复杂软件系统的不确定性

复杂软件系统（如信息物理系统CPS、物联网IoT以及自适应软件系统等）在其开发和运行过程中会遇到各种类型的不确定性问题.针对这些不确定性问题,研究人员开展了大量的研究工作,提出了一系列的方法,取得了诸多成果.然而,由于此类系统本身固有的复杂性和其内在与外在不确定性的共同作用,截止目前研究人员针对该研究领域仍然缺乏系统性和整体性的理解和分析.为了深入探究该领域的研究现状,本文采用系统研究的方法（Systematic Mapping Study）识别出142篇相关文献,并基于这些文献研究信息物理系统和物联网等系统生命周期中各个阶段和系统开发过程中产生的各种制品的不确定性及其处理方法.通过对相关文献进行分析,我们发现针对复杂系统的不确定性研究主要集中在其生命周期的设计定义、系统分析和运行等阶段.此外,本文首先将文献划分为三种不确定性类型,包括外部不确定性、内部不确定性和传感器不确定性,并将142篇相关论文关注的不确定性进行了分类.为了深入探究不确定性,我们将外部不确定性细分为环境不确定性、基础设施不确定性、用户行为不确定性以及经济属性不确定性,将内部不确定性细分为系统结构不确定性、内部交互不确定性、支持系统运行的技术不确定性以及处理系统运行技术的不确定性.针对复杂系统中的开发制品,我们提出了对应的不确定性类型,包括模型的不确定性、数据的不确定性和参数的不确定性等8类.针对复杂系统的不确定性问题,研究人员主要采用不确定性下的决策、不确定性推理和不确定性规约/建模等方法进行不确定性分析和处理.基于文献分析结果,本文进一步探讨和展望了该领域未来的研究趋势.     

分层云不确定推理系统及其逼近性能分析

为了解决目前基于云模型的智能控制和预测中规则数目随系统变量的个数呈指数增长的问题,设计分层云不确定性推理系统,并证明该系统的逼近性能。采用基于云理论的新的不确定性推理模型来设计分层云不确定性推理系统并给出解析表达式。证明分层云不确定性推理系统对致密集上函数的逼近能力。结果表明：分层云不确定性推理系统的输出结果计算式满足Stone-Weirstrass定理的3个假设条件,具有万能逼近性质。     

不确定时滞系统的输出反馈稳定化控制器设计

研究了一类具有时变参数不确定性的时滞系统输出反馈鲁棒镇定问题.证明了这 样的问题可以转化成不带任何不确定性的线性时不变系统的H∞控制问题.从而应用现有 H∞控制问题的求解方法得到不确定时滞系统的稳定化输出动态反馈控制器设计方法.     

具有扰动输入的不确定性非线性系统的输出调节极限性能

本文研究了一类具有扰动输入的不确定性非线性系统的输出调节问题, 给出了该类系统在最差的不确定性参数和扰动输入情况下系统输出调节的极限性能. 所讨论的非线性系统是可镇定非最小相位系统, 并且该系统的零动态由“鲁棒输入对状态稳定(robust input-to-state stable)部分”和“不稳定但可镇定部分”组成. 假设系统的不确定性参数和扰动输入分别以非线性函数和仿射形式同时出现在系统零动态的鲁棒输入对状态稳定部分和系统的可线性化部分, 而且其可线性化部分的不确定性具有下三角形结构形式. 该系统输出调节问题的性能以其输出信号能量作为度量. 对于上述非线性系统, 在最差的不确定性参数和扰动输入情况下, 输出调节问题的极限性能只取决于镇定其零动态“不稳定部分”所需的最小能量.     

集对分析的不确定性系统理论在AⅠ中的应用

根据不确定性与确定性对立统一的观点,把同一个研究对象相对于参考集的确定性测度与不确定性测度作为一个不确定性系统,用联系数描述这个系统,根据问题的要求对联系数作适当的运算,由此形成基于集对分析的不确定性系统理论.把该理论用于不确定性推理、智能计算、群体智能分析,思路清晰,算法简明,所得结果能较好地符合客观实际.     

集对分析的不确定性系统理论在AI中的应用

根据不确定性与确定性对立统一的观点，把同一个研究对象相对于参考集的确定性测度与不确定性测度作为一个不确定性系统，用联系数描述这个系统，根据问题的要求对联系数作适当的运算，由此形成基于集对分析的不确定性系统理论．把该理论用于不确定性推理、智能计算、群体智能分析，思路清晰，算法简明，所得结果能较好地符合客观实际．     

不确定时滞系统的鲁棒耗散控制

耗散不确定性是已经被广泛讨论的范数有界的不确定性和正实不确定性的广义化，因此，从二次型供给率的角度，将耗散不确定性引入线性时变时滞系统，研究了含有此类不确定性的线性时滞系统的鲁棒耗散控制问题，给出了线性矩阵不等式（LMI）形式的充分条件。而且，考虑了不确定时滞系统在状态反馈控制器作用下的闭环系统的耗散控制问题，同样给出了LMI形式的充分条件，并通过线性矩阵不等式的可行解构造出鲁棒耗散的状态反馈控制器。最后。通过实例证明了定理的可行性。     

不确定中立型时滞系统的鲁棒H∞滤波

研究一类鲁棒H∞滤波问题。针对带有不确定性参数和白噪声干扰的中立型时滞系统,设计一类滤波器,使之对于任意容许的不确定性,滤波误差系统一致渐近稳定且使噪声对估计误差的影响降至给定约束范围之内。利用线性矩阵不等式的方法．将所得的确定性系统的鲁棒滤波结论,扩展到不确定性系统,得到不确定性系统鲁棒H∞滤波器的充分条件。给出的数值算例验证了所提出算法的有效性。     

关联模糊大系统的保性能控制器设计:LMI方法

考虑具有参数不确定性的连续时间关联模糊大系统的保性能控制问题.基于LMI方法,给出了该不确定性模糊大系统分散状态反馈保性能控制器的设计方案.所设计的分散状态反馈保性能控制器,不但使得该不确定性模糊大系统闭环渐近稳定,而且使其二次型性能指标的上界最小.     

冠状动脉系统的微分积分终端滑模混沌抑制

冠状动脉系统的混沌现象会导致严重的健康问题。以非线性冠状动脉系统为研究对象，建立了不确定性冠状动脉系统动力学模型，提出了不确定性冠状动脉系统的微分积分终端滑模混沌抑制方法，针对该模型的不确定性设计了扰动观测器，根据Lyapunov理论证明了所设计控制系统的稳定性，通过仿真实验验证了所提出的混沌抑制方法的有效性和可行性。