混杂动态系统理论

本文综述了迄今为止在混杂动态系统(含连续时间变量及离散事件的一类系统)研究中的两大类结果,以SIGNAL语言和关系模型为基础的混杂动态系统研究和基于离散事件系统/连续时间系统相互作用之间层次模型上混杂动态系统研究。另外,我们给出了一个详尽的讨论,来说明混杂动态系统理论研究对系统科学其它分支可能的影响。     

基于系统辨识RLS算法的PWM变换器小信号建模

提出一种利用时域仿真数据来建立脉宽调制(PWM)开关变换器小信号模型的新方法.这种利用仿真软件PSpice和MATLAB所得到的数据基f黑箱理论来辨识PWM开关变换器系统的方法是较为简便和独特的.首先推导出PWM开关变换器的离散小信号线性等效模型,然后将开关变换器看做一个黑箱模型,利用电路仿真软件PSpice仿真得到的阶跃响应数据,采用系统辨识的递推最小二乘参数估计的方法来拟合阶跃响应曲线,得到开关变换器的离散時不变小信号模型,利用零阶保持器将此离散系统连续化,最终得到PWM开关变换器的连续小信号模型(控制—输出传递函数).采用此方法对BUCK变换器和有源箝位倍压变换器(ACPDC)进行建模,并将所建模型与状态空间平均建模方法进行比较,验证了此建模方法的准确性.     

基于混杂系统的温室天窗温度系统建模

温室天窗温度系统可以看作是一个混杂动态系统,由于天窗的动作与控制对象温度之间的关系可以通过温度状态的值和操作约束来确定。在建立温室温度系统机理模型的基础上,将对于温度控制的操作约束和温室天窗开关动作等以命题逻辑表述,并将这些命题逻辑转化为混合整数线性不等式,然后引入辅助变量,将辅助变量和不等式约束统一到温度系统的离散状态空间模型中,构成了温室天窗温度的混杂逻辑动态模型。仿真试验表明,所建立的温度混合逻辑动态模型能较好模拟和控制室内温度。     

基于状态流的一类混杂动态系统仿真方法

针对一类使用离散逻辑算法控制连续状态系统的混杂动态系统,应用Simulink仿真中的建模困难和协调连结问题,提出了利用StateFlow模块为离散逻辑系统建模并加入触发机制的解决方案.介绍了StateFlow的建模方法,以鱼雷采用自动调整提前角导引算法的水平面自导仿真为例,详尽叙述了基于StateFlow实现离散逻辑导引算法的具体步骤,建立了鱼雷水平面自导系统Simulink模型,并对整体混杂动态系统进行仿真计算.算例表明,所建立的仿真方法能有效地解决混杂动态系统仿真过程中的同步协调问题,并且简洁高效.     

动态系统故障的混杂传播特征及建模方法

动态系统的故障传播过程是由离散事件、连续特性及其相互作用共同驱动的,具有显著的混杂特征,为故障规律认知与建模带来了较大的难度。现有研究将故障视为离散随机事件,分析由单元随机故障发生到系统失效的离散故障过程,却忽略了连续特性对故障传播的影响,本质上是对故障混杂传播的工程简化处理,不能真实地描述动态系统的故障规律。首先在分析动态系统故障规律的基础上,给出了离散与连续双维度下的动态系统故障混杂传播的定义,分析了其混杂影响要素以及混杂传播特征;其次,为了完整准确描述混杂特征,借鉴混杂理论在描述离散事件与连续参数相互作用方面的优势,提出了基于随机混杂自动机(stochastic hybrid automata,SHA)的故障混杂传播建模方法;最后通过对某温度控制系统的故障混杂传播过程进行建模和仿真,验证了动态系统故障传播过程中的混杂特征,以及建模方法的可行性。     

一类综合控制系统的MLD建模与仿真研究

为了实现一类综合控制系统的高性能控制,提出了利用基于混杂动态系统理论的MLD(混合逻辑动态)建模方法对系统进行建模.从分析系统的混杂特性出发,介绍了DHA(~散混杂自动机)建模框架和建立系统MLD模型的基本原理和步骤.将本质上混杂的综合控制系统在DHA框架下进行建模分析,然后利用HYSDEL(混杂系统描述语言)这种统一的建模语言对混杂系统进行抽象描述,并转换成便于计算和性能分析的MLD模型,最后通过仿真验证了所建立的MLD模型在对系统进行开环控制时的有效性.     

二次时变参数离散灰色模型

本文基于离散灰色模型模拟值增长率恒定的原因,通过引入二次时间项来构造了 二次时变参数离散灰色模型(quadratic time-varying parameters discrete grey model,简称为QDGM(1,1)模型).并且研究了该模型的性质.结果说明, QDGM(1,1)模型具 有白指数规律重合性,线性规律重合性,二次规律重合性,伸缩变换一致性.应用最优化方法研究QDGM(1,1)模型迭代基值问题,建立优化模型并提出求解算法.最后叙述了应用 QDGM(1,1)模型建模和预测的步骤,并通过实例比较了QDGM(1,1)模型与原离散灰色 模型及其非齐次离散模型和线性时变参数离散灰色模型的预测能力,最终结果表明本文 提出的QDGM(1,1)模型具有更高的模拟和预测精度.     

线性时变参数离散灰色预测模型

分析离散灰色模型模拟值增长率恒定的原因,通过引入线性时间项,构造时变参数离散灰色模型(称TDGM(1,1)模型).进而研究该模型性质,结果表明:TDGM(1,1)模型具有白指数规律重合性、线性规律重合性、伸缩变换一致性,克服了原离散模型模拟值为等比序列的问题.应用最优化方法研究TDGM(1,1)模型迭代基值问题,建立优化模型并提出求解算法.最后说明应用TDGM(1,1)模型进行建模和预测的步骤,通过实例比较该模型与原离散灰色模型及非其次离散模型的预测能力,结果显示TDGM(1,1)具有更高的模拟和预测精度.     

基于T-S模型的非线性系统离散时间滑模控制

基于T-S模糊模型,讨论了一类非线性离散时间系统的控制问题。采用T-S模糊模型来描述非线性系统的动态模型,再将非线性系统的全局T-S模糊模型转化为线性不确定系统的模型。这样复杂的非线性系统的稳定问题就转化为线性不确定系统的鲁棒镇定问题。采用离散时间滑模控制方法实现线性不确定系统的鲁棒镇定。利用用线性矩阵不等式技术设计稳定的滑动模面,以降低非匹配不确定对系统的影响。给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑动模面存在的充分条件。此外还给出了滑模控制律的设计方法。所给设计方法可保证系统鲁棒镇定,并且在滑动模面附近的抖振可明显减弱。最后,给出了truck-trailer的仿真算例,证明了所给方法的可行性和有效性。     

无线网络控制系统建模与鲁棒控制分析

针对无线网络控制系统(wireless networked control system,WINCS)中长网络诱导时延对系统稳定性的影响,通过将不确定时延等效为系统参数的不确定性,建立了长时延WINCS的参数不确定离散时间系统模型。在该模型基础上,利用Lyapunov函数方法,获得闭环WINCS渐近稳定的充分条件。通过线性矩阵不等式形式,给出了WINCS状态反馈控制器的参数化设计方法。最后通过数值仿真验证了建模与控制方法的有效性。     

THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

正August 10-14,2015Beijing,China The International Congress on Industrial and Applied Mathematics(IClAM)is the premier international congress in the field ofapplied mathematics held every four years under the auspices ofthe International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists and entrepreneurs fiom around the world will gather in Beijing,China for the 8th IClAM to be held at     

The 12th International Conference on Service Systems and Service Management ICSSSM'15

正~~     

Enterprise resource planning implementation decision & optimization models

To study the uncertain optimization problems on implementation schedule, time-cost trade-off and quality in enterprise resource planning (ERP) implementation, combined with program evaluation and review technique (PERT), some optimization models are proposed, which include the implementation schedule model, the timecost trade-off model, the quality model, and the implementation time-cost-quality synthetic optimization model. A PERT-embedded genetic algorithm (GA) based on stochastic simulation technique is introduced to the optimization models solution. Finally, an example is presented to show that the models and algorithm are reasonable and effective, which can offer a reliable quantitative decision method for ERP implementation.     

A calculus for services innovation

Innovation in the services area - especially in the electronic services （e-services） domain - can be systematically developed by first considering the strategic drivers and foci, then the tactical principles and enablers, and finally the operational decision attributes, all of which constitute a process or calculus of services innovation. More specifically, there are four customer drivers （i.e., collaboration, customization, integration and adaptation）, three business foci （i.e., creation-focused, solution-focused and competition-focused）, six business principles （i.e., reconstruct market boundaries, focus on the big picture not numbers, reach beyond existing demand, get strategic sequence right, overcome organizational hurdles and build execution into strategy）, eight technical enablers （i.e., software algorithms, automation, telecommunication, collaboration, standardization, customization, organization, and globalization）, and six attributes of decision informatics （i.e., decision-driven, information-based, real-time, continuously-adaptive, customer-centric and computationally-intensive）. It should be noted that the four customer drivers are all directed at empowering the individual - that is, at recognizing that the individual can, respectively, contribute in a collaborative situation, receive customized or personalized attention, access an integrated system or process, and obtain adaptive real-time or just-in-time input. The developed process or calculus serves to identify the potential white spaces or blue oceans for innovation. In addition to expanding on current innovations in services and related experiences, white spaces are identified for possible future innovations; they include those that can mitigate the unforeseen consequences or abuses of earlier innovations, safeguard our rights to privacy, protect us from the always-on, interconnected world, provide us with an authoritative search engine, and generate a GDP metric that can adequately measure the growing knowledge economy,     

高速低复杂度可重构L&R算法研究与实现

为满足卫星有效载荷数据传输系统高速、高可靠性的需求, 提出一种基于L&R(Luise and Reggiannini)算法的高速低复杂度可重构频偏恢复实现方案。为便于算法逻辑架构实现, 对算法的函数功能进行分解及模块化设计; 为减少乘法器资源消耗, 采用复用分解的自相关函数模块; 为提高L&R算法的精度, 对导频段自相关函数进行多段叠加。结果表明, 高速低复杂度可重构频偏恢复实现方案解调性能损失接近为0 dB, 且优化后的算法结构相比于直接结构可减少92.59%的乘法器消耗, 拆分的自相关函数功能模块具有可复用性和重构性。该算法的可工作时钟速率高达370.37 MHz, 在高速接收机中具有极高的应用价值。     

论生物系统中的功能不守恒性

根据能量守恒定律，能量一次转换所做的总功应等于输入的总能量。但在生物系统中，能量的转换是多次的，其总功之和大于系统输入的总能量，此现象称之为功能不守恒性。能量转换效率越高，功能差别越大。能量通过细胞水平的多次转换，总功可提高至2倍左右。能量通过生态系统水平多次转换，总功可提高至1．4倍左右。通过系统内各子系统能流之和称为序能，反映了系统有序性大小，它取决于系统输入总能量和能量转换效率。根据序能原理，用GDP^2／9(GDP为国内生产总值，Q为能量总输入)反映人类社会功能和效率，要比单纯用GDP更客观。绿色GDP应同时考虑使GDP^2／Q增长最大和使自然生态系统的序能最大。人的经济行为和动物的行为对策也符合序能原理。     

Dealing with Human Relations in Chinese Systems Practice

This paper is about the Wuli, Shili, Renli (WSR) systems methodology. An important concept within this, Renli, has been developed from Confucian philosophy to clarify to Chinese researchers the necessity of dealing with human relations in systems practice. At present, the only formal means of operationalizing Renli that people are exploring in China is to import from the West methods for organizing debate. However, the concept of Renli suggests that more is needed than methods alone. In particular, facilitation skills are required. It is argued that the development of facilitation skills can be enhanced if researchers can gain both theoretical and practical knowledge of group dynamics, and engage in activities of self-reflection to look at, and alter, their own roles in these dynamics and the wider sociopolitical system. There are therefore three aspects to Renli: the use of systems methods for organizing debate, the acquisition of facilitation skills, and self-reflection geared toward the development of facilitation skills and enhanced critical awareness of the politics of intervention.     

云环境中邮件服务器面向传输的优化设计

随着云计算的发展,新的应用不断涌现,但电子邮件服务依然占有着重要的地位.邮件服务器是一种I/O密集的应用.在云计算时代,越来越多的用户邮件保存在服务器端,邮件在从客户端传输到服务器端之前,邮件或者邮件的部分内容在服务器端可能已经存在.基于这种现象,提出了一种方案,通过引入计算的代价来降低通信量,从而提高邮件服务器的处理能力.对电子邮件的格式和SMTP协议进行了扩充,引入了附件和正文分离传输的模式.在邮件传输时,客户端先计算附件的散列值,并作为正文的一部分传输到服务器端,服务器端再根据散列值来判断附件是否需要传输.     

金工工艺的优化设计

运用价值工程与运筹工程理论, 在金工工艺单项设计指标优化的基础上, 对其设计指标也进行了全面优化。