物元模型可拓控制的控制算法实现
航空维修工程对外委托单位安全风险管理评价
航空维修工程对外委托单位安全风险管理评价高扬;余青鹏【摘要】为对航空公司维修工程管理外委单位的安全风险管理进行评价,通过分析维修工程管理外委相关的规章和手册,并采取专家访谈、问卷调研等方法,建立维修工程管理外委单位安全风险管理评价指标体系,并构建航空公司维修工程管理外委单位安全风险管理评价模型.该模型利用层次分析法和熵权法相结合的组合赋权法进行赋权,计算该外委单位安全风险管理评价指标关联度,得到该外委单位安全风险管理水平等级.最后进行模型验证,研究表明,指标体系和评价模型适合维修工程管理外委单位的安全风险管理评价,可为航空公司维修工程管理外委单位安全风险管理的评价提供参考.【期刊名称】《中国民航大学学报》【年(卷),期】2019(037)001【总页数】6页(P17-21,33)【关键词】维修工程管理外委;外委单位;安全风险;改进物元可拓模型【作者】高扬;余青鹏【作者单位】中国民航大学飞行技术学院,天津 300300;中国民航大学飞行技术学院,天津 300300【正文语种】中文【中图分类】F560.1;X931航空维修工程对外委托单位简称航空公司维修工程管理外委单位。
随着维修理念的转变，航空公司出于维修成本、维修资源和维修经验的考虑，逐步将部分或全部维修及维修工程管理业务，以协议或合同形式委托给拥有相应维修资质的单位[1]。
维修工程管理是航空器运营人为承担其所运营航空器的运行适航责任而建立的一套管理机制[2]，其内容十分复杂，包括工程技术管理、维修计划与控制、质量管理、培训管理及合格证管理局认可的其他工作等[3]。
目前，维修工程管理工作的外委还处于起步阶段，2017年10月10日正式施行的CCAR-121-R5首次从规章上规定了合格证持有人可通过协议将部分或全部维修工程管理工作委托给外委单位，而其外委单位限定在同一集团下的规定并未改变。
维修工程管理外委不仅影响到飞机维修系统安全，还涉及航空公司和外委单位双方的维修经济、维修质量及法律责任等诸多因素[4]。
可拓学简介
可拓学简介“可拓学”是以蔡文教授为首的我国学者们创立的新科学。
1983年以蔡文发表首篇论文“可拓集合和不相容问题”标志着可拓学的创立。
可拓学用形式化的模型，研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用于处理矛盾问题，解决矛盾，“不行变行”、“不是变是”、“不知变可知”、“矛盾变不矛盾”。
听起来是一门非常神奇的学科啊！一、矛盾问题矛盾问题，是指人们要达到的目标在现有条件下无法实现的问题。
例如，要称一头大象，却只有能称20kg的小称；《三国演义》中的诸葛亮要对付司马懿的10万精兵，却只有5000老弱残兵。
有时候，在同一条件下，要实现两个对立的目标，例如，香港的汽车靠左行驶，大陆的汽车靠右行驶，在遵守双方交通规则的条件下，要想把它们联结成一个大系统，又不会撞车，该怎么办？诸如此类的矛盾非常多，那么这些矛盾有没有规律可循？能不能建立一套理论与方法，去探讨它们，这就是可拓学的出发点。
二、可拓论可拓论包括基元理论、可拓集合理论和可拓逻辑。
1、基元理论基元理论提出了描述事物基本元的“物元”、“事元”和“关系元”，讨论了基元的可拓性和可拓变换规律，研究了定性与定量相结合的可拓模型。
提供了描述事物变化与矛盾转化的形式化语言。
（1）物元定义：把物 N ，特征 c 及关于 c 的量值 v 构成的有序三元组 R=（N，c，v）作为描述物的基本单元，称为一维物元，N，c，v三者称为物元R的三要素，其中c和v构成的二元组M=（c，v）称为物N的特征元。
例如：曹冲称象问题中，R1=（大象A，重量，xkg），R2=（小称B，称量，100kg）。
如何用小称B来称大象的重量呢？可以将物元R1经过物元可拓变换转化为R3=（石块，重量，ykg），那么用一个称量仅有100kg的称来称大象的重量的矛盾问题就解决了。
当然这只是一个极简单的例子。
一个事物有许多特征，所以要完整准确描述事物就有了“n维物元”的概念。
这里就不细介绍了。
（2）事元物与物之间的相互作用称为事，事以事元来描述。
基于物元模型的电力变压器可拓故障诊断研究
物元 是一 种 把 事 物 的 质 和量 联 系起 来 的数 学 对应关 系 如表 １ 。
收 稿 日期 ：２ １ —０ ３ 。 ０ １ ５— １
作者简介 －辛海鹏 （９ ３一 ，男 ，硕士研究生 ，主要研究方 向为 电力设备在线监测 ，Ｅ ｍ ｉ ２ ６６ ８ ＠ｑ ．Ｏ 。 １８ ） － ａ ：９ ７ ０７ １ ｑＣｒ ｌ ｎ
使得诊断结果更准确 ，并且能够 弥补三 比值法 的编码 不足和不 能诊 断 多重故 障的缺 陷。最终通过 实例验
证 了该 方 法的 有 效 性 。
关键词 ：物元模型 ；可拓理论 ；电力变压器 ；故障诊 断
中 图 分 类 号 ：Ｔ ５ ；Ｔ １ Ｍ８５ Ｐ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ
模型 ，可 以反 应质 与 量 之 间 的辩 证 关 系 ，通 过 这
０ 引 言
油 中溶 解气 体 分 析 技 术 （ Ｇ Ｄ Ａ） 是 电力 变压 器 故 障诊断 的重 要 方 法 。传 统 三 比值 法 由于 简 便 和易操 作 ，一 直被 广泛 应 用 。但 是 随 着 电 网建 设
在线监 测技 术 和智 能化 的发 展 ，智 能化 诊 断 方 法 得 到 了大多数 专 家 、学 者 的重 视 。这 些 方 法 主 要 包 括 ：基 于概 率统 计 的诊 断 方法 … 、聚类 方 法 Ｊ 、
第２ ７卷 第 ９期
２ １ 年 ９月 ０１
电
力
科
学
与
工
程
Ｖ０ ． ７． ． １ ２ Ｎｏ ９ ３ ５ Ｓｅ ， ０１ ｐ．２ １
水资源的重要性
第一章绪论1.1 研究背景及意义1.1.1研究背景水资源是人类社会发展的基础，是人们赖以生存的主要资源之一。
对于任何一个城市的经济发展来说，水资源的短缺都是一个致命的问题。
宁波市作为中国的一个水资源相对匮乏的城市，在发展经济的同时，城市的供水要求也在不断的提升，根据世界上其他的发达国家的资源利用情况，可以看出当城市经济发展到一定水平的时候，对于水资源的需求已经从对水量的需求转换成对水质的需求。
对于一个城市的发展评判的一个重要的标准就包括城市供水状况，所以对于一个城市的快速发展必须要保障城市的供水安全。
过于注重发展经济，导致生态环境也越来越股恶劣。
生态文明在我国并不是一个陌生的概念，我国水利部积极响应党中央建设生态文明的号召，制定了水生态文明建设的制度政策体系，从多方面入手，根据各地区的环境差异制定了适用于不同地区的水生态文明建设方式，于 2012 年开始投入了第一批全国试点，这些试点都是以每个城市的市政府作为主导，然后城市水利局具体实施整合吸纳社会资源。
同时调动整合财政资金，巧妙利用市场，拓宽资金渠道，为水生态文明城市的建设打下了良好的资金链基础。
宁波市依山傍海，河流众多，是一座因水而兴的江南水城，这些先天的自然条件加上宁波市扎实的工程建设，对整个城市经济的良好发展打下了坚实的基础，另外也对整个宁波市的水资源的保护及高效的利用有了更加严苛的要求。
基于这样的大环境下，对于加强宁波市的生态文明建设、提升相关的硬件设施是非常有必要的。
本次研究根据水资源的相关准则，设定了对宁波市水生态文明的考核指标体系，然后利用标准的方式对宁波市在2012年到2016年间的生态文明进行了评判。
对于不足之处2016年水生态文明程度进行评价。
在此基础上，分析宁波市在试点过程中存在的问题和优势，提出了部分应对举措，为其他水生态文明城市的建设提供参考。
1.1.2研究意义水是一种非常重要的自然资源，渗透在自然与社会发展的方方面面。
可拓学
"可拓学"是中国人创立的一门新学科，第一篇文章发表于1983年，经过二十多年的努力，
这门学科已取得长足的进展：建立了初步的理论框架——可拓论，发展了自己特有的方法体
系——可拓方法，并在诸多领域得到应用，形成了可拓工程。
可拓论、可拓方法和可拓工程
构成了"可拓学"，它已从理论研究走向应用研究，从广东走向全国，正在从中国走向世界
可拓论及其应用
(广东工业大学可拓工程研究所, 广州, 510090)
“可拓集合和不相容问题”一文的发表,提出了探讨事物的可拓性,以解决矛盾问题的研究方向。
15年来, 对这一方向的研究逐步形成了可拓论,它以物元理论和可拓集合论为支柱, 以可拓方法为特有的方法,它的应用方法称为可拓工程方法, 包括可拓信息方法, 可拓系统方法,可拓决策方法等,本文综述这一研究工作提出的基本概念、理论、方法以及在经济领域、管理、控制领域和人工智能的初步应用。
关键词可拓论物元可拓集合
14
3.1 可拓学的定义 可拓学是用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，以解决矛盾问题的科学 可拓论+可拓方法+可拓工程=可拓学。
控制基本模型-概述说明以及解释
控制基本模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述在控制理论和应用中，控制基本模型是指用于描述和分析控制系统的数学模型。
控制基本模型是控制工程师和研究人员研究和设计控制系统时的基础，它提供了系统动力学行为的描述以及控制方法的分析和设计。
控制基本模型可以采用多种形式，包括传递函数模型、状态空间模型和输入-输出模型等。
这些模型通常基于系统动力学方程和输出-输入关系来建立。
通过对模型进行数学分析和仿真实验，我们可以深入了解和预测控制系统的行为，并针对不同的应用需求进行优化设计。
本文将重点介绍控制基本模型的定义和控制方法的介绍。
首先，我们将详细讨论基本模型的定义，包括传递函数模型、状态空间模型和输入-输出模型的基本原理和特点。
然后，我们将介绍一些常用的控制方法，如比例积分微分控制（PID控制），模糊控制和自适应控制等。
这些控制方法可以根据系统的需求和特点来选择和应用。
通过本文的学习，读者将能够理解和掌握控制基本模型的概念和基本原理，了解不同类型的控制方法的适用范围和特点。
同时，读者还将能够应用所学知识来设计和优化控制系统，提高系统的性能和稳定性。
总之，控制基本模型是控制系统设计和分析的基础，具有重要的理论和实际意义。
通过研究和应用控制基本模型，我们可以不断改进和优化控制系统，提高系统的性能和效果。
1.2文章结构1.2 文章结构本文的目的是探讨控制基本模型，并介绍相关的控制方法。
为了更好地组织本文的内容，文章结构如下所示：引言部分将在1.1概述中简要介绍控制基本模型的背景和意义，并在1.3目的中明确阐述本文的研究目标。
正文部分将分为两个小节进行讲解。
首先，在2.1基本模型定义中，我们将详细阐述控制基本模型的定义和内容，包括其在控制系统中的作用和应用领域。
其次，在2.2控制方法介绍中，我们将介绍几种常见的控制方法，包括PID控制器、模糊控制和神经网络控制等，以及它们在控制基本模型中的应用。
结论部分将在3.1总结中对本文进行总结，回顾并强调本文的重点内容和研究成果。
基于可拓控制的烘房系统群控技术研究
高 低 ；根 据 工 艺 上 的 要 求 ，温 度 直 接 影 响 到 烘 干 时 问 ；
链 输 送 速 度 由烘 干 时 间 和 工 艺 流 程 节 拍 决 定 … Ｉ。
者 把 可 拓 控 制 应 用 到 滑 模 控 制 、非 线 性 系 统 控 制 以 及 控 制 系 统 的 信 息 检 测 等 方 面 ， 数 值 优 化 、 值 分 析 和 在 数 形式 建模方 面取 得 了一定 成果 。
１ 烘 房 结构 及 其控 制 系统
烘 房 的 功 能 是 实 现 对 涂 层 的 烘 干 ，其 室 内 温 度 是
运 行 质 量 的 重 要 指 标 。 保 持 室 内 温 度 恒 定 对 油 漆 表 面
质 量 有 重 大 意 义 。 涂 层 的烘 干 效 果 将 会 直 接 影 响 车 身
的 外 观 装 饰 性 和 耐 腐 蚀 性 ， 响 汽 车 的 使 用 寿 命 。 房 影 烘
补 给量来 ｉ节 。 Ｎ
图 ２中 温 度 调 节 器 通 过 计 算 改 变 给 送 风 机 和 排 风
概 括 、学 习 和 解 决 不 相 Ｗ－ 题 的 能 力 ，处 理 矛 盾 问 题 、 问
未 预 见 性 的 问 题 和 不 可 预 料 事 件 ］ 。近 年 来 ， 内 外 学 国
汽 车 烘 房 控 制 系 统 是 一 个 由升 温 加 热 系 统 、 热 风 循 环 系 统 、 风 系 统 、 送 系 统 、 控 系 统 组 成 的 多 变 排 输 电
可拓学简介
可拓学简介“可拓学”是以蔡文教授为首的我国学者们创立的新科学。
1983年以蔡文发表首篇论文“可拓集合和不相容问题”标志着可拓学的创立。
可拓学用形式化的模型，研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用于处理矛盾问题，解决矛盾，“不行变行”、“不是变是”、“不知变可知”、“矛盾变不矛盾”。
听起来是一门非常神奇的学科啊！一、矛盾问题矛盾问题，是指人们要达到的目标在现有条件下无法实现的问题。
例如，要称一头大象，却只有能称20kg的小称；《三国演义》中的诸葛亮要对付司马懿的10万精兵，却只有5000老弱残兵。
有时候，在同一条件下，要实现两个对立的目标，例如，香港的汽车靠左行驶，大陆的汽车靠右行驶，在遵守双方交通规则的条件下，要想把它们联结成一个大系统，又不会撞车，该怎么办？诸如此类的矛盾非常多，那么这些矛盾有没有规律可循？能不能建立一套理论与方法，去探讨它们，这就是可拓学的出发点。
二、可拓论可拓论包括基元理论、可拓集合理论和可拓逻辑。
1、基元理论基元理论提出了描述事物基本元的“物元”、“事元”和“关系元”，讨论了基元的可拓性和可拓变换规律，研究了定性与定量相结合的可拓模型。
提供了描述事物变化与矛盾转化的形式化语言。
（1）物元定义：把物 N ，特征 c 及关于 c 的量值 v 构成的有序三元组 R=（N，c，v）作为描述物的基本单元，称为一维物元，N，c，v三者称为物元R的三要素，其中c和v构成的二元组M=（c，v）称为物N的特征元。
例如：曹冲称象问题中，R1=（大象A，重量，xkg），R2=（小称B，称量，100kg）。
如何用小称B来称大象的重量呢？可以将物元R1经过物元可拓变换转化为R3=（石块，重量，ykg），那么用一个称量仅有100kg的称来称大象的重量的矛盾问题就解决了。
当然这只是一个极简单的例子。
一个事物有许多特征，所以要完整准确描述事物就有了“n维物元”的概念。
这里就不细介绍了。
（2）事元物与物之间的相互作用称为事，事以事元来描述。
岩爆烈度预测的改进物元可拓模型与实例分析
岩爆烈度预测的改进物元可拓模型与实例分析胡建华;尚俊龙;周科平【摘要】Based on the improved matter-element extension theory, an improved matter-element extension model used to predict the rockburst intensity was established. Firstly, the main factors of rockburst intensity, such as the maximum tangential stress of the cavern wall σθ, uniaxial compressive strength σc, uniaxial tensile strength σt, and the elastic energy index of rock Wet, were taken into account in the analysis. Three factors,σθ/σc,σc/σt and Wet were defined as the criter ion indices for rockburst intensity prediction in the proposed model. Secondly, the classification standards of rockburst intensity were confirmed. In order to remedy the defect of the correlation function which may exceed the controlled field, the rockburst intensity classification standards were normalized. And then, based on the game theory, the synthetic weight values of eigenvalue were determined by integrating the objective-dynamic weight and subjective-static weight, solving problems occurred in traditional matter-element extension assessment method like indicator weight only depends on eigenvalue, ignoring the significance of feature. Lastly, the rockburst intensity level (RIL) was predicted by the maximum incidence degree criterion, then are improved matter-element extension model used to predict the rockburst intensity was proposed. 20 cases of the engineering project examples of the domestic and foreign were analyzed by using the proposed model to study the effectiveness andpracticality of the model. The results show that the prediction results agrees well with the practical situations, and have higher accuracy compared with the results of the traditional m a t t e r-e l e m e n t extension method and the fuzzy mathematics comprehensive evaluation method.% 应用改进的物元可拓理论,并选取影响岩爆烈度的主要因素,如硐室最大切向应力σθ、岩石单轴抗压强度σc、岩石单轴抗拉强度σt以及冲击倾向指数Wet,以σθ/σc、σc/σt及Wet作为岩爆烈度评价指标,建立岩爆烈度预测的改进物元可拓模型。
物元可拓关联度
物元可拓关联度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：物元可拓关联度是指物元之间在可拓关系下的联系程度。
在可拓概念中，物元是指一个具有独特属性的事物，物元之间的关联度可以通过对不同物元之间的关联关系进行分析和计算来确定。
物元可拓关联度的概念在很多领域都有着重要的应用，比如在信息检索、数据挖掘和机器学习等领域。
在信息检索领域，物元可拓关联度可以帮助我们更好地理解不同物元之间的关联关系，从而帮助我们更加准确地找到我们需要的信息。
通过对不同物元之间关联度的计算，可以帮助我们从海量的信息中挖掘出与我们查询相关的信息，提高信息检索的效率和准确率。
在数据挖掘领域，物元可拓关联度可以帮助我们发现数据之间隐藏的关联关系。
通过对数据特征之间的关联度进行计算，可以帮助我们更好地理解数据之间的联系，并且在数据挖掘过程中更加准确地发现规律和模式。
物元可拓关联度是一种很有价值的概念，可以帮助我们更好地理解不同物元之间的联系，从而在各个领域中更加准确地分析数据、挖掘信息和建立模型。
在未来的发展中，随着人工智能和大数据技术的不断发展，物元可拓关联度的应用范围将会越来越广泛，为我们带来更多的便利和帮助。
【本文共XXX字】第二篇示例：物元可拓关联度是一种用于衡量事物之间联系紧密程度的概念，也是信息检索领域中的重要概念之一。
在信息检索中，物元可拓关联度被用来评估搜索结果与查询之间的相关性，从而帮助用户快速找到所需的信息。
物元可拓关联度的计算方法是基于可拓学派（Rough Set）理论的一种重要应用。
可拓学派是由波兰学者Zdzislaw Pawlak于1981年提出的一种数据挖掘和知识发现方法，其核心思想是从数据中挖掘出规律性和潜在关系，帮助人们做出更好的决策。
在信息检索中，物元可拓关联度的计算需要根据事物之间的属性进行对比和分析。
具体而言，物元可拓关联度将事物之间的关系分为强关联、中关联和弱关联三种情况，通过数学模型和算法来量化两个事物之间的关联度。
物元可拓关联度
物元可拓关联度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：物元可拓关联度是一种用于分析不同物理实体之间关联度的指标，是可拓理论在物理实体关联度分析中的应用。
在生产制造、人工智能、生物信息学等领域，物元可拓关联度都有着重要的应用价值。
本文将探讨物元可拓关联度的定义、计算方法、应用领域以及未来发展方向。
我们来了解一下物元可拓关联度的定义。
物元可拓理论是由中国科学家宋林等人提出的一种推理理论，能够对不确定信息和知识进行处理，适用于多领域的问题求解。
物元可拓关联度是在物元可拓理论基础上提出的一个概念，用于表示不同物理实体之间的关联度。
物元可拓关联度可以帮助我们分析事物之间的联系程度，为决策和问题解决提供重要的参考依据。
物元可拓关联度的计算方法是关键所在。
计算物元可拓关联度需要先确定关联度的度量方法，然后根据不同物理实体之间的关系进行计算。
常用的计算方法有物元间隶属度综合法、物元模糊集的相似度法、熵权法等。
这些方法都可以帮助我们量化物理实体之间的关联度，为进一步分析和决策提供基础数据。
物元可拓关联度在不同领域都有着广泛的应用。
在生产制造领域，可以利用物元可拓关联度对供应链、生产线等进行关联度分析，优化生产流程，提高生产效率。
在人工智能领域，物元可拓关联度可以帮助机器学习系统更好地理解和分析数据，提高智能算法的准确性和效率。
在生物信息学领域，物元可拓关联度可以用于分析基因之间的关联度，推断基因之间的相互作用关系，为生物学研究提供重要参考。
未来，物元可拓关联度在更多领域的应用前景广阔。
随着大数据、人工智能等技术的不断发展，物元可拓关联度的应用范围将会越来越广泛。
物元可拓理论本身也会不断完善和发展，为物理实体之间关联度分析提供更加准确和可靠的方法。
物元可拓关联度是一种重要的关联度分析指标，可以帮助我们量化不同物理实体之间的关联程度，为决策和问题求解提供重要的参考依据。
在未来的发展中，物元可拓关联度将会在更多领域实现应用，为不同领域的发展带来新的机遇和挑战。
可拓控制的物元模型及其控制算法
2000年6月系统工程理论与实践第6期 文章编号:100026788(2000)0620126205可拓控制的物元模型及其控制算法阳 林,吴黎明,黄爱华(广东工业大学五山校区机电工程二系,广东广州510643)摘要: 可拓控制是新近发展起来的智能控制的前沿研究课题,从理论到应用都有许多方面值得进一步研究和探讨Λ本文从可拓学的基本特色出发,提出了可拓控制的物元模型,并提出了初步的控制算法Λ关键词: 可拓控制;物元模型;可拓算法 αT he M atter E lem en t M odel andA lgo rithm of Ex ten si on Con tro lYAN G L in W U L i2m ing HU AN G A i2hua(Guangdong U n iversity of T echno logy,Guangzhou510643)Abstract Ex ten si on con tro l is a new ly developed in telligen t con tro l m ethod in the ad2vanced research field.T here are m any aspects w o rth to be fu rther studied and dis2cu ssed.In th is paper,the m atter elem en t model of ex ten si on con tro l and its algo rithmare estab lished based on the ex ten si on theo ry.Keywords ex ten si on con tro l;m atter elem en t model;ex ten si on algo rithm1 引言如何对那些无法用数学模型来精确描述的控制对象或过程进行精确的控制,一直是人们研究的重要课题Λ传统控制方法未能从根本上完全解决控制问题,在实际应用中遇到许多难以逾越的障碍,因而以模拟人的控制行为为出发点的智能控制方法成为当代控制理论与应用的主要发展方向Λ传统控制方法有P I D控制、变结构控制、自适应控制等Λ模糊控制、神经网络控制、专家控制、拟人智能控制等智能控制方法的发展为解决这类控制问题提供了有效的工具Λ可拓控制方法的提出又为此增加了新的手段Λ可拓控制是新近发展起来的智能控制的前沿研究课题,它将可拓集合理论引入智能控制的研究领域而最早由王行愚等提出的一种新型的智能控制方法Λ可拓学,开始于研究不相容问题的转化与解决的规律Λ文献[1]的发表标志着这门新学科的诞生,文献[2]的发表标志着可拓学走过了它的初创阶段,文献[3]的发表意味着可拓学学科进入了最后的完成阶段,目前可拓学的研究工作已经进入应用领域Λ可拓学中可拓集合论的提出,为研究智能控制又提供了一种重要的工具Λ可拓集合论是对经典(Can to r)集合论、模糊(Fuzzy)集合论的进一步开拓,因此可望以可拓集合论为基础的可拓控制更有优越性,它有可能突破现有智能控制方法的局限,解决其它智能控制难以解决和解决得不够好的控制问题Λ国内较早进行可拓控制研究的有华东理工大学、清华大学等,并且已有一些关于可拓控制的研究成果Λ如华东理工大学王行愚等最早提出了可拓控制的基本思想、结构和原理,该项研究得到了国家自然科α收稿日期:1998212214资助项目:广东省博士启动基金(974179)学基金的资助[4];李健、胡琛等提出了可拓控制器的构成方法并进行了仿真研究;清华大学潘东和金以慧提出了双层结构自学习可拓控制器,并进行了仿真分析[5]Λ国内的这些研究建立了可拓控制的基本理论和方法,研究的结果表明可拓控制具有良好的发展潜力Λ目前国内正在进行可拓控制研究的还有山东工业大学、浙江工业大学、广东工业大学等Λ国外如美国、日本和台湾等也极为关注可拓控制的研究Λ另一方面,由于可拓控制本身正处于发展的过程中,已有的一些概念和提法都有值得进一步探讨的地方,如可拓控制的本质,物元及物元变换在可拓控制中的应用,关联函数的建立方法,等等Λ本文将在可拓控制的这些方面进行研究和探讨Λ作者相信,尽管可拓控制的研究现在仍处于初始阶段,成果不多,但随着可拓控制研究的不断深入,它将为人们解决复杂控制系统中的难题,提供更新更好的工具Λ2 可拓控制的物元模型可拓控制的基本概念、结构和原理最早是由王行愚等提出,基本思想是利用可拓集合从信息转化的角度来处理控制问题,基本概念有:特征量 描述系统状态的典型变量称为特征量,用C 表示Ζ特征状态 由特征量描述的系统状态称为特征状态,用S 表示,S =(C 1,C 2,…,C n )Ζ特征状态关联度 以控制指标所决定的系统特征状态的取值范围为经典域X ,以选定操纵变量下的系统可调节的特征状态的取值范围为节域X p ,建立关于系统特征状态S 的可拓集合X ,则系统调节过程中的任一状态与可拓集合X的关系用实数K X (S )表示,称为特征状态关联度,其值域为(-∞,+∞)Ζ并有:a )当K X(S )>0,表示特征状态S 符合控制要求的程度;b )当K X(S )<-1,表示在所采用的操纵变量下,无法通过改变操纵变量的值而使特征状态转变到符合控制要求的范围,此时需要变换控制变量或操纵变量:c )当-1<K X(S )<0,表示在所采用的操纵变量下,可以通过改变操纵变量的值而使特征状态转变到符合控制要求的范围Ζ特征模式 由特征量表示的系统运动状态的典型模式称为特征模式,表示为:5i =f i (c 1,c 2,…,c n ) i =1,2,…,r其中5i 表示第i 个特征模式,f i 表示关于5i 的模式划分,r 为特征模式个数Ζ测度模式 根据特征状态关联度划分的模式称为测度模式,表示为:M 1={S K X(S )>0};M2={S -1<K X (S )<0},M2i ={S Αi -1<K X (S )<Αi ,S ∈M 2},其中-1=Α0<…<Αi -1<Αl <…<Αm =0,i =1,2,…,m ;M 3={S K X (S )<-1}等Ζ 可以看出,可拓控制是利用了可拓集合论中关联度的概念作为控制信息转化的标志,即K X(S )=0和K X(S )=-1分别指示出特征状态符合与不符合控制要求,以及可转变与不可转变为符合控制要求的分界Ζ可拓控制系统的结构如图1所示Ζ1)数据库:存放来自被控过程的给定参数,过程输出值及处理的中间数据等;各种经验参数,如经典域、可拓域范围,特征模式划分及测度模式划分等经验参数Ζ2)知识库:存放专家领域知识和被控过程的先验知识等Ζ3)特征模式识别:通过传感元件或观测器从被控系统中提取刻画系统动态特征的特征信息,并经过处理归入某一特征模式Ζ4)特征状态关联度计算:类似模糊控制中计算隶属度,须先建立关联函数,通过系统当前状态值利用关联函数可以算出相应的关联度Ζ5)测度模式识别:利用算出的系统当前特征状态关联度,将系统状态归入某一模式,为可拓控制决策721第6期可拓控制的物元模型及其控制算法821系统工程理论与实践2000年6月图1 可拓控制系统的基本结构提供依据Ζ6)推理机制:可拓控制中可以采用多种推理方式,当采用产生式系统表示推理规则可表示为:IF<测度模式M i>T H EN<控制模式u i>Ζ7)控制策略:可由两种形式给出:a)将控制器输出信号划分成若干区间[u i-1,u i](i=1,2,…,r),每段作为一个控制模式,再根据具体算法确定控制器输出:u=h i(K X (S),u i-1,u i),其中,h i表示由区间[u i-1, u i]和关联度K X (S)计算u的算法Ζb)采用一组具有开闭环以及多模态变结构功能的控制策略:如u1={u (t)=u m ax},u2={u(t)=u m in},u3={u(t)=u(t-1)}等Ζ从以上可拓控制的内容来看,它引入了可拓学中的关联函数,并末完全引入可拓学的基本内核,难于回答可拓控制与其它智能控制方法的本质区别与联系Ζ作者认为,可拓控制应反映可拓学的基本特色Ζ可拓学的特色之一是物元和物元的可拓性,可拓学首先建立了能够把事物的质和量有机结合起来的重要概念——“物元”,且以物元作为这门学科的逻辑细胞Ζ这就为描述事物和与该事物相关的实际问题提供了方便的工具,也为建立问题的物元模型,进而借助物元变换解决问题打下了基础Ζ物元的可拓性包括发散性、共轭性、相关性、可扩性,它们是物元变换的依据Ζ基于以上思想,作者认为,可拓控制应具有以下特征:1)系统的输入是物元或物元集,体现对被控制事物、特征和特征量值的要求Ζ2)控制模型为物元模型,模型输入是物元,系统对输入的事物、特征和相应的量值都有要求,因此控制模型必须是物元才能满足控制要求Ζ3)输出是物元或物元集,这是由输入物元和控制系统的物元模型决定的;4)可拓控制的突出点是能够将难以控制的问题转化为可以控制的问题,也就是将系统在K(S)<-1的状态最终转化为K(S)>0的状态;5)解决上述控制难题的转化工具是物元变换,通过对物元三要素(事物、特征和特征量值)的变换以及它们的组合变换,可以变换输入物元、输出物元和控制系统的物元模型,从而达到控制的目的Ζ根据可拓学的特色,可拓控制通过引入物元的概念,系统的控制问题便可以用物元模型来描述,系统中难以控制的问题便可以通过物元变换的转化工具转化为可以控制的问题,这样,可拓控制就是充分利用了可拓学基本理论和特色的一种控制方法Ζ物元和物元模型使可拓控制在形式上不同于其它的智能控制方法,而通过物元变换使系统中不可控制问题转化为可控制的问题,更使可拓控制本质上不同于其它的智能控制方法Ζ通过引入物元的概念后,可拓控制的物元模型如图2所示Ζ图2 可拓控制的物元模型框图3 可拓控制算法 仍将可拓控制器分为上、下两层结构,即基本可拓控制器和上层可拓控制器,其控制算法相应地可以表述为:311 基本可拓控制器在控制输出特征平面上取经典域为:R 0s =(N ,C 0s ,V 0s )(3.1)其中V 0s =[a ,b ]为量值的有界实区间;在控制输出特征平面上取节域为:R s =(N ,C s ,V s )(3.2)其中V s =[a ′,b ′]为量值的有界实区间;由此得出基本可拓控制器关于控制信息的关联度为:K (s )=Θ(s ,V 0s )d (s ,R 0s ,R s )(3.3)其中,Θ(s ,V 0s )为s 到V 0s 的距,d (s ,R 0s ,R s )为s 关于R 0s ,R s 的位置值Ζ基本可拓控制器的输出控制算法为:1)K (s )Ε0时,输出维持上一时刻的输出物元;2)-1ΦK (s )<0时,输出按照物元模型的算法求出输出物元,算法的具体形式需根据对象的具体特点来确定;3)K (s )<-1时,输出为最大控制量值的输出物元Ζ即R u (t )=R u (t -1), K (s )Ε0R u (t )=f (R y ,K (s )), -1ΦK (s )<0R u (t )=R u m ax , K (s )Φ-1(3.4)312 上层控制器在控制效果特征平面上取经典域为:R 0p =(N ,C 0p ,V 0p )(3.5)其中V 0p =[d ,e ]为量值的有界实区间;在控制效果特征平面上取节域为:R p =(N ,C p ,V p )(3.6)其中V p =[d ′,e ′]为量值的有界实区间Ζ由此得出上层可拓控制器关于控制效果的关联度为:K (p )=Θ(p ,V 0p )d (p ,R 0p ,R p )(3.7)其中Θ(p ,V 0p )为p 到V 0p 的距,d (p ,R 0p ,R p )为p 关于R 0p ,R p 的位置值Ζ上层可拓控制器的输出控制算法为:1)K (p )Ε0时,控制效果满足要求,可按原基本可拓控制算法输出;2)-1ΦK (p )<0时,控制效果不满足要求,此时可修改各参数,或改进基本可拓控制算法R u (t )=f 921第6期可拓控制的物元模型及其控制算法031系统工程理论与实践2000年6月(R y,K(s))的形式,从而使控制效果满足要求;3)K(p)<-1时,该系统的物元模型{R m}不能满足控制要求,需要进行物元变换,特别是事物变换或特征变换,以改变系统的物元模型Ζ即:R u(t)=f(R y,K(s)), K(p)Ε0(3.8)R u(t)=f′(R y,K(s)), -1ΦK(p)<0{R m(t)}=T{R m(t-1)}, K(p)<-14 结束语本文中,作者从可拓学的特色出发,在可拓控制中引入物元的概念,提出了可拓控制的物元模型,并提出了初步的控制算法Ζ用物元模型来描述系统中的控制问题,通过物元变换的转化工具将系统中难以控制的问题转化为可以控制的问题Ζ物元和物元模型的提出使可拓控制在形式上不同于其它的智能控制方法,而通过物元变换使系统中不可控制问题转化为可控制问题,更使可拓控制与其它智能控制方法具有本质上的不同Ζ如何根据实际对象将物元模型具体化并用于控制,仍有待于进一步的研究Ζ参考文献:1 蔡文1可拓集合和不相容问题[J]1科学探索学报,1983,8(1):36～39.2 蔡文1物元模型及其应用[M]1北京:科学技术文献出版社,1994.3 蔡文主编1从物元分析到可拓学[M]1北京:科学技术文献出版社,1995.4 潘东,金以慧1可拓控制的探索与研究[J]1控制理论与应用,1996,13(3):305～311.(上接第125页)411 正向推理正向推理是指系统执行预言性的推理,即由前提条件出发,验证问题的结果是否正确,一旦初始条件被设置到某一物元知识单元,正向推理便相当于首先在一个由“r”所构成的层次结构中进行宽度发散优先搜索,然后根据b j和W2j的要求进行收敛,自动进行结论评判Ζ4.2 反向推理反向推理是指系统执行解释性的推理,即从结论出发,验证条件的正确性Ζ其推理过程为:一旦初始条件被设置到网络中的某一物元知识单元,反向推理机制将自动决定这个初始条件是由网络中哪些知识单元所推出,以对其推理行为作出合理的解释Ζ5 结论本文提出的菱形思维可拓神经网络模型,利用物元的可拓性来指导神经网络的学习,又利用神经网络的自学习功能使菱形思维过程便于实现,体现了神经网络于可拓学相结合的优越性和可行性Ζ参考文献:[1] 蔡文等1可拓工程方法[M]1北京:科学出版社,19971[2] 蔡文.物元模型及应用[M].北京:科学技术文献出版社,1994.[3] 焦李成.神经网络系统理论[M].西安:西安电子科技大学出版社,1992.[4] 何斌,王若思.物元演绎推理[J].系统工程理论与实践,1998,18(1):85～92.[5] 谭民,疏松桂.递归联想记忆及在故障诊断中的应用[J].自动化学报,1991,17(4):476～479.。
用物元-可拓分析实现电能质量综合评价
用物元-可拓分析实现电能质量综合评价董张卓;路瑜【摘要】采用物元-可拓学基元分析及关联函数,结合熵权法,建立了电能质量的客观评价模型。
采用关联函数对单项指标进行度量,克服了集合方法不能准确度量指标,以及模糊隶属函数无法度量超出单项指标范围的缺陷;采用熵权法计算指标权重,克服了主观确定权重评价方法缺陷。
最后通过实际算例验证了该方法的可行性。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2014(000)024【总页数】7页(P54-59,70)【关键词】供电系统;电能质量;物元-可拓学;评价体系【作者】董张卓;路瑜【作者单位】西安石油大学电子工程学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TM711电能具有质量属性,尽管世界各国制订了各种电能质量标准,通过一系列的单项电能质量指标定量描述电能质量优劣,但是缺乏总体电能质量的描述[1]。
电能质量综合评价是综合考虑各项指标对电能质量的影响,建立相应的综合评价模型,给出待评价的电能质量的综合水平[2-7]。
客观合理地评价电能质量是电能质量研究的方面之一。
衡量电能质量优劣的综合指标是一个考虑多因素耦合、复杂的,且受电力系统结构、参数影响的指标。
目前的评价方法有层次分析法[3]、模糊评价方法[3-7]、粗糙集[8]方法等,评价过程涉及单项指标的隶属度,集合的隶属度用概率统计或用隶属函数确定,隶属度无法反映指标值超出取值范围的优劣程度。
这些方法可分为两类,一类方法关键的参数需要人为给定,其评价的结果准确性受主观因素的影响;另一类通过统计方法确定权重,需要大量的样本。
不合理的赋权造成计算结果误差较大。
对隶属度进行改进和采用客观的权重对电能质量指标进行评价是研究的重点[9-11]。
物元-可拓学[12]是用形式化的模型,事物拓展的可能性以及开拓创新的规律与方法,用于解决相容和不相容矛盾问题。
其中的关联函数建立了点和区间的新的距离概念,能更准确的度量隶属度,解决了采用模糊或类的综合评价方法,使隶属函数无法反映指标超出规定范围时的电能质量指标的隶属情况。
物元可拓源码
物元可拓法于80年代由我国蔡文教授创立，目前已广泛应用于新产品构思与设计、优化决策、控制、识别与评价等各个领域，无论在理论还是在实践上都发挥了越来越重要的作用。
物元是描述事物的名称、特征及量值3个基本元素的简称，在形式上可记为M=(N，c，v)=(N，c，c(N))。
其中M、N、c、v分别是Matter、Name，Character， Value的缩写。
可拓集合是用关联度将模糊集合的[0，1]闭合区间连续取值拓广到(-∞，+∞)实数轴，以表达物元的量值为实轴上的一点时符合要求的程度。
物元分析是研究物元及其变化并用以解决矛盾问题的规律和方法，可拓学是用形式化的工具，从定性和定量两个角度去研究解决矛盾问题的规律和方法。
物元可拓法结合二者，是将辨证逻辑和形式逻辑相结合的可拓逻辑，丰富了事物的内涵，客观地反映了物质世界的真实状态。
本次选用评价因子污染贡献率方法来确定权系数。
主要计算程序：Dim sRow As Integer, sCol As Integer'起始的行与列Dim i As Integer, j As Integer'循环变量Dim Xj As Double'定义实测值Dim Aij As Double, Bij As Double'定义标准域区间Dim Apj As Double, Bpj As Double'定义节域变量Dim YZS As Integer'定义评价因子个数Dim DJS As Integer'定义评价等级数'得到起始行列值sRow = InputBox("请输入监测数据第一个数的行号！", "输入行号", 0)sCol = InputBox("请输入监测数据第一个数的列号！", "输入列号", 0)YZS = InputBox("请输入评价因子个数!", "输入因子个数", 0)DJS = InputBox("请输入评价等级个数!", "输入评价等级数", 0)'插入标记列文字With Sheets("sheet1")For i = 1To DJSCells(sRow + DJS + 2 + i, sCol - 1).Value = "关联函数k_等级" & iNext iCells(sRow + 2 * DJS + 3, sCol - 1).Value = "X/S"Cells(sRow + 2 * DJS + 4, sCol - 1).Value = "归一化权重"For i = 1To DJSCells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol - 1).Value = "关联度K_等级" & iNext iCells(sRow + 3 * DJS + 5, sCol - 1).Value = "可拓指数"'按列循环计算For j = sCol To sCol + YZS - 1'赋初值Xj = Cells(sRow, j).Value '实测值Apj = Cells(sRow + 1, j).Value '可拓域最小值Bpj = Cells(sRow + DJS + 2, j).Value '可拓域最大值For i = 1To DJS'对aij,bij赋值Aij = Cells(sRow + i, j).ValueBij = Cells(sRow + i + 1, j).Value'按条件选择公式计算关联度If Xj > Aij And Xj < Bij Then'xj<Xij 点x位于本标准之内If Xj <= ((Aij + Bij) / 2) ThenCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = -(Aij - Xj) / (Bij - Aij) ElseCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = -(Xj - Bij) / (Bij - Aij) End IfElse'xj<>Xij 点x位于本标准之外If Xj < Aij Then'x位于标准的左边,此时有x<(ai+bi)/2If Xj <= (Apj + Bpj) / 2ThenCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Aij - Xj) / (Apj - Aij) ElseCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Aij - Xj) / (2 * Xj - Bpj - Aij) End IfElseIf Xj > Bij Then'x位于标准的右边,此时有x>(ai+bi)/2If Xj <= (Apj + Bpj) / 2ThenCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Xj - Bij) / (Apj + Bij - 2 * Xj) ElseCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Xj - Bij) / (Bij - Bpj) End IfEnd IfEnd IfNext iNext j'计算X/SFor j = sCol To sCol + YZS - 1Dim a As Doublea = 0For i = 1To DJS + 2a = a + Cells(sRow + i, j)Next iCells(sRow + 2 * DJS + 3, j).Value = Cells(sRow, j).Value * (DJS + 2) / a Next j'计算权重'计算x/s的总和a = 0For i = sCol To sCol + YZS - 1a = a + Cells(sRow + 2 * DJS + 3, i)Next iFor j = sCol To sCol + YZS - 1Cells(sRow + 2 * DJS + 4, j).Value = Cells(sRow + 2 * DJS + 3, j).Value / aNext j'计算关联度Cells(sRow + 2 * DJS + 4, sCol + YZS) = "综合关联度"For i = 1To DJSFor j = sCol To sCol + YZS - 1Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, j).Value = Cells(sRow + DJS + 2 + i, j).V alue * Cells(sRow + 2 * DJS + 4, j).ValueNext jDim k As Integera = 0For k = sCol To sCol + YZS - 1a = a + Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, k) '综合关联度累加Next kCells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value = aNext i'计算可拓指数'找最小与最大关联度Dim Kmax, Kmin As DoubleKmax = Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + 1, sCol + YZS).ValueKmin = KmaxFor i = 2To DJSIf Kmax < Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value ThenKmax = Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).ValueEnd IfIf Kmin > Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value ThenKmin = Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).ValueEnd IfNext iDim KXP() As DoubleReDim KXP(DJS) As DoubleFor i = 1To DJSKXP(i) = (Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value - Kmin) / (Kmax - Kmin)Next iDim FZ, FM As DoubleFor i = 1To DJSFZ = FZ + i * KXP(i)FM = FM + KXP(i)Next iCells(sRow + 3 * DJS + 5, sCol).Value = FZ / FMEnd With我做地下水水质评价时用到的公式是这样的:矩跟关联度的公式是通常用到的那个,即:p(xj,xij)=|xj-0.5(aij+bij)|-0.5(bij-aij)关联函数计算公式:当xj属于xij时,ki(xj)=-p(xj,xij)/|xij|当xj不属于xij时,ki(xj)=p(xj,xij)/[p(xj,xrj)-p(xj,xij)]综合关联度计算公式:Kj(p)=a1*kj(x1)+a2*kj(x2)+...+an*kj(xn)权重用的污染因子贡献率法:ai=(xi/Si)/(x1/S1+x2/S2+...xn/Sn)可拓指数用公式:KXP=(Kj(X)-Min(Kj(X)))/(Max(Kj(X))-Min(Kj(X)))由于涉及的内容或者思路一同,可能选用的关联度计算公式,权重计算公式不同,酌情参考。