大规模复杂系统建模及其优化控制研究

大规模复杂系统建模及其优化控制研究

随着社会的不断发展，科学技术的不断更新，大规模复杂系统

建模及其优化控制研究已经成为一种重要的技术手段。因为，这

种方法不仅能够为工业界带来质的飞跃，提高生产效率，还可以

优化能源利用，改善环境保护。

大规模复杂系统是指由大量的相互作用的组成部分所构成的复

杂系统，如机电一体化系统、网络系统、电力系统、交通运输系统、生态环境系统等。这些系统的复杂性体现在以下几个方面：1. 系统的结构复杂，包含大量独立但相互作用的部件；2. 系统的运

行行为与其部件间的相互作用及其非线性关系有关；3. 系统具有

多种多样的性能指标，且相互之间存在着矛盾关系。

因此，对于这种复杂系统，如何进行建模及控制优化就成为了

普遍问题。传统的建模方法包括基于统计方法、解析方法、仿真

方法等。但这些方法在把握复杂系统的非线性、动态行为等方面，还存在一定的局限性。因此，在大规模复杂系统建模和控制研究

中逐渐发展出了许多新方法。

其中，现代控制理论、计算机科学、信息科学、数学等领域的

发展，为大规模复杂系统建模与优化控制研究提供了广阔的空间。在机电一体化系统、网络系统等领域，经济性、技术性指标的优

化控制问题成为了研究的热点。对于这些问题，很多学者采用了

线性化建模、模型求解和非线性迭代优化控制等方法。

但是，对于电力系统和交通运输系统等领域，因为其具有很强

的非线性动态特性，研究过程中涉及到的因素更为广泛。例如，

电力系统的建模需要考虑负载的特性、电机的特性、变电站的电

缆长度、电缆的电阻等。而交通运输系统的建模则需要考虑交通

流的状态、车速、密度、安全距离、时空分配等诸多因素。

为了更加准确地模拟这些复杂系统，研究者们逐渐发展出了一

些新方法，如动态知识表示、混沌控制、模糊控制、神经网络控制、基于智能算法的优化控制、结构控制等。这些方法在实际控

制系统中得到了广泛应用，也取得了显著的效果。

总之，大规模复杂系统建模及优化控制研究是一个广泛而复杂

的领域。协调各个相关学科的发展，研究出更加精准的建模方法

及控制策略，能够为各行各业的技术发展提供更好的支撑和服务。