论灰色系统理论中的科学方法

本文浅析了灰色系统理论的发展背景和进程,提出并分析了灰色系统理论中的两个重要的科学方法论原理:灰系统原理和灰靶原理。     

灰色系统综述

华中工学院邓聚龙副教授首创的“灰色系统”理论在国际上引起了很大重视,并给予很高的评价。1979年,邓聚龙同志发表了“参数不完全大系统的最小信息镇定”论文;在1981年于上海召开的中一美控制系统学术会议上,邓聚龙又作了《含未知参数系统的控制问题》的学术报告,邓在发言中首次使用“灰色系统”一词,并论述了状态通道中含有灰色元的控制问题。1982年一月,邓聚龙又在自动化学报上,发表了“参数不完全系统的最小信息镇定”的论文。同年三月,他在北荷兰出版公司出版的国际杂志《系统与控制通信》上发表了《灰色系统的控制问题》。该杂志是由二十多个国家的国际著名学者发起创办的新杂志,其中包括卡尔曼等。引起国际上的重视,获得了好评。1981年10月15日,美国哈佛大学教授及《系统与控制通信》杂志主编布洛克特(Brockett)代表杂志编辑部转来的评语说:“灰色系统一词是首创”、“灰色系统的所有结果都是新的”。1981年12月20日布洛克特教授再次来信:“希望得到更多的灰色系统的论文。”1982年9月3日德国《数学中心报》主编威格尔(B.Wegner)教授来信要求将“灰色系统”在该杂志摘要刊登。1983年1月24日,威格尔教授,表示将在该杂志上对灰色系统论文进行评论。1982年12月日本东京医科齿科大学教授若松秀俊称赞这些工作是杰出的。1981年8月美国哈佛大学教授Y.C.Ho(何毓琦),在中美控制理论学术会议上说:灰色系统一文有独特见解,建议在国际权威性杂志上发表。美国华盛顿大学教授T.J.TARN(谈自忠)说灰色系统构思新颖,很有意思。为了使广大读者能够了解由我国科学家提出的“灰色系统”理论,本刊编辑部发表邓聚龙副教授最近写的一篇论文,供大家参考。由于原文较长,本刊作了删节。我们在组稿过程中得到华中工学院自控及计算机系陈绵云老师的支持,在此表示感谢。     

科学计算与物理、化学及材料科学

科学计算已成为与理论研究、实验研究相并列的三大科学研究方法之一,是理论研究和实验研究中不可或缺的部分。计算科学的发展还推动了计算物理、理论化学和材料设计等分支学科的发展。科学计算是一个与数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决科学问题相关的研究领域。近年来,由于计算机技术的高速发展,运算能力和运算速度极大提高,使得科学计算逐渐成为与理论研究、实验研究相并列的三大科学研究方法之一,而且科学计算也成为理论研究和实验研究中不可或缺的部分。不仅如此,计算科学的发展还直接推动了计算物理、理论化学和材料设计等分支学科的发展,并在向生     

灰色动态模型及其在小麦赤霉病超长期预测中的应用

小麦赤霉病是长江中下游地区小麦的主要病害,严重影响小麦的产量和品质。目前关于它的预测多属短期,预报方法以统计预报为多。本文应用灰色系统理论,根据长江中下游地区小麦赤霉病发病率资料,建立了一套灰色动态模型,对该地区未来10年赤霉病流行趋势进行了研究,并用1981—1986年资料验证,得到了理想的结果,可为制定植保规划提供科学依据。     

大数据并行计算框架

大数据是当前IT信息技术研究和应用的热点,但目前的研究多集中在系统和应用层面,而理论基础研究方面相对较少.本文以计算复杂性理论为基础,针对大数据量大、快速和多样性等挑战,着重研究大数据的可计算性及其计算原理.首先将多种类型的大数据抽象到度量空间进行统一化表示以解决多样性问题,其次在度量空间中基于距离对大数据进行划分,最后运用NC类计算理论等并行计算理论和方法对大数据问题进行并行求解,以解决量大和快速等问题.本文从更广的视角,根据大数据的特性和大数据整个生命周期,提出处理大数据的策略和技术以及需要变革思维方法研究大数据.     

专著<不确定性信息数学处理及应用>的评介

当今时代为信息时代, 对信息的处理已成为人们在生活、生产、科研等众多领域中进行定量分析的重要一步. 对于确定性信息的处理, 人们已经有了丰富的经验和知识, 即经典数学. 为了表达和处理不确定性信息(随机信息、模糊信息、灰信息和未确知信息)相应地出现了不确定性数学(概率统计、模糊数学、灰色数学和未确知数学). 概率统计[1]表达和处理随机信息, 模糊数学[2]表达和处理模糊信息, 灰色数学[3]表达和处理灰信息, 未确知数学[4]表达和处理未确知信息. 如果把只具有一种不确定性的信息称为单式信息, 那么概率统计、模糊数学、灰色数学和未…     

用灰色动态模型试作全国温度气候预测

本文应用灰色系统理论,根据全国气温等级资料建立了一套灰色动态模型(Grey Model),并通过预测值分析研究了未来15年(1986—2000年)全国冷暖变化。     

灰色模型(GM)与人才预测

本文以我国自然科技人才历年的统计数字为依据,应用灰色系统理论,建立了我国自然科技人才需求的灰色模型,找出了自然科技人才需求发展变化的上规律。按照建立的模型进行了长期预测,1984和1985年的预测精度分别达到99.6%和98.4%。此外,文章还对预测结果进行了分析,得出了有实际意义的结论,为我国高等教育的改革与发展提供了信息。     

灰色系统理论及其应用进展

灰色系统理论是近年发展起来的一种系统理论,虽然远未成熟,但是已获得广泛应用。可说是机遇与挑战同在,希望与困难并存。     

分布式能源网络系统总体架构

随着城市人口不断增长,能源与环境的矛盾开始制约生态文明的发展,分布式能源是解决这一矛盾的重要方向之一.根据国内外分布式能源的发展趋势,针对我国分布式能源发展所面临的困境,本文提出分布式能源网络系统的基本定义、总体技术架构和主要特征,并分别对各重要组成部分进行了阐述,介绍了分布式能源网络节点的四环节结构设计方法,总结出适用于分布式能源网络系统的协同控制方法.在此基础上,提出了针对分布式能源网络系统的"系统能效理论",并就系统能效理论的三个科学问题进行了阐述,包括结构有序化对系统能效的影响机制,分布式能源网络系统的提质、增量和循环原理,以及基于信息与能量协同的分布式能源网络系统的协同控制原理,指出基于信息与能量耦合的分布式能源网络,是一种具有代表性的新型能源系统发展方向.     

灰色动态模型(GM)及在粮食长期预测中的应用

本文的灰色动态模型(GM),是灰色系统理论的五步建模思想的核心,它是沟通社会科学与自然科学的工具,能使社会经济系统量化、模型化、动态化,是分析社会经济系统的重要手段。将GM模型与残差辨识相结合建立了我国粮食的长期预测模型。用此模型取得了我国粮食总产从1983年直到2000年的预测值。     

黑洞信息佯谬：落入黑洞的信息丢失了吗？

黑洞信息佯谬自提出至今已困扰理论物理学家近50年。揭秘黑洞信息佯谬是研究量子引力理论的一个重要途径。最近,物理学家在半经典引力理论下给出了黑洞蒸发过程的佩奇曲线,这表明在黑洞蒸发过程中确实释放了信息,从而证实无任何的信息丢失,这也宣告着黑洞信息问题的解决。文章以时间顺序来介绍黑洞信息佯谬研究的历史和现状。     

控制理论在经济系统中的应用

前言控制理论,人们常常把它分成经典控制理论和现代控制理论两部分。这里介绍的是现代控制理论在经济系统中的应用.现代控制理论是在五十年代末发展起来的,它有控制精度高、可以处理多变量问题、原则上也可以处理非线性问题等优点.因为现代控制理论具有这些优点,昕以它在空间科学上和生产过程的     

神经网络计算机的应用

当前,一门新的"神经工程学"正在勃然兴起.许多杰出的科学家和工程师,以及国家科技、军、政部门,均对神经网络寄予厚望.发达国家纷纷投入巨大的人力、财力,用以开展神经网络的基础理论研究,开发神经网络计算机产业.国内一些科研机构和高等院校,也开始行动起来,试图应用神经网络信息处理的原理和方法,来解决一些具体的工程问题,解决智能计算机的设计问题.国家自然科学基金会已经把神经网络的原理和应用研究列为重点课题.神经网络理论,从本质上讲,是从神经生理学和心理物理学研究成果出发,应用数学方法,描述具有大脑风格的信息处理机的本质和能力.它涉及物理学、复杂系统,涉及计算机科学、人工智能、知识工程、机器人学.不言而喻,这是一门新兴的边缘性交叉学科.本刊曾在1989年第7期介绍过神经网络研究和神经计算机研制的概况,引起了读者广泛的兴趣.现再发表"神经网络计算机的应用"、"并行分布处理的理论框架"(下期发表)等两篇文章,以进一步满足读者的需要.     

金融物理学:一个简单的综述

金融物理学是用统计物理、理论物理、复杂系统理论、非线性科学、应用数学等的概念、方法和理论研究金融市场通过自组织而涌现的宏观规律及其复杂性的一门新兴交叉学科。简言之，金融物理学家将金融市场看作一个复杂系统，把其中的各种数据如个股价格、指数、房价等看作是物理实验数据，力图寻找和阐释其中的“物理”规律。[编者按]     

介形类壳体δ~(18)O,δ~(13)C与Mg/Ca比值的灰色统计特征及环境意义

研究介形类壳体氧、碳稳定同位素组成和微量元素组成是探讨湖泊古环境的一个重要途径.目前的研究大都采用“系统白化(System whitenize)”的方法,这种方法目前尚有其局限性,首先,介形类壳体组成与环境因子的依赖关系仅建立在对个别属种测试的基础上,并且仍存在不同观点,这些经验公式的普遍意义尚需进一步证实;其次,大多数古湖盆不完全属于单一封闭体系,这种半开放型古湖盆更近似于一个“灰色系统(Grey system)”,由于内部机理不完全明确,用已有的知识进行简单的类比是困难的.本文尝试使用灰色统计的方法探讨介形     

灰色预测控制器

本文提出了灰色预测控制的基本理论与方法。它为控制理论的更新,提出了一类新机制。程飙首创性地研制成功灰色预测控制器。(编者按:武汉工学院黄石分院教师程飙等,首次成功地研制出了石色预测控制器,在湖北黄石电厂300吨锅炉给水系统中,可靠地运行三、四个月后,已于1986车4月由湖北省科委主持通过鉴定,认为各方面性能指标衡优于1985年湖北省评比第一名的原有DDZ—Ⅱ型PID控制器。)     

高电压技术与系统信息监测重点实验室

高电压技术与系统信息监测重点实验室四川省教委高教处高电压技术与系统信息监测重点实验室是重庆大学电气工程学科博士后流动站主要的研究和实验基地。实验室以高电压与绝缘技术博士点为主要学科,覆盖电工理论及其新技术、电力系统及其自动化两个博士点和电机电器、电力...     

动物机器人:研究基础、关键技术及发展预测

动物机器人利用动物固有的感知、运动、能量供应和神经系统,通过神经信息干预,实现对生物运动行为的控制.这类特殊的机器人在运动稳定性、灵活性、环境适应性和自身运动能量供应等方面保持了天然的优势,具有重要的应用价值;同时,该研究涉及动物运动神经网络及外部调控信息与固有运动神经信息的交互作用机制等重大理论问题,是神经科学和机器人交互领域的重要研究方向.该研究高度融合了动物智能和机器智能,涉及动物行为学、神经科学、微机电技术、力学和通信技术等,是多学科交叉融合的前沿领域.本文回顾动物运动神经系统与运动行为调控之间的关系,系统梳理不同动物机器人的运动调控方法及系统构成,总结活动在水、陆、空不同空间中典型动物运动行为调控的研究进展,归纳分析动物机器人研究在运动调控方法、微电极植入、微刺激系统、通信导航和能量供应等研究中面临的关键问题,并预测未来的发展趋势.     

舌头上的微生物

正人类的口腔是一个完整的微生物生态系统。科学家利用一种微生物荧光标记技术,通过让不同微生物吸收不同类型的荧光标记物,就能拍摄出人舌上不同微生物的分布照片。下面照片中间的灰色部分是上皮组织。灰色部分两侧向外突出的红色部分