzy inductive reasoning. The technique is described in detail in the first part of this paper. The example is shown in the second part of the paper. The mixed quantitative and qualitative model is simulated in ACSL, and the simulation results are compared with those obtained from a fully quantitative model. The example was chosen as a simple to describe, yet numerically demanding process whose sole purpose is to prove the concept. Several practical applications of this mixed modeling technique are mentioned in the paper. but their realization has not yet been completed     

焦炉配煤专家系统的定性定量综合设计方法

焦炉配煤炼焦过程是存在诸多不确定性、无法用数学模型描述的复杂工业过程,传 统控制方法难以实施控制.根据焦化理论和生产所获工业数据构造数学模型,以群体专家经 验得到的定性知识构成规则模型,将解析的数学模型与基于知识的规则模型相结合,采用定 性定量综合集成方法,建立焦炭质量预测模型,提出了配煤比计算的实用算法,并实时控制配 煤流量.系统于1994年正式投入工厂运行,焦炭质量预测精度达到95％,配煤准确率达到 97％.工业运行结果证明了方法的有效性.     

基于有向图的定性模型分解方法

模型分解是减小系统复杂程度、降低仿真运行代价的有效手段，当前许多定性仿真理论，由于仿真代价过高等原因而难以处理大规模系统。针对这种状况，文中对定性理论中常见的因果关系有向图形式表示的结构模型，给出一种模型分解方法，通过实例给出了具体的分解并与定性理论中别的方法作了简要比较。     

定性空间推理的分层递阶框架

定性空间推理是定性推理和空间推理的重要组成部分 .拓扑和形状是定性空间推理研究的关键问题 .针对定性空间推理已有一般框架存在的问题 ,提出了定性空间推理的分层递阶框架 ,并结合拓扑和形状方面的定性空间推理研究工作阐述了所提出的框架的有效性和合理性 .最后总结了分层递阶框架的要点并提出了基于该框架的进一步研究工作 .     

基于比较的一种定性仿真方法

基于比较的定性仿真是研究当动力学系统模型内部受到参数扰动或初始状态有所变化后，其定性行为如何变化，并给出因果解释．本文在Ｗｅｌｄ，Ｎｅｉｔｚｋｅ和Ｎｅｕａｎｎ的研究基础上，提出了一种基于比较的定性仿真方法ＣＱＳＩＭ，该方法利用观察标准来实现一致部分的比较，建立一个或多个偏差共同作用的比较仿真并分析行为的拓扑变化.