定性建模_仿真和控制

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1、第12卷第6期系统仿真学报Vol.12No.62000年11月JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONNovember2000文章编号:1004-731X(2000)06-0584-08定性建模仿真和控制方瑾,白方周,邵晨曦中国科大计算机系,合肥230027摘要概括介绍了定性建模仿真和定性控制的产生和发展以及理论研究现状并说明了在国外的应用情况最后对该领域的发展前景作出评述关键词定性模型;定性仿真;定性控制中图分类号:TP391.9TP273文献标识码:AQualitativeModeling,SimulationandControllingFANGJin,BAIFang-zhou,

2、SHAOChen-xi(ComputerDept.UniversityofScienceandTechnologyofChina,hefei230027,China)Abstract:Thispaperdescribesthebirthanddevelopmentofqualitativemodelling,qualitativesimulation,andqualitativecontrolling.Thenintroducesthecasesofqualitativesimulationresearchintheoryandtheapplicationinforeigncountries.

3、Finallymakescommentsonthetrendsandthedirectionsofthedevelopmentinthefield.Keywords:qualitativemodel;qualitativesimulation;qualitativecontrol的自动控制领域的学者们对定性问题的研究也很感兴1定性建模仿真和控制的产生和发展1趣他们要从系统的定性行为中获得所研究系统的性质[4]经济学家们和自动控制学者们所获得的结果具有一定定性仿真和定性控制的兴起是近十来年内的事然而的一般性因为这些结果是从一般模型的微分方程中得来用定性的手法去表示事物应用定性的方法去思考问题却的

4、这些研究工作对其他领域有很大的潜在应用价值为以早就不是新鲜的话题了很早以前人工智能领域就出现了后的定性建模仿真和定性控制理论的发展奠定了基础定性这个词并且被用到很多领域这些学者对定进入八十年代当人工智能领域开始研究定性代数性感兴趣的原因主要有以下几个方面时定性问题的研究出现了一个很大的转折这个转折是无法从以前所研究的系统中得到构造通常定量模型由于人们想构造出一个像人类至少要像工程师那样去所需要的定量数据研究物理系统的计算机系统也就是要复制一个人类的思想得到通常模型的一般解而不是某个特定模型的特殊维模型去研究物理系统这方面最早的文章要数Johnde解即所研究的是一类事物的现象而不是单个对象的特征

5、[5]该系统可以用来定性地研Kleer的NEWTON系统的报导希望自己的模型能够按照或者模仿人类的思维方式去推究一些简单的机械运动问题NEWTON系统给出了定性状理并且能够给出一个人们比较容易理解的结果态转换图的重要概念描述了可能的定性行为转变顺序六十年代起经济学家们便开始发展用定性系统分析后来deKleer等人开发了用定性知识研究电路的系统问题的技术了为了处理那些得不到研究对象精确模型的[6]该系统应用已知电路部件的正常行为模型错LOCAL问题他们按照自己思考问题的方式发展了因果序[1]和统误行为模型去分析电路实际行为和系统预测行为的不一致计比较[2]等方法基于符号代数的定性矩阵运算方法在这

6、之处用以诊断电路的错误这种思想后来发展成为基于个时候也诞生了同时针对定性问题的应用产生了定模型的故障诊断系统MBDModelBasedDiagnosis性决策等新的手段也就在这时ThomR提出了突变理论1984年可以看成是定性推理和定性仿真研究的诞辰[3]年国际人工智能杂志第一次出版了关于定性问题的专辑Catastrophetheory这种定性数学理论Thom注意到人们即便是在定量地思考问题时定量也仅仅是一种[7]该专辑刊载了至今仍对定性仿真研究具有较大影响的手段思维很难被算术范围所困住思考的结果总是定性一些文章包括JohndeKleer和SeelyBrown的NVISIONKennethD.

7、Forbus的定性过程理论QPTBenjaminKuipers收稿日期:1999-10-08提出的动态定性仿真算法QSIM等定性仿真的概念也逐渐基金项目:受国家自然科学基金资助,项目号:69974038被学者认同定性仿真是以非数字手段处理信息输入作者简介:方瑾(1974-),女,安徽歙县人,博士,研究方向为定性仿真人建模行为分析和结果输出等仿真环节通过定性模型推工智能白方周(1933-),男,河南