食品质量链协同系统中的序参量识别研究

序参量是协同系统演化中表明系统新结构宏观有序程度的参量.针对食品质量链协同系统中的序参量问题,提出一种基于灰色关联度与属性约简的食品质量链协同系统序参量识别方法.首先,分析序参量原理在食品质量链协同系统中的作用.然后,确定食品质量链协同要素,建立表征食品质量链系统的状态参量,接着提出本文的序参量求解方法.该方法基于灰色关联度定义和求解各状态参量的参量重要度,定义状态参量重叠关系以使属性约简的结果中不存在重叠度较高的状态参量,并在此基础上应用属性约简原理提出序参量求解的具体步骤.最后,将提出的序参量识别方法应用到具体乳制品质量链中,验证了所提出方法的有效性.本文以整个食品质量链为研究对象,首次建立了食品质量链系统的状态参量体系,为解决食品质量安全问题提供理论参考.对食品质量链序参量的识别方法进行改进,丰富了协同学理论及其应用,有利于优化食品质量链系统,预防食品质量问题的出现.     

基于非线性观测器实现一类分数阶混沌系统的同步

分数阶混沌系统的同步控制是近年来研究的热点,本文研究了一类分数阶混沌系统的同步控制问题.对满足存在一个特定的状态变量作为系统输出条件的单输出分数阶混沌系统,依据分数阶混沌系统的非线性观测器理论和稳定性理论,讨论了其非线性观测器的设计问题.对该类分数阶混沌系统,给出了一个合适的控制器S,在此控制输入下仅利用系统的一个状态变量xi及其对时间的分数阶导数x(α)i、x(2α)i就可以使观测器的状态变量与被观测分数阶系统的状态变量达到同步.理论分析及仿真结果都证明了该同步方案的有效性.     

自适应观测器

一、前 言 在控制系统的设计和测试过程中,通常需要与控制对象(装置)参数和状态变量有关的信息。但在实际装置中,参数往往是未知的,而状态变量也难以获得。在参数已知,仅仅状态变量难以获得的情况下,众所周知,用Luenberger的状态观测器可以估算状态变量,但若参数未知,则不能构成这种状态观测器。在这种情况下,需要构成一种既能确定未知参数,又能估算状态变量的自适应系统。这样的自适应系统就是自适应观测器。     

基于状态变量三维可视化的逆变器系统分析

为改进非对称T型低通滤波器的电压型逆变器的设计,提出并实现了一种三维状态变量的可视化的分析方法.首先由状态方程推算出其状态转移方程,然后将滤波器输入电压代入得到三个状态变量关于时间t的表达式,再将状态变量综合成为三维空间轨迹.所得图形不但能表明T型低通滤波器中各个变量之间的关系,还可用来判断系统的稳定性.实验波形和仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

一种改进的collocation方法及其在动态定价问题中的应用

涉及多个状态变量的动态定价问题往往难以求解。基于此,引入多维插值与张量积,提出一种改进的collocation方法用于求解多状态变量的动态优化问题,并从理论上分析了改进后的collocation方法的收敛性。将改进的collocation方法应用于求解多个状态变量的动态经济问题。给出了改进后的collocation方法的实际运用,应用于解决有限记忆的动态定价问题。利用状态变量的切比雪夫格点与其估计值构造出时序的状态转移,并依据状态转移模拟最优价格路径。通过数值分析表明,改进后的collocation方法比线性二次逼近法更快的收敛于稳态。     

作业顺序与负荷均衡同时决策的动态作业计划模式

本文考察了在作业车间环境下现有作业排序方法所存在的问题，提出了在决定作业优先顺序的同时，做好设备负荷均衡的动态作业计划决策模式。该模式选择材料供应、订货的重要性、关键比、完工不确定性和经济性等５项参量作为评价作业优先级别和配置设备能力的指标，并采用决策树方法来判定作业的优先顺序和相应的能力配置措施。最后通过与车间实有能力进行平衡达到可行性。这样制定的计划可以实现生产绩效的总体优化。     

大规模MIMO系统的智能天线选择与功率分配方法研究

为了满足大规模多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统的数据传输需求并降低系统能耗,提出一种基于量子化学反应优化的智能天线选择与功率分配方法。根据大规模MIMO系统不同时段的用户传输需求建立智能天线选择与功率分配模型,推导出其最大能效方程。为有效求解该非线性、多约束的混合优化难题,结合量子计算和化学反应优化机制的优势设计了量子化学反应优化算法,可得到最佳的天线选择与功率分配方案。仿真结果表明,所提的智能天线选择与功率分配方法能实时满足用户的信息传输需求,显著提高系统能效。针对不同的仿真场景,所提方法与现有的智能算法与分配策略相比均可得到最高的系统能效。     

大规模MIMO系统的智能天线选择与功率分配方法研究

为了满足大规模多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统的数据传输需求并降低系统能耗,提出一种基于量子化学反应优化的智能天线选择与功率分配方法。根据大规模MIMO系统不同时段的用户传输需求建立智能天线选择与功率分配模型,推导出其最大能效方程。为有效求解该非线性、多约束的混合优化难题,结合量子计算和化学反应优化机制的优势设计了量子化学反应优化算法,可得到最佳的天线选择与功率分配方案。仿真结果表明,所提的智能天线选择与功率分配方法能实时满足用户的信息传输需求,显著提高系统能效。针对不同的仿真场景,所提方法与现有的智能算法与分配策略相比均可得到最高的系统能效。     

分数阶Chua系统中的混沌现象及其同步控制

对分数阶Chua系统的混沌动力学行为做了更进一步的研究,研究发现Chua系统出现混沌的最低阶数仅为0.3,并算得此时系统的最大Lyapunov指数为0.0164:其次,对分数阶Chua等一类具有一个标量非线性项的分数阶混沌系统给出控制策略,讨论了其观测器的设计问题,对该类分数阶混沌系统,给出了一个合适的控制器U,在此控制输入下仅利用一个非线性标量信号实施反馈就可以使观测器的状态变量与被观测分数阶混沌系统的状态变量达到同步.理论分析及仿真结果都证明了该同步方案的有效性.     

标准型双线性比例——微分变结构系统的循环进位控制

在标准型双线性比例变结构系统循环进位控制的基础上，研究这种系统的比例—微分变结构控制。采用时间采样循环和状态变量循环的双进位控制算法，使系统的微分方程成为能分离变量和递推求解的一阶微分方程组。从减小系统失调误差的最终控制目的出发，提出了状态变量分量的步进置换概念。使用旋转算子表达比例—微分变结构的切换。用统一的时钟信号实现控制策略中的三种变换。给出了控制策略的结构图。     

基于GA的小卫星星务规划的全局优化算法

小卫星任务规划是为确定飞行任务目标并根据飞行任务目标控制它运行的指令序列，小卫星的任务规划可以归结为资源受限的规划和调度问题，对于此类问题，目前有许多解决方案，但对于解决大规模问题仍然十分困难，并且在大多数情况下只能得到局部最优解。本文用基于GA的优化算法解决小卫星星务规划的优化问题，不仅可以得到全局最优解，而且在满足卫星上快速性和准确性方面显示出非常大的优势。     

基于PSO-ABC的混合算法求解复杂约束优化问题

为了改善粒子群优化（particle swarm optimization, PSO)算法在处理复杂约束优化问题时的求解效果,提出了一种基于粒子群和人工蜂群的混合优化(particle swarm optimization artificial bee colony,PSO-ABC)算法。在采用可行性规则进行约束处理的基础上,将PSO种群分为可行子群和不可行子群,并在ABC算法从粒子种群中选择蜜源时,保留部分较优的可行解信息和约束违反程度较低的不可行解信息,弥补了联赛选择算子在处理最优点位于约束边界附近的问题时存在的不足。同时,使用禁忌表存储局部极值,减小了PSO算法陷入局部最优的危险。针对4个标准测试实例的实验结果表明,该算法能够寻得更优的约束最优化解,且稳健性更强。     

A characteristic set method for solving boolean equations and applications in cryptanalysis of stream ciphers*

This paper presents a characteristic more efficient and has better properties than the set method for solving Boolean equations, which is general characteristic set method. In particular, the authors give a disjoint and monic zero decomposition algorithm for the zero set of a Boolean equation system and an explicit formula for the number of solutions of a Boolean equation system. The authors also prove that a characteristic set can be computed with a polynomial number of multiplications of Boolean polynomials in terms of the number of variables. As experiments, the proposed method is used to solve equations from cryptanalysis of a class of stream ciphers based on nonlinear filter generators. Extensive experiments show that the method is quite effective.     

基于高分辨距离像的MIMO雷达波形设计

波形设计关系到多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）雷达目标检测和参数估计的性能,设计与目标高分辨距离像相匹配的发射波形可以提高雷达目标探测效果。在建立单站MIMO雷达模型的基础上,以最大化系统输出信号与干扰噪声比为准则,研究了波形设计的目标函数和约束条件,并在推导目标函数相位梯度的基础上提出了一种相位域恒模共轭梯度算法来解决该波形设计问题。仿真实验表明,由该算法设计的MIMO雷达相位编码信号可以在多次迭代后逼近理论最优波形的性能,该算法具有收敛速度快、性能稳定、运算量低的特点。     

复杂装备多因素耦合安全性QHS-ESN度量

针对装备安全事故耦合机理不明确、危险因素关联复杂的问题,提出场景分割耦合方法。将危险因素分割为危害故障、人为失误、致命环境、危险属性4个分量,从危险分量之间的非线性耦合关系拟合角度进行装备安全性度量;在此基础上,利用量子和声算法较强的全局寻优能力,构建一种新的量子和声搜索回声状态网络(quantum harmony search echo state network, QHS-ESN)模型及其算法。并将其应用到某型飞机低空大表速飞行安全性度量中。仿真结果表明,该模型比原有的回声状态网络模型、和声神经网络模型在低空大表速飞行场景危险分量非线性耦合关系拟合上,兼顾拟合精度和稳定性能,具有更好的装备安全性度量效果。     

基于对角隐式Runge-Kutta公式的无约束优化方法

通过把一个无约束优化问题转化为一个等价的常微分方程,利用二阶半对角隐式Runge Kutta公式构造了求解无约束优化问题的LRKOPT算法。LRKOPT算法具有与IMPBOT方法相似的数值特性,但LRKOPT算法可以看成是最速下降方向与牛顿法方向的非线性组合,而IMPBOT方法为它们两者之间的线性组合。在目标函数为一致凸函数的假设条件下,证明了LRKOPT方法的具有全局收敛和局部超线性收敛性。数值结果表明LRKOPT方法具有很好的数值稳定性并且LRKOPT方法的计算效率优于IMPBOT方法。     

基于BDI的嵌套网模型及其在模拟对抗中的应用

针对复杂对抗系统的自适应和涌现性等特征,提出了一种将嵌套网模型结合BDI(belief,desire,intention)范例理论的多组织模型。主要贡献在于:有效地拓展了系统自身的动态适应性和稳定性;规划出一整套用于对抗模型平台的静态数据组织方式,并给出了各中间对抗过程的综合模型;针对实际问题,研究了仿真对抗过程的层次描述结构,并讨论了相关的运行机制。该模型的提出降低了建模复杂度,提高了模型的柔性度,有效地揭示了对抗本身的本质特征和推演规律,体现了模型在求解复杂自适应问题的强大优势。     

Robust Feedback Controller for Exponential Stability of Nonlinear Systems with Mismatched Uncertainties

The robust stabilization of nonlinear systems with mismatched uncertainties is investigated. Based on the stability of the nominal system, a new approach to synthesizing a class of continuous state feedback controllers for uncertain nonlinear dynamical systems is proposed. By such feedback controllers, the exponential stability of uncertain nonlinear dynamical systems can be guaranteed. The approach can give a clear insight to system analysis. An illustrative example is given to demonstrate the utilization of the approach developed. Simulation results show that the method presented is practical and effective.     

欠阻尼对象的最优PID控制器参数整定方法

研究了带有纯延迟的欠阻尼对象最优PID控制器的参数整定及性能鲁棒性评价问题。首先依据频域判据，确定保证闭环系统稳定的PID控制器参数域，然后采用全局寻优的遗传算法，获得ITAE指标最优的PID控制器参数。采用蒙特卡罗随机实验方法，对模型参数在有界范围内摄动时的性能鲁棒性进行了定量的比较和评价。仿真结果表明，本文方法具有良好的动态性能，在对象参数摄动时与极点配置方法和幅值相位裕量方法相比具有较好的性能鲁棒性。     

静态负荷模型参数辨识的一种混沌优化策略

混沌优化方法利用混沌运动的随机性、规律性、遍历性寻优,能以较大的概率搜索到全局最优点。将一种高精度的混沌优化策略用于电力系统静态负荷模型参数辨识,克服了传统的基于梯度寻优的辨识方法容易陷入局部最优点的不足。此方法使用了三步混沌搜索,并引入随机数来增强遍历性。实际算例的辨识结果证实了此方法在静态负荷模型参数辨识中的有效性和准确性。