递阶优化问题理论及其算法研究与进展

递阶优化问题用来描述具有层次结构的决策问题,两级优化问题是最基本的递阶问题,又称为两层规划或静态Stackelberg问题。这里比较系统地介绍两级以及多级优化问题的模型以及其特征,并探讨了该领域有待研究的几个方向。     

分层递阶控制系统体系结构的Hopfield网络模型

在分析了分散控制、分布式控制和分层递阶控制系统体系结构的基础上，提出了分层递阶控制系统体系结构的Hopfield网络模型，指出这一模型可以用常规的DCS系统和现场总线控制系统来实现，并能实现其混合形式。通过比较发现这两种控制系统各有优缺点，DCS适用于大型递阶控制系统，而FCS适用于小型递阶控制系统，当FCS用于大型递阶控制系统时，必须采用物理上的递阶结构形式。     

基于Agent的制造系统模型研究

为了实现制造系统资源的动态配置,对Agent的内部结构进行了研究,并提出制造系统递阶Agent网模型,构建制造系统逐层递阶的网络框架,阐明了递阶Agent网的工作流程,并介绍了递阶Agent网的通讯语言。递阶Agent网模型的建立能够使制造系统快速适应外部环境的变化,提高企业的市场竞争力。     

BCM-Ⅲ与TP801的并行通讯

计算机科学的发展要求我们将企业的管理和控制一体化。一般的系统结构有多级递阶型、多层结构及多环结构等几种。对多级递阶系统一般有四级,第一级是综合管理级;第二级是最优调度控制级;第三级是监控级;第四级为直接控制级。对于一个中、小型企业很希望用数台单板机作为前级,对生产的各个环节进行自动调节,用一台系统机作为后级,从而     

基于混杂系统Petri网模型的化工生产开车过程描述

研究了基于递阶模型的混合动态系统描述方法，针对化工生产开车过程，建立了由协调层和监控层组成的递阶模型结构，根据各层的动态特性，分别采用了赋时Petri网和混合Petri网进行了具体的描述。并以合成革生产DMF溶剂回收开车过程为例进行了具体的讨论。     

复杂系统的递阶模糊辨识

针对Takagi_Sugeno模糊模型 (T_S模型 )严重的维数灾问题, 借鉴GMDH算法, 提出了一种新的复杂系统递阶模糊辨识方法. 本文首先详细描述了由两输入变量的特殊T_S模型所组成的递阶模糊模型 ;然后提出了具体的辨识该递阶模糊模型的方法. 该方法的特点是 :a)在结构辨识阶段, 用FCM模糊聚类方法评价系统中每个输入变量的重要性, 以便构造合理的递阶模糊模型 ;b)预先合理地确定了所要辨识的参数的初始值, 用扩展卡尔曼滤波方法可很快地得到这些参数. 最后, 给出的仿真实例说明了本文辨识方法的有     

邻域系统分层递阶结构分析

以基于邻域系统的粗糙集模型为基础,给出了邻域系统分层递阶结构的5条公理;提出了一种序关系,用来描述不同邻域系统之间的粗细关系;证明了新提出的这种序关系满足邻域系统分层递阶结构的公理化形式。     

分层递阶的网络结构洞占据者挖掘及分析

结构洞是在社会网络信息传播中占据重要位置的一类关键节点。据研究,5%的结构洞控制着50%的信息传播。学者们研究了单一粒度网络下结构洞的挖掘方法及分析,然而很多网络存在分层递阶的多粒度结构特性,对分层递阶网络的结构洞挖掘和分析具有现实意义。因此,该文提出了一种分层递阶网络的多粒度结构洞挖掘方法HI-SH,并对不同粒度下的结构洞进行了分析。在该方法中,首先对网络进行多粒度社团划分,得到每一粒度下网络的社团;然后,根据两级信息传播理论,使用单一粒度下结构洞挖掘算法,挖掘每一粒度下top-k结构洞。在公用数据Topic16和真实数据上进行了实验,结果表明,网络的结构洞是动态变化的,单一粒度下的结构洞排名不能代表整个网络的结构洞排名。     

基于集散递阶管控的滩海油田测控系统

针对现在海上平台监控系统中存在的问题,提出了利用分级递阶思想的集散递阶管控的滩海油田测控系统设计。该设计结合了集散控制系统的集散性和智能控制系统的递阶性,把系统分为组织级、协调/监控级、执行级、采用现代通信网络技术将计算机与PLC有机结合的模式予以实现。工程实例表明,该设计方案是行之有效的,具有在滩海油田测控系统应用推广的价值。     

多智能体系统一致性的递阶结构设计

针对多智能体系统的一致性协作,研究了以提高群体一致性收敛速度为目标的多层递阶拓扑结构设计问题.首先讨论了满足物理拓扑约束并具有更优性能的递阶拓扑结构存在的可能性.在此基础上,根据一致性问题的收敛时间性能指标,将递阶结构设计转化为一个与多层递阶系统中所有子图拉普拉斯矩阵特征值相关的优化问题.通过将连通图转换为若干点导出子图和它们之间的关联图,提出一个该优化问题的双层拓扑结构设计算法,并基于该算法发展了满足物理拓扑结构约束的多层递阶结构设计算法.仿真算例表明由此设计的递阶协作过程可有效加快多智能体群体一致性的收敛速度.     

Evaluation of the information flow in a hierarchical shop floor control framework

Shop floor controllers have been applied widely in the integration and control of the information flow in computer integrated manufacturing systems. Among the developed control frameworks, hierarchical control structure is the most popular and practical. One of the major arguments about this framework is that computers with strong computing power should be applied in the central controller, and computers with less computing power can be applied in the local controllers. However, very few experimental analyses support this argument. In this research, the information loading for each level of controller is used to examine this argument. A coloured stochastic Petri nets model was developed to describe the information flow in a hierarchical structure. The developed model was simulated and the information loading for each controller can be estimated on the basis of the traffic of the tokens in the net. The simulation results have confirmed the above argument. In addition, the required computation resources for certain functions in hierarchical frameworks were also estimated. These data can be used for replanning the functions performed in each level of the controllers in order to improve the total performance of a hierarchical shop floor controller system.     

Hierarchical supervisory control of discrete event systems with model uncertainty

This paper addresses the problem of hierarchical control of discrete event systems with model uncertainty. To achieve the hierarchical consistency under model uncertainty, we derive the conditions on the properties of the information channel between a low level and a high level and the structure of the low level system with model uncertainty. The feasibility of the results obtained is demonstrated in the hierarchical control of a work cell.     

层次可见性与层次细节地表模型相结合的快速绘制

大规模地表模型的实时绘制是虚拟现实技术中重要的研究课题之一。为了加速地表模型的绘制，人们采用视点相关的动态多分辨率层次细节模型方法，但是算法效率依然有待提高。该文提出一种层次可见性与层次细节地表模型相结合的快速地形绘制方法。算法旨在利用地表模型所具有的horizon特性在预处理中为地表多分辨率块模型建立相应的层次“块”可见性结构，快速判定地形块相对于当前视点的可见性，以减少多分辨率模型中模型细节的处理和绘制三角形的数目。同时为消除地表模型层次变化所带来的可见性错误，算法提出一种层次结构可见性计算方法，以修正多分辨率模型所带来的可见性动态变化。实验结果表明算法有效地提高了绘制效率，是可行的。     

电导式液位变送器的设计

在成分和温度不变的情况下,导电液体的电导率是固定的。根据这一原理,可利用电极测量导电液体的电导来获得液位,此方法对于导电液体液位的可接触式测量能够得到较高的测量准确度。介绍一种电导式液位变送器的设计。这种液位变送器结构简单、性能稳定、成本低廉、便于安装和维修,已成功应用于实验室的液位测量和控制系统中。     

基于FPN的水下机器人智能控制中的协调级规划

针对海洋空间对接水下机器人作业过程用常规方法难以控制的情况,引入了分层递阶 智能控制方法;将模糊推理规则与佩特里网相结合的FPN（Fuzzy Petri Net）用于水下机器 人分层递阶智能控制的协调级规划中,使它能更好的反映出控制过程的事件驱动、时间驱动 和模糊信息等特性.     

Necessary conditions for control consistency in hierarchical control of discrete-event systems

Hierarchical consistency is an important concept in control theory of hierarchical discrete-event systems (DESs). In order to establish corresponding control structure in high level, Wong introduced (1990, 1994) the concept of control consistency, which implies hierarchical consistency. However, to check whether a hierarchical DES is control consistent is computationally expensive. In this note, we try to reduce the computational complexity. At first, the kernel condition of control consistency is divided into three simpler parts and computational complexity is analyzed. Further discussion is made to obtain some new necessary conditions for control consistency, by which one can easily verify whether a hierarchical DES is not control consistent.     

分布式入侵检测模型研究

提出了分布级别的概念对分布式入侵检测系统进行分类，并引入信息抽象级别对入侵检测中审计数据所经历的逻辑抽象层次进行表述．在对现有的层次检测模型和协作检测模型的优点和缺陷进行详细分析之后，提出了一种用于分布式入侵检测系统的层次化协作模型(HCM)，并完成了相应的原型系统．该模型可以有效地综合两种现有模型的优点，在保证结点可控性和检测效率的同时提高系统的容错性和协作能力．     

多业务分层CDMA下的前向功率补偿算法

针对传统功率控制算法在多业务分层CDMA系统中中断概率高、系统容量下降等问题,提出一套功率控制补偿方案。算法着眼于信道和业务动态变化的可靠程度(置信度)。通过对补偿算法仿真,证明该方案较传统方案降低了约15%的中断概率,提高了系统容量。     

Impact of information sharing in hierarchical decision-making framework in manufacturing supply chains

This paper presents a comprehensive framework for the analysis of the impact of information sharing in hierarchical decision-making in manufacturing supply chains. In this framework, the process plan selection and real-time resource allocation problems are formulated as hierarchical optimization problems, where problems at each level in the hierarchy are solved by separate multi-objective genetic algorithms. The considered multi-objective genetic algorithms generate near optimal solutions for NP-hard problems with less computational complexity. In this work, a four-level hierarchical decision structure is considered, where the decision levels are defined as enterprise level, shop level, cell level, and equipment level. Using this framework, the sources of information affecting the achievement of best possible decisions are then identified at each of these levels, and the extent of their effects from sharing them are analyzed in terms of the axis, degree and the content of information. The generality and validity of the proposed approach have been successfully tested for diverse manufacturing systems generated from a designed experiment.     

MRI图像的基于窄带的递进多分区C-V分割方法

提出了递进的基于窄带的多分区C-V方法,并对多幅医学脑部MRI图像进行了分割实验。由于该递进方法分为多个阶段,每阶段只需一个水平集函数,并且在每一阶段应用窄带区域,即只处理窄带区域中的点,从而使计算量大大减少。实验结果证明本算法是有效的,在提高计算速度的同时,可大大改进复杂几何结构的分割效果。