复杂(大)复习题、答案.docx

１、复杂系统（大系统）理论概念：1.1典型的复杂系统是什么（p1）工程技术大系统社会经济大系统生态环境大系统1.2什么是复杂（大）系统（p8）由于大系统本身的不确定性、不确知性，这里不去追求严格的、定量的、数学上的定义，而是从客观实际的大系统出发。归纳出关于大系统的共性概念，即规模庞大、结构复杂、功能综合、因素众多的系统1.3 复杂（大系统）的一般特点（P1-P2）规模庞大 （2）结构复杂 （3）功能综合 （4）因素众多(5)目标多样1.4 复杂（大）系统控制形式？（不确定）广义模型，协调控制，智能控制，最经济控制（网上版）科学方法： 分解方法，集成方法，人机方法，拟人方法，灰箱方法，启发方法1.5为何要研究复杂系统？复杂系统有何重要性？(P2)大系统关系到经济发展、社会进步、人民生活、国家安危、世界稳定、生态环境等大问题，所以受到国际上广泛关注和重视（国际学术会议的热门论题；研究机构的重大课题；学术刊物的重要专题），重要性表现在：如果大系统运行状态好、效益高、稳定、可靠、优化、协调，将有利于国计民生，造福于人类社会；反之，大系统运行状态差、效率低、失稳、故障、劣化、失调，将危害人民的生命财产，破坏社会环境、国家安定乃至世界和平。1.6 什么是控制论系统？有几种类型？（92-95页）控制论系统：是广义的控制系统，包括的生物控制系统、机器控制系统、机器与生物组成的控制系统等、由控制者与被控制对象等组成。控制论系统是广义的控制系统，泛指工程技术、社会经济、生物生态领域的各种控制系统。（看一下93页的图7-1 控制论系统图 有助于理解） 类型：“物——物”控制论系统 “人——物”控制论系统 “人——人”控制论系统1.7 什么是摄动法？（p44）摄动法是小参数摄动理论在大系统模型简化方面的应用，是一种把系统视为理想模型的参数或结构作了微小扰动的结果来研究其运动过程的数学方法，主要分为奇异摄动法和非奇异摄动法。1.8有哪些控制结构形式？(P11倒数第四段)基本结构：集中控制、分散控制、递阶控制结构变型：多级控制、多层控制、多段控制结构进化：分散控制-集中控制-递阶控制复杂系统数学模型2.1复杂系统数学模型的特点 （p18-20）多输入，多输出，多层次，阶次高，维数多模型的局限性：a.主动性:大系统中是主动系统，其中往往包含有主动环节一人b.不确定性：大系统包括含有许多不确定性因素、例如模糊性和随机性。c.不确知性：大系统通常是信息不完全、数据不精确、知识不充分的系统，难以建立完备的、精确的数学模型。模型的适用性：兼顾“模型的精确性”与“方法的有效性”。即可对系统进行适当精度描述，又能对系统进行有效地分析与综合。2.2复杂系统数学模型建立的方法与思路（P17-P18）数学模型建立的方法是系统辨识和广义模型。主要思想：（1）数学模型、知识模型、结构模型的灵活运用，相互结合，构成集成模型。将系统辨识、人工智能、图论方法相结合，建立集成模型。（2）控制者模型、被控制对象模型相结合，组成控制理论模型，引用人工智能专家系统技术和模糊数学方法，建立控制者模型、主动系统模型、不确知系统模型。（3）根据大系统结构特点，采取“变粒度”方法，发展“多层状态空间”、“多重广义算子”等变粒度模型。（4）将人工智能方法引入系统辨识技术，发展智能辨识技术，建立不确定系统，发展中系统的自学习、自适应、自组织等智能模型。感觉有问题，不建议采纳=下面是百度上的还行复杂系统的建模方法：神经网络的建模方法，灰色系统的建模方法，基于Agent的行为建模方法，基于LPF算法的多模型、粗糙集理论、结构、常微分方程、现象的建模方法。思路：必须采用整体论的观点考虑复杂系统的问题复杂系统问题不纯在“一劳永逸”的解决方案复杂系统不存在一般意义下的最优解，更不存在唯一的最优解根据“简单的一致”原理，从对简单对象及其相互作用的基本一致的认识出发，充分考虑简单的对象的主动性和随机性，通过综合集成，从行为生成的角度出发，自上而下地建立复杂系统模型。数学模型建立的方法是系统辨识和广义模型。数学模型分为静态和动态模型。静态数学模型通常采用线性、非线性一阶多元代数方程组的方法建立数学模型；动态数学模型通常按自变量不同可分为时域数学模型（自变量为时间t）、频域（自变量为广义频率s）数学模型。时域模型通常采用微分或差分方程的方法建立数学模型，频域模型通过拉氏变换或z变化的传递函数或传函矩阵方法建立数学模型。2.3广义模型是指哪些？建模原则、方法、步骤？广义模型指（p22）：集成模型、控制者模型、变粒度模型、智能模型建模原则（p31）：分离性、因果性、主次性、时空性建模方法（p32）：“演绎-归纳”建模法、“分解-联合”建模法、“人机结合”建模法建模步骤（p33）：需求分析、环境调研、方案设计、方法配置、技术