復雜系統(tǒng)的多分辨率建模與模型的聚合方法及其應用.pdf

1、復雜系統(tǒng)的仿真和優(yōu)化控制是以建立對象合理而準確的數(shù)學模型為基礎的,但復雜系統(tǒng)本身具有一定的復雜性,對其進行建模和仿真時,會存在大量不同模式的信息數(shù)據(jù)(定量的、半定量的、定性的),它們從不同角度不同層次反映系統(tǒng)的行為,而且往往具有不同的粒度和分辨率,傳統(tǒng)的建模方法不能滿足復雜系統(tǒng)的要求.針對復雜系統(tǒng)的特點,一種新的建模方法—多分辨率建模及模型的聚合/解聚日益受到人們的重視,并成為復雜系統(tǒng)建模和仿真的關鍵技術之 該文首先在分析復雜系統(tǒng)建模和

2、仿真的具體要求,以及傳統(tǒng)建模方法所存在局限性的基礎上,討論了多分辨率建模的優(yōu)越性,并對多分辨率建模的特點、模型的多粒度分析、聚合/解聚、以及平滑一致性轉換等多分辨率建模的基本概念進行了深入討論,進而提出了具體的實現(xiàn)方法. 然后,在第3章中針對生態(tài)系統(tǒng)這一復雜系統(tǒng)的特點,提出建立聚合模型的必要性,并結合生態(tài)系統(tǒng)的層次性等特點,介紹了選擇聚合變量的方法,進而提出了對微分方程系統(tǒng)進行模型聚合的方法.同時在第四章和第五章中分別介紹生態(tài)系統(tǒng)中的兩

3、種情況:單物種的發(fā)展模型和兩物種在不同環(huán)境中競爭的模型,分別介紹了對這兩種模型建立過程,并且應用第3章中介紹的方法對上述兩種模型進行聚合.然后,對聚合后的聚合模型進行分析,得到聚合模型的穩(wěn)定狀態(tài). 通過模型的聚合縮減了模型的規(guī)模,給系統(tǒng)的分析和研究帶來了方便,但聚合模型畢竟不是原模型的拷貝,所以在聚合模型中會表現(xiàn)出同原模型不同的行為特性,微觀系統(tǒng)中微變量的變化會導致聚合模型不同的行為特性,即低層對高層的影響,這種影響稱為行為突現(xiàn)(eme