一种复杂系统多源信息分析建模新方法.PDF

一种复杂系统多源信息分析建模新方法 张玉存,邢婷婷 (燕山大学电气工程学院,河北秦皇岛 066004) 摘 要: 根据多源信息的耦合和系统状态属性, 将拓扑反变理论应用到多源信息分析中, 构建复杂系统多源信 息的空间表述,组成拓扑空间, 推导拓扑反变关系, 进而实现复杂系统多源信息的特征评判和动态监测, 为复杂系统多 源信息表示和运行状态智能监测与控制奠定基础. 将该方法应用到机械手加工系统中,对机械手动态准确性进行监 测,建立精度评价标准, 验证提出的理论方法正确性. 关键词: 复杂系统; 多源信息; 拓扑反变; 机械手 中图分类号: TP18 文献标识码: A 文章编号: 037222112 ( 2009) 1122427205 A New Method on Analyzing Modeling of Multi2Source Information in Complicated System ZHANG Yu2cun, XINGTing2ting ( Institute of Electrical Engineering , Yanshan University , Qinhuangdao, Hebei 066004, China) Abstract: According to multi2source information coupling and the conditional quality of the system, topology contravariant theory is applied to the complicated system of multi2source information analysis, topology contravariant relations were designed and the result can be expected to be of describing complicated multi2source information, evaluating character, dynamic analysis. The new method was laid the foundation of expressing complicated system of multi2source information and intellectual monitoring and control in running. Using the technique to the machining manipulator system, dynamic state of manipulator was monitored accurately. Preci2 sion was founded and the theory was tested. Key words: complicated system; multi2source information; topology contravariant; manipulator 1 引言 对信号、系统的状态特征或不确定性进行描述的方 法主要有基于模糊处理[ 1]、符号表示[ 2]、信息熵原理[ 3] 等,其中用于定量描述信息不确定程度和复杂性程度的 信息熵方法,由于其可以与不同信号处理手段有机结合 构建多种信号变换空间 (如时域、频域、时频域)的信息 测度模型,因而对多源信息特征提取及融合问题更具优 势,并得到了广泛关注[ 4, 5] .其后 S M Pincus[ 6, 7]衡量时 间序列复杂性的角度提出近似熵 ( Approximate Entropy) 的概念,并应用于生理性时间序列的复杂性分析中; D Dumitrescu[ 8]、Changman Son[ 9]、Jiu2Lun Fan[ 10]提出并扩展 模糊熵测度理论等. 本文将拓扑 反变理论应用到多 源信息分析 中[ 11, 12] ,提出用于复杂系统多源信息特征提取及综合 表示的信息空间变换方法, 并构建拓扑反变关系,实现 复杂系统运行状态的智能监测与评价. 2 复杂系统拓扑空间建立 假定复杂系统原始信息空间为 X,根据状态特征的 不同属性和参量耦合等特点,将复杂系统获取的参量特 征信息分为N 类,每类特征中有 ni ( i= 1, 2, , , N)子特 征.假定各类特征间是不相关的,将特征全体表示为 X = ( X 1 , X2 , , , X N) , X i为复杂系统状态随时间变化的 相应时刻原始信息的第 i 类特征子空间.由于各类特征 间不相关, X i之间线性无关, 则一定存在一组子基{a i}