混沌理論論文精品(七篇)

序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇混沌理論論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵字：倍周期分岔；周期；混沌

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301

一、前言

隨著非線性科學(xué)理論研究和應(yīng)用的不斷發(fā)展，混沌理論正日益受到關(guān)注。前不久美國(guó)上映的新影片“蝴蝶效應(yīng)”曾創(chuàng)北美票房紀(jì)錄。影片的片頭語(yǔ)稱(chēng)：“北非的蝴蝶扇一扇翅膀有可能使得半個(gè)世界以外的地方刮起臺(tái)風(fēng)?！?AbutterflyflappingitswingsinNorthAfricacancauseatyphoonhalfaworldaway.)。這段話(huà)是科學(xué)家對(duì)混沌特性的描述語(yǔ)言，即“蝴蝶效應(yīng)”應(yīng)屬于混沌學(xué)(Chaos)。它反映了因果關(guān)系，意思是小小的擾動(dòng)（原因變化）可能引起完全不同的結(jié)果。當(dāng)然電影要談的并不是混沌學(xué)，但它在一定程度上為混沌的普及起到一定的推波助瀾的作用，使混沌從最初的科學(xué)家談?wù)摰拿~進(jìn)入到社會(huì)的方方面面，為更多的人所認(rèn)識(shí)。

現(xiàn)代的科學(xué)意義上的混沌是個(gè)難以精確定義的概念，不同領(lǐng)域的科學(xué)家往往對(duì)其有不同的理解，至今對(duì)混沌概念還沒(méi)有公認(rèn)的嚴(yán)格的定義。李－約克的定義是用三個(gè)方面的本質(zhì)特征來(lái)對(duì)混沌進(jìn)行刻畫(huà)的，即“有界”、“非周期”和“敏感初條件”[1]，而在有限性制約下的物理混沌仍具有這三個(gè)本質(zhì)特征。所以，我們認(rèn)為可以這樣來(lái)界定混沌概念，“混沌是確定性非線性系統(tǒng)的有界的敏感初條件的非周期行為”，只要能確定系統(tǒng)處于混沌狀態(tài)，那么行為(或狀態(tài))主體就是確定性的非線性系統(tǒng)，而且它一定具有“有界”、“敏感初條件”和“非周期”三個(gè)本質(zhì)特征；反之，任何一個(gè)確定性的非線性系統(tǒng)，只要它表現(xiàn)出“有界”、“非周期”和“敏感初條件”的特征，那么就可以認(rèn)為該系統(tǒng)處于混沌狀態(tài)。

歸納起來(lái)，它具有如下的特征[2]：混沌具有內(nèi)在的隨機(jī)性；混沌具有分形的性質(zhì)；混沌具有標(biāo)度不變性，是一種無(wú)周期的有序；混沌現(xiàn)象還具有對(duì)初始條件的敏感依賴(lài)性。

目前，公認(rèn)的通向混沌的主要道路有三條[3]：倍周期分岔，陣發(fā)混沌和準(zhǔn)周期進(jìn)入混沌。與之對(duì)應(yīng)的是非線性方程中三種不同類(lèi)型的分岔——倍周期分岔、切分岔和霍普夫分岔。本文對(duì)其中的倍周期分岔道路進(jìn)行分析與研究,重點(diǎn)是從微觀的角度在更深入的層面上揭示混沌圖像的深層細(xì)節(jié)，以填補(bǔ)傳統(tǒng)的混沌圖像生成方法中看不到圖形內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空白。

二、倍周期分岔過(guò)程

系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)變化的周期行為是一種有序狀態(tài)，它在一定的條件下，系統(tǒng)經(jīng)倍周期分岔，就會(huì)逐步喪失周期行為而進(jìn)入混沌。這種周期加倍增加，最后進(jìn)入混沌的過(guò)程稱(chēng)為倍周期分岔，它是通向混沌的主要道路之一。

下面以邏輯斯蒂模型[4]

為例來(lái)說(shuō)明倍周期分岔，其中1<<4是人們感興趣的參數(shù)的取值范圍。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，隨著參量的不同會(huì)表現(xiàn)出截然不同的行為周期區(qū)。

當(dāng)0<<1時(shí)，在線段[0，1]內(nèi)任選一個(gè)初值，迭代過(guò)程迅速趨向一個(gè)不動(dòng)點(diǎn)

O（），下面不在發(fā)生變化。當(dāng)時(shí)，從初值出發(fā)的迭代過(guò)程總是離開(kāi)不穩(wěn)定的不動(dòng)點(diǎn)O趨進(jìn)穩(wěn)定的不動(dòng)點(diǎn)A。即系統(tǒng)仍將有一個(gè)穩(wěn)定的迭代結(jié)果。

當(dāng)3<<=1+=時(shí)，O點(diǎn)仍是不穩(wěn)定的。而A點(diǎn)由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定。于是系統(tǒng)出現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)定的迭代結(jié)果和，這叫周期2解。=3是系統(tǒng)變化的第一個(gè)分岔點(diǎn)。當(dāng)3.449<&lt;3.545=時(shí)，周期2的兩個(gè)值又不穩(wěn)定，各自產(chǎn)生一對(duì)新的不動(dòng)點(diǎn)，此時(shí)在四個(gè)值上跳動(dòng)，這叫周期4解，=3.545是系統(tǒng)變化的第二個(gè)分岔點(diǎn)。依次類(lèi)推，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一系列分岔點(diǎn)，，等，直到=3.569945672,最后喪失周期行為，使系統(tǒng)進(jìn)入混沌。由此可見(jiàn)，混沌否定有序的過(guò)程，是系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一系列分岔最后完成的。

系統(tǒng)進(jìn)入了混沌狀態(tài)（如圖1所示）此時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)不再具有規(guī)律性，而是發(fā)生隨機(jī)的波動(dòng)，使圖1右側(cè)的大部分區(qū)域被涂黑了，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，混沌區(qū)域并非一片涂斑，而是有粗粗細(xì)細(xì)的白色“豎線”，稱(chēng)為周期窗口，隨著參量μ的增大（如）時(shí)，混沌突然消失，系統(tǒng)出現(xiàn)周期三的穩(wěn)定狀態(tài)，接著倍周期分岔以更快的速度進(jìn)行，再次進(jìn)入混沌狀態(tài)。如果將周期窗口放大，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)與分岔圖的整體結(jié)構(gòu)具有相似性，而且是一種無(wú)限嵌套的自相似結(jié)構(gòu)。Fig.1Logisticbifurcationmap

可以看出，通過(guò)改變系統(tǒng)參量，使系統(tǒng)進(jìn)入混沌的第一種模式是倍周期分岔，即由不動(dòng)點(diǎn)周期二周期四…無(wú)限倍周期進(jìn)入混沌狀態(tài)。當(dāng)然通向混沌的道路不只于此，第二種通向的道路是：從平衡態(tài)到周期運(yùn)動(dòng)，再到擬周期運(yùn)動(dòng)，直到進(jìn)入混沌狀態(tài)。第三種通向混沌的方式是陣發(fā)（或間歇）道路，即系統(tǒng)在近似周期運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)改變參量，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)陣發(fā)性混沌過(guò)程，隨著參量的調(diào)整，陣發(fā)性混沌越來(lái)越頻繁，近似的周期運(yùn)動(dòng)越來(lái)越少，最后進(jìn)入混沌。

三、圖形展示分岔過(guò)程

對(duì)一維邏輯斯蒂映射的計(jì)算表明，隨著參數(shù)的增長(zhǎng)，一維邏輯斯蒂映射發(fā)生一系列的倍周期分岔，但倍周期分岔在一臨界點(diǎn)時(shí)終止，此后，每次迭代得到的值是隨機(jī)地出現(xiàn)的，說(shuō)明系統(tǒng)已從周期運(yùn)動(dòng)進(jìn)入到了非周期運(yùn)動(dòng)，或稱(chēng)混沌運(yùn)動(dòng)。

其參數(shù)在（0，）區(qū)間內(nèi)為周期區(qū)。其內(nèi)有一個(gè)正的周期分岔序列（如圖2至圖6）。從周期到，各分岔點(diǎn)之間的間隔比有一極限

計(jì)算間距比由此得到表1中的結(jié)果。

其參數(shù)在區(qū)間(,4)中為混沌區(qū)。其內(nèi)有一個(gè)反的周期的混沌帶序列?；煦鐜Р⒎莵y成一片，其實(shí)混沌區(qū)中也有不少的周期窗口。窗口區(qū)內(nèi)還有混沌，窗口的混沌區(qū)內(nèi)還有窗口。這種結(jié)構(gòu)將無(wú)窮地重復(fù)，往往有無(wú)窮多的層次，而且每一層次都有上一個(gè)層次的重復(fù)，這是一種自相似的結(jié)構(gòu)。

在混沌區(qū)內(nèi)，從參數(shù)最大的開(kāi)始，=4時(shí)，迭代后其的數(shù)值充滿(mǎn)整個(gè)[0，1]區(qū)間，從0到1稱(chēng)為“單片”混沌。當(dāng)從4逐漸減小時(shí)，開(kāi)始混沌仍然是單片的，只是的數(shù)值分布的范圍略小于從0到1之間的整個(gè)區(qū)間（如圖7）。但當(dāng)減小到小于時(shí)，由單片混沌變?yōu)閮善煦纾磾?shù)值分布在兩個(gè)區(qū)間內(nèi)，且每次迭代時(shí)的數(shù)值從其中一個(gè)區(qū)間跳到另一個(gè)區(qū)間（如圖8）。當(dāng)值再減少到時(shí)，則兩片混沌又分為四片混沌（如圖9）。隨著的繼續(xù)減小，將依次繼續(xù)發(fā)生4分為8，8分為16等等。這種倒分岔過(guò)程一直進(jìn)行到為止。其分岔過(guò)程和間距比值如表2.2所示。

這里應(yīng)指出，由于在參數(shù)區(qū)間存在一個(gè)周期的正周期分岔序列，而在區(qū)間存在一個(gè)反的周期為的混沌帶序列，因此它們從兩邊收斂到同一個(gè)參數(shù)處。

雖然混沌系統(tǒng)具有復(fù)雜性和不可預(yù)測(cè)性，但期間也蘊(yùn)涵著某種規(guī)律性[5]，（一）混沌系統(tǒng)中普遍存在奇怪吸引子，無(wú)論系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性多么復(fù)雜以及初始狀態(tài)如何不同，系統(tǒng)的狀態(tài)最終會(huì)回到吸引子區(qū)；（二）系統(tǒng)狀態(tài)的終態(tài)集具有精巧的幾何結(jié)構(gòu)，奇怪吸引子具有無(wú)限嵌套的自相似性；（三）在通往混沌的道路上，倍周期分岔點(diǎn)的收斂速率是一普適常數(shù)。上面討論的logistic映射，費(fèi)根鮑姆常數(shù)[6]，而費(fèi)根包姆普適常數(shù)又是一切倍周期分岔所共有的，它反映了倍周期分岔通向混沌的規(guī)律性。

四、研究意義

了解如何通向混沌是很有意義的。有時(shí)候我們需要人為地制造混沌，如保密通訊，但一些時(shí)候，我們又不允許系統(tǒng)出現(xiàn)混沌，這都要求我們對(duì)通向混沌的道路了如指掌。我們了解到，混沌學(xué)已經(jīng)融入了整個(gè)科學(xué)體系中。從歷史發(fā)展的角度看[7]，在橫向上，它將各個(gè)學(xué)科連接起來(lái)，抹平了由于社會(huì)分工而造成的行業(yè)鴻溝，使混沌理論具有更廣泛的適用性；縱向上，它不僅進(jìn)一步運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，開(kāi)展深一層次的理論分析，而且，已經(jīng)漸漸開(kāi)始將一部分成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力（如混沌的控制和同步等）。如今，擺在我們面前的是一幅有序和混沌交替出現(xiàn)又同時(shí)并存的世界。聲學(xué)混沌，光學(xué)湍流，化學(xué)反應(yīng)的混沌變化，太陽(yáng)系中行星的混沌軌道，地震的混沌特征，長(zhǎng)時(shí)期天氣的“蝴蝶效應(yīng)”，蟲(chóng)口數(shù)目的混沌更迭，電子線路中的噪音輸出及電力網(wǎng)的復(fù)雜振蕩等等都無(wú)不與這門(mén)新學(xué)科相聯(lián)系。探索復(fù)雜性，揭示生命現(xiàn)象的奧妙，混沌行為的啟發(fā)將使人類(lèi)自身健康狀況改善，經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)者正試圖應(yīng)用混沌理論來(lái)尋求商業(yè)周期中隱藏的有序性，以改善經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的短期預(yù)報(bào)......可謂大千世界皆混沌；混沌即進(jìn)一步細(xì)分了我們的研究客體，同時(shí)又統(tǒng)一了我們的研究方式，混沌理論的發(fā)展必將帶來(lái)新的技術(shù)革命。在理論方面，混沌綜合了很多數(shù)學(xué)分支，如測(cè)度論、泛函分析、拓?fù)?、分形幾何等等。在技術(shù)上，一方面實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們正在不斷地?cái)U(kuò)大對(duì)混沌的研究領(lǐng)域，另一方面，他們正在試圖駕馭混沌：他們用種種方法將系統(tǒng)穩(wěn)定在混沌區(qū)的一個(gè)周期軌道上；他們還設(shè)法使兩個(gè)混沌的系統(tǒng)同步化，從而實(shí)現(xiàn)利用混沌的保密通訊。

五、結(jié)論

倍周期分岔是許多非線性動(dòng)力學(xué)過(guò)程中的常見(jiàn)的現(xiàn)象，也是進(jìn)入混沌的一種重要方式。本文先以邏輯斯蒂模型為例，說(shuō)明一個(gè)由單峰映射描述的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)可以通過(guò)倍周期分岔，以費(fèi)根鮑姆常數(shù)的收斂速度從周期運(yùn)動(dòng)走向混沌。本文著重討論了倍周期分岔道路的全過(guò)程,從微觀的角度在更深入的層面上揭示混沌圖像的深層細(xì)節(jié)，以填補(bǔ)傳統(tǒng)的混沌圖像生成方法中看不到圖形內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空白。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳式剛.映象與混沌.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1992

[2]丁有瑚，對(duì)混沌學(xué)的基本認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代物理知識(shí)，1996增刊

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[6]H．舒斯特，混沌學(xué)引論，四川教育出版社，1994

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YANGFeng-xia1ZHANGJun-feng2

(ComputerDepartmentofCangzhouTeachers’College,Cangzhou061001,Heibei)

篇(2)

【 關(guān)鍵詞 】 離散系統(tǒng)；時(shí)變離散時(shí)空系統(tǒng)；Devaney混沌性；流密碼算法

【 Abstract 】 Based on the definition of chaos in the sense of Devaney for a map on a metric space， this paper studies chaos of two-dimensional time-varying discrete spatiotemporal systems， gives a sufficient condition and an example of time-varying discrete spatiotemporal chaotic system， and designs a simple stream cipher algorithm by using this system. At the same time， this paper simulates disorder of solutions of the given chaotic system and encryption effect of the proposed stream cipher. Simulation shows that theoretical result has good effects in the design of stream cipher algorithm.

【 Keywords 】 discrete system； time-varying discrete spatiotemporal system； chaos； stream cipher

1 引言

近幾十年中，離散系統(tǒng)的類(lèi)隨機(jī)性是科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，它在保密通信和隨機(jī)模擬等理論中有著較重要應(yīng)用前景。當(dāng)前，離散系統(tǒng)的混沌性是類(lèi)隨機(jī)性研究中較為活躍的一個(gè)方向。從現(xiàn)有的文獻(xiàn)可以看出，盡管時(shí)不變離散系統(tǒng)的混沌研究成果眾多，但時(shí)變離散系統(tǒng)的混沌研究成果卻相對(duì)較少，有許多問(wèn)題都值得進(jìn)一步探討。特別地，時(shí)變離散時(shí)空系統(tǒng)的混沌性值得進(jìn)一步研究。

最近，文獻(xiàn)[6]研究了一維時(shí)變離散時(shí)空系統(tǒng)的混沌性。

上述簡(jiǎn)單加密算法的加密效果的Matlab仿真計(jì)算的效果如圖2所示。

由仿真可知，利用系統(tǒng)（17）構(gòu)造的流密碼系統(tǒng)的加密效果良好。

參考文獻(xiàn)

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[9] 郝春寶，范欽杰，孟明.變參數(shù)動(dòng)力系統(tǒng)的擴(kuò)張性[J].沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，30（1）： 16-19.

基金項(xiàng)目：

本文得到國(guó)家自然科學(xué)基金（No.61070252）的資助。

作者簡(jiǎn)介：

田傳?。?964-），男，漢族，湖北荊州人，深圳大學(xué)，教授；主要研究和關(guān)注領(lǐng)域：偽隨機(jī)性理論及其在信息安全中的應(yīng)用。

劉明剛（1991-），男，漢族，湖南邵陽(yáng)人，學(xué)士，碩士研究生；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：信息安全。

篇(3)

【關(guān)鍵詞】 混沌序列 圖像水印 嵌入算法

一、前言

作為多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容認(rèn)證與版權(quán)保護(hù)技術(shù)，數(shù)字水印得到了大量研究和應(yīng)用。這種保密方案主要使用到電子產(chǎn)品版權(quán)的保護(hù)中，因此具有了魯棒性、不可感知性以及安全性等各種特征，這些特征也正是確保圖像傳輸安全性所需。因此，研究該技術(shù)必然具有現(xiàn)實(shí)意義。

二、混沌序列理論

2.1 混沌映射

經(jīng)過(guò)函數(shù)映射，就能夠得到良好的一維非線性映射，該映射具有隨機(jī)統(tǒng)計(jì)特征。因其生產(chǎn)出來(lái)的混沌序列屬于某區(qū)域中的混沌序列，而且該序列為整數(shù)值，具有隨機(jī)性，對(duì)初值非常敏感。定義如下所示：

其中第一個(gè)式子表示不大于符號(hào)內(nèi)值的最大整數(shù)，第二式子表示不小于符號(hào)內(nèi)值的最小整數(shù)。而xk∈{1，2，...m}，參數(shù)為a∈{1，2，...m}。

2.2 生成混沌序列

上式混沌映射經(jīng)過(guò)了n次迭代之后就形成了新的混沌映射，也就是本論文所要使用的映射，當(dāng)然所得的混沌映射式同樣具備混沌特征，也就是具有xk+1= f na（ xk）；假如給定了初始值x0，其參數(shù)a，m獲得值與迭代次數(shù)n值就已經(jīng)被確定了，自然也就生成了混沌序列是：{xk；k=0，1，2，3，...}，這個(gè)序列同樣具備了混沌特征，自然也就對(duì)初始的條件x0非常敏感。

三、計(jì)算圖像水印嵌入的強(qiáng)度因子

按照HVS（人眼視覺(jué)系統(tǒng)）的特征，嵌入的水印強(qiáng)度比某門(mén)限低時(shí)，人眼感知圖像的質(zhì)量相同，就不能夠看見(jiàn)嵌入的水印，該門(mén)限值也就是臨界不可見(jiàn)門(mén)限。所以所選水印嵌入強(qiáng)度因子是不是適當(dāng)是水印算法的關(guān)鍵之處。

要確定水印強(qiáng)度因子，就必須要滿(mǎn)足人類(lèi)的視覺(jué)系統(tǒng)特征，同時(shí)要依據(jù)原來(lái)圖像內(nèi)容合理的進(jìn)行調(diào)整，水印嵌入的次數(shù)不能夠太多，如果太多必然會(huì)因多次水印相加的平均積累引入誤差。所以應(yīng)用這個(gè)算法過(guò)程中，僅僅有兩次水印能夠自動(dòng)滿(mǎn)足嵌入所需，一次就是將水印低頻嵌入到子圖Hn0中，另一次就是把水印嵌入三個(gè)細(xì)節(jié)子圖Hn1，Hn2及Hn3中數(shù)值較大的小波系數(shù)之中。

四、算法設(shè)計(jì)

從上面的具體分析來(lái)看，實(shí)施嵌入算法的步驟如下所示：

其一對(duì)水印反色進(jìn)行預(yù)處理；設(shè)定水印選擇了256級(jí)的灰度圖像，如果水印的像素平均值超過(guò)了127，就要反色處理，確保水印的高平均像素具有不可見(jiàn)性。其二完成反色預(yù)處理后，就必須要對(duì)水印實(shí)施混沌映射處理，把完成置亂的各個(gè)像素按照掃描順序形成一維序列。其三把H（原始圖像）經(jīng)過(guò)n級(jí)的小波變化，讓低頻子圖大小和水印大小二者非常相同，對(duì)原始圖像進(jìn)行變換后形成最后一級(jí)的小波變換，就能夠獲得四個(gè)子圖，分別為Hn0、Hn1、Hn2、Hn3。其四水印嵌入；在水印的嵌入過(guò)程中，就要依據(jù)圖像的小波子圖分塊不同計(jì)算出嵌入強(qiáng)度因子。低頻子圖Hn0所得嵌入強(qiáng)度因子即為a1；可以通過(guò)計(jì)算所得。而嵌入水印氛圍了兩個(gè)步驟，首先要把水印的一維序列嵌入到低頻子圖的各分塊中，可得嵌入強(qiáng)度的因子是a1；之后依據(jù)水印序列值個(gè)數(shù)就能夠獲取三個(gè)細(xì)節(jié)所得各個(gè)子圖，并從子圖中獲取個(gè)數(shù)相同的大系數(shù)值，一般都是按照絕對(duì)值的大小取，并對(duì)該系數(shù)值水印嵌入。就能夠獲取嵌入的強(qiáng)子因素是a2.其五通過(guò)n級(jí)的小波反變換，就能夠獲得反應(yīng)后圖像Hw。事實(shí)上，提取水印算法就是嵌入逆過(guò)程，而提取水印過(guò)程中就必須要合理利用原始圖像。

五、結(jié)束語(yǔ)

事實(shí)上，這種算法的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)加密算法，而且加密比較好，且不易破解。嵌入算法加密效果好、加密速度快，而且抗攻擊性強(qiáng)及初始值敏感等各種特征，具有較好的抗干擾性與魯棒性，因此具有實(shí)用價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王宏霞，何晨，丁科.基于混沌映射的魯棒性公開(kāi)水印[J].軟件學(xué)報(bào)，2004，15（08）：1245-1246.

篇(4)

沖擊振動(dòng)問(wèn)題在機(jī)械、車(chē)輛和核反應(yīng)堆工程等應(yīng)用領(lǐng)域中經(jīng)常遇到。在機(jī)械生產(chǎn)中，對(duì)于含間隙機(jī)械系統(tǒng)和沖擊振動(dòng)系才統(tǒng)而言，如何趨利避害、進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高可靠性以及降低噪聲等問(wèn)題的研究，既具有理論價(jià)值又有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。一些根本問(wèn)題的解決，將不僅推動(dòng)非線性學(xué)科的發(fā)展，同時(shí)為工程設(shè)計(jì)提供全新的準(zhǔn)則。因此，近年來(lái)含間隙系統(tǒng)的研究已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注。

關(guān)鍵詞：兩自由度振動(dòng)系統(tǒng)；動(dòng)力學(xué)

本文根據(jù)動(dòng)力學(xué)的理論，建立兩自由度振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程。首先，對(duì)模型進(jìn)行分析，求出運(yùn)動(dòng)的微分方程，采用正則模態(tài)矩陣將系統(tǒng)解耦，運(yùn)用解析法推出了Poincaré映射的解析解，由初始的邊界條件推導(dǎo)其穩(wěn)定性，編程實(shí)現(xiàn)非線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；然后選取合適的參數(shù)，調(diào)出系統(tǒng)通向混沌的Poincaré圖進(jìn)而分析非線性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性?；诹SPoincaré 映射方法研究了系統(tǒng)的Hopf分岔和Hopf-flip余維二分岔以及由環(huán)面倍化和概周期通向混沌的過(guò)程。對(duì)該系統(tǒng)的分岔與混沌行為的研究為工程實(shí)際中含間隙對(duì)碰機(jī)械系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

1.概述

確定性非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中對(duì)初值極為敏感的，貌似隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為混沌。它不同于無(wú)序、紊亂或噪聲，具有某種自相似結(jié)構(gòu)。它起源于非線性相互作用，因而普遍地存在著?；煦缯駝?dòng)之所以產(chǎn)生，是由于非線性振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)初始條件的敏感性[1]。為什么初始條件的微小差別會(huì)產(chǎn)生捉摸不定的混沌原信息就損失一位，若 有 位信息，經(jīng) 次迭代，就完全損失原有信息。由于迭代 次后，原來(lái)小數(shù)點(diǎn)后第 位，迭代成第一位，則兩個(gè)僅有小數(shù)點(diǎn) 位后微小差別的初值，迭代 次后，差別就變大，故非線性系統(tǒng)對(duì)初始條件的微小差別是十分敏感的[2]。正如poincaré所說(shuō)，“初始條件的微小差別，最終導(dǎo)致根本不同的現(xiàn)象，本來(lái)難以預(yù)測(cè)”，這就是混沌產(chǎn)生的數(shù)學(xué)機(jī)理[3]。一般，混沌振動(dòng)研究的問(wèn)題有：（1） 機(jī)理，即研究混沌振動(dòng)出現(xiàn)的原因；（2） 參數(shù)，即研究混沌振動(dòng)出現(xiàn)的條件，估計(jì)出現(xiàn)混沌時(shí)系統(tǒng)的參數(shù)；（3） 通道，即研究從規(guī)則振動(dòng)通往混沌振動(dòng)的道路；（4） 識(shí)別，即研究混沌振動(dòng)的定性特征與定量特征，識(shí)別的方法和手段；（5） 控制，即由混沌振動(dòng)的多樣性，控制系統(tǒng)參數(shù)，靈活地得到所需的各種不同的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；（6） 模擬，即用混沌振動(dòng)裝置，作為簡(jiǎn)單可靠的擬隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)，用混沌信號(hào)模擬噪音環(huán)境。

2.兩自由度碰撞振動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)

2.1.兩自由度碰撞振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)方程及其解耦后的解一個(gè)存在間隙的兩自由度振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型，質(zhì)量為 和 的振子分別由剛度為 和 的線性彈簧和阻尼系數(shù)為 和 的線性阻尼器相聯(lián)接，兩個(gè)振子只作水平方向的運(yùn)動(dòng)，并分別受到簡(jiǎn)諧激振力 的作用。當(dāng)質(zhì)量為 的振子的位移 等于間隙 時(shí)， 將與剛性平面 碰撞，改變速度方向后，又以新的初值運(yùn)動(dòng)，然后再次與 碰撞，如此往復(fù)。假設(shè)力學(xué)模型中的阻尼是Rayleigh型比例阻尼（ ），碰撞過(guò)程由碰撞恢復(fù)系數(shù) 確定。

2.4.本章總結(jié)

本文用解析解求出一類(lèi)兩自由度碰撞振動(dòng)系統(tǒng)單碰撞周期運(yùn)動(dòng)及其Poincaré映射。分析碰撞振動(dòng)系統(tǒng)的Poincaré映射和周期運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，討論概周期碰撞運(yùn)動(dòng)向混沌運(yùn)動(dòng)的演化過(guò)程。對(duì)于存在耦合性質(zhì)的兩自由度碰撞振動(dòng)系統(tǒng)，首先解耦，利用系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)的邊界條件求解微分方程，并且推導(dǎo)Poincaré映射，理論分析了不同系統(tǒng)的周期運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。然后在適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)參數(shù)下，系統(tǒng)發(fā)生倍化分岔和Hopf分岔，尋找到系統(tǒng)經(jīng)環(huán)面倍化和Hopf分岔向混沌演化的道路，并且給出了系統(tǒng)在發(fā)生混沌運(yùn)動(dòng)時(shí)的Poincaré映射圖。激勵(lì)頻率 是一個(gè)影響系統(tǒng)發(fā)生分岔和混沌的重要參數(shù)，它的微小變化都可能影響系統(tǒng)的整個(gè)進(jìn)程。

3.結(jié) 論

在該設(shè)計(jì)中，把解析法和數(shù)值法相結(jié)合，全面分析了系統(tǒng)的各種分岔與混沌的形成過(guò)程。通過(guò)選擇一個(gè)碰撞界面作為Poincaré映射的截面，證明含間隙系統(tǒng)通向混沌的道路不僅包含倍周期道路、擬周期道路，而且還存在倍周期道路中含有Neimark-Sacker分岔、倍周期道路中含有叉式分岔的復(fù)雜道路[4-6]。文中分析了各種分岔及其混沌的演化過(guò)程。對(duì)其分岔與混沌行為的深入研究為工業(yè)實(shí)際中含間隙機(jī)械系統(tǒng)和沖擊振動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。因而對(duì)于含間隙機(jī)械系統(tǒng)和沖擊振動(dòng)系統(tǒng)而言，如何趨利避害、進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高可靠性以及降低噪聲等問(wèn)題的研究，既具有理論價(jià)值又有著重大的現(xiàn)實(shí)意義[7-9]。一些根本問(wèn)題的解決，將不僅推動(dòng)非線性學(xué)科的發(fā)展，同時(shí)為工程設(shè)計(jì)提供全新的準(zhǔn)則。

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篇(5)

[關(guān)鍵詞]大型研發(fā)項(xiàng)目;界面;協(xié)同;混沌控制

大型研發(fā)項(xiàng)目是指涉及大量人力,耗費(fèi)巨大財(cái)力、物力,需要多組織協(xié)作研制,且往往是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的復(fù)雜性巨系統(tǒng)。最為典型的是國(guó)家級(jí)重大科技項(xiàng)目,包括《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》提出的16個(gè)國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng),以及“863計(jì)劃”、“973計(jì)劃”等所涉及的重大科技專(zhuān)項(xiàng)。由于研發(fā)項(xiàng)目是動(dòng)態(tài)創(chuàng)新過(guò)程,具有不確定性、模糊性和重復(fù)性。在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中,各子系統(tǒng)之間、整個(gè)系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)和外界環(huán)境之間都存在著復(fù)雜的信息的傳遞和交換,其傳遞和交換方式對(duì)研發(fā)進(jìn)度和成本有非常大的影響。對(duì)總系統(tǒng)的整合者和控制者而言,界面協(xié)同控制問(wèn)題是其面臨的主要管理問(wèn)題。通過(guò)有效的界面協(xié)同控制,促使組織間研發(fā)活動(dòng)同步,是保證實(shí)現(xiàn)研發(fā)目標(biāo)的重要手段之一。

1 大型研發(fā)項(xiàng)目界面要素

大型研發(fā)項(xiàng)目構(gòu)成多維界面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)部的界面是各異構(gòu)組織間進(jìn)行信息溝通和傳遞、組織間關(guān)系交互作用的區(qū)域。研發(fā)項(xiàng)目界面可分為三種形式。

1.1 過(guò)程界面

又稱(chēng)為流程界面,通常指研發(fā)項(xiàng)目從論證立項(xiàng)開(kāi)始,到項(xiàng)目完成的整個(gè)研發(fā)周期各階段之間所具有的界面。郭斌等把研發(fā)過(guò)程中的界面分為r&d/r&d界面,研究、開(kāi)發(fā)界面和設(shè)計(jì)、制造工程界面。過(guò)程界面與時(shí)間有較大關(guān)系。隨著項(xiàng)目的進(jìn)展,技術(shù)和產(chǎn)品形態(tài)也逐漸由抽象轉(zhuǎn)為具體。不同的研發(fā)項(xiàng)目,其流程不盡相同,大型研發(fā)項(xiàng)目,往往采用階段—門(mén)體系開(kāi)發(fā)方式,即在每一個(gè)階段結(jié)束,下一個(gè)階段開(kāi)始之前,需要進(jìn)行階段性回顧,以檢驗(yàn)階段性的成果是否滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的需要,下一階段的開(kāi)發(fā)條件是否具備,以作出繼續(xù)或放棄的決策。這種方式將連續(xù)的開(kāi)發(fā)活動(dòng)人為地分解為離散的階段。

1.2 任務(wù)界面

任務(wù)界面是由于所要開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或技術(shù)的特性差異所產(chǎn)生的界面。大型項(xiàng)目的任務(wù)要素組成不同的任務(wù)包,形成任務(wù)層級(jí)。在進(jìn)行研發(fā)時(shí),任務(wù)要素呈現(xiàn)串行、并行、獨(dú)立等關(guān)系。(見(jiàn)圖2)由于研發(fā)任務(wù)與客戶(hù)的需求有關(guān),并建立在不斷創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)上,任務(wù)自身具有許多技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn),因而,研發(fā)過(guò)程中受到外部環(huán)境和內(nèi)部開(kāi)發(fā)狀態(tài)的雙重影響,造成任務(wù)界面在初始階段的模糊性和不確定性。

1.3 組織界面

研發(fā)項(xiàng)目的載體是各種不同的組織。由于追求利益的不同,導(dǎo)致在合作過(guò)程中,在研發(fā)任務(wù)和資源分配、信息傳遞和共享、利益的共享等方面形成相互作用關(guān)系。對(duì)與研發(fā)項(xiàng)目規(guī)模不同,所構(gòu)成的界面形式和作用關(guān)系不同。對(duì)于大型研發(fā)項(xiàng)目而言,既包括獨(dú)立的研發(fā)實(shí)體,也包括政府、中介等組織,它們?cè)谘邪l(fā)中所起的作用各不相同,構(gòu)成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)組織系統(tǒng),分別形成了相互作用界面。見(jiàn)圖3。

大型研發(fā)合作項(xiàng)目的組織界面具有固定性,即研發(fā)項(xiàng)目和參與者一經(jīng)確立,即客觀存在,組織之間形成的相互依賴(lài)關(guān)系是穩(wěn)定而不易變化的。而研發(fā)的過(guò)程和階段不同,信息、技術(shù)狀態(tài)等不斷發(fā)生變化導(dǎo)致了界面交互作用的變化。因此,研發(fā)項(xiàng)目本身界面也是多樣化的。研發(fā)交互活動(dòng)既是子系統(tǒng)之間信息的一種傳遞與互動(dòng)的過(guò)程,雙向反復(fù)的演進(jìn)過(guò)程;也是系統(tǒng)之間相互作用、相互協(xié)調(diào)同步過(guò)程。不同組織在不斷接收和釋放信息,使得系統(tǒng)級(jí)管理者在技術(shù)形態(tài)演進(jìn)的過(guò)程中不斷尋求一種同步的平衡狀態(tài),找到組織之間界面作用的互相匹配模式。

2 研發(fā)項(xiàng)目系統(tǒng)的界面協(xié)同混沌模型

對(duì)復(fù)雜研發(fā)項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的界面控制主要體現(xiàn)在:系統(tǒng)管理者通過(guò)分析影響研發(fā)子系統(tǒng)研發(fā)各項(xiàng)因素,尋找一種對(duì)系統(tǒng)各要素優(yōu)化的方法,使各子系統(tǒng)通過(guò)協(xié)作提高研發(fā)的速度和效率。根據(jù)研發(fā)項(xiàng)目模糊性和不確定性的特點(diǎn),作為非線性核心理論的混沌理論是解決大型研發(fā)項(xiàng)目系統(tǒng)界面協(xié)同控制問(wèn)題的有效工具?；煦缡窃谝粋€(gè)確定的系統(tǒng)中出現(xiàn)的“貌似隨機(jī)”的運(yùn)動(dòng),是有序與無(wú)序的統(tǒng)一,確定性與隨機(jī)性的統(tǒng)一?；煦缦到y(tǒng)是一個(gè)非周期性的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,并且對(duì)初值呈敏感的依賴(lài)性,揭示了貌似隨機(jī)的現(xiàn)象背后可能隱藏的簡(jiǎn)單規(guī)律,以求發(fā)現(xiàn)一大類(lèi)復(fù)雜問(wèn)題普遍遵循的共同規(guī)律性。

研發(fā)項(xiàng)目組織系統(tǒng)的各子系統(tǒng)具有相對(duì)獨(dú)立性和各自的特定功能及運(yùn)行目標(biāo)。對(duì)大型研發(fā)項(xiàng)目而言,研發(fā)活動(dòng)所必需的條件,如資金、技術(shù)、人才、設(shè)施、政策、市場(chǎng)等分散在不同的子系統(tǒng)中,為不同的子系統(tǒng)所擁有。系統(tǒng)內(nèi)各組織的差異性較大。因此,若將研發(fā)組織系統(tǒng)抽象成一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),各子系統(tǒng)抽象成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),那么各節(jié)點(diǎn)具有不同的結(jié)構(gòu),其動(dòng)力學(xué)行為也有一定的差異,這樣組織間在傳遞信息時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)滯。這里我們選擇國(guó)內(nèi)學(xué)者提出的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)互異的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)混沌同步方法,建立研發(fā)系統(tǒng)界面協(xié)同模型。

混沌理論中的混沌同步與控制是通過(guò)利用一個(gè)混沌系統(tǒng)的混沌信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制另外一個(gè)混沌信號(hào),最終兩個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)能夠趨于一致。假設(shè)研發(fā)項(xiàng)目系統(tǒng)具有m個(gè)子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)可抽象成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)混沌理論,研發(fā)項(xiàng)目是一個(gè)混沌系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)也可看成是具有不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的混沌子系統(tǒng)。因此,各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)方程是異結(jié)構(gòu)的混沌系統(tǒng),那么在不考慮其他子系統(tǒng)的作用時(shí),子系統(tǒng)i的狀態(tài)方程可表示為:

3 界面協(xié)同混沌控制方法

界面協(xié)同混沌控制就是根據(jù)不同的需要,從研發(fā)活動(dòng)混沌行為中選出所需的周期信號(hào)或非周期信號(hào),并對(duì)其實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的有效控制。大型研發(fā)項(xiàng)目中大量子系統(tǒng)集體的、自發(fā)的、自動(dòng)的協(xié)同合作效應(yīng),是系統(tǒng)自身內(nèi)部各要素矛盾運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。研發(fā)系統(tǒng)混沌發(fā)生的內(nèi)因是研發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)(或要素)之間及內(nèi)部子系統(tǒng)(或要素)和外部要素之間的非線性相互作用機(jī)制,外因則是其周?chē)沫h(huán)境條件。諸多學(xué)者提出了實(shí)現(xiàn)混沌控制的方法。對(duì)于大型研發(fā)項(xiàng)目,界面協(xié)同混沌控制方法有兩大類(lèi)型。

第一類(lèi)是通過(guò)恰當(dāng)?shù)目刂剖侄渭巴緩?有效地抑制混沌行為,使李雅普諾夫指數(shù)下降進(jìn)而消除混沌。研發(fā)系統(tǒng)混沌所帶來(lái)的巨大波動(dòng),將使研發(fā)結(jié)果與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)嚴(yán)重背離,使整個(gè)研發(fā)系統(tǒng)陷入混亂狀態(tài),對(duì)研發(fā)進(jìn)度、質(zhì)量和成本均造成不利影響,對(duì)此應(yīng)有效地抑制或消除混沌。對(duì)信息重疊水平較高的研發(fā)活動(dòng),加強(qiáng)交互的頻次,即通過(guò)過(guò)程控制降低界面強(qiáng)度,提高界面密度。如果產(chǎn)生子系統(tǒng)研發(fā)偏差,迅速通過(guò)子系統(tǒng)間局部協(xié)調(diào),加快或減緩研發(fā)速度,使系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定。這種控制方式主要利用混沌系統(tǒng)的本質(zhì)特征,如對(duì)于初始點(diǎn)的敏感依賴(lài)性,來(lái)穩(wěn)定已經(jīng)存在于系統(tǒng)中的不穩(wěn)定軌道。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要使用除系統(tǒng)輸出或狀態(tài)以外的任何有關(guān)給定被控系統(tǒng)的信息,不改變被控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),具有良好的軌道跟蹤能力和穩(wěn)定性。其缺點(diǎn)在于要求一個(gè)比較精確的數(shù)學(xué)模型和輸入目標(biāo)函數(shù)或軌道。對(duì)于研發(fā)項(xiàng)目,則需要以往相似程度較高、管理過(guò)程數(shù)據(jù)齊全的研發(fā)項(xiàng)目資料,協(xié)調(diào)成本相對(duì)較高。

第二類(lèi)是選擇某一具有期望行為的軌道作為控制標(biāo)。一般情況下,在混沌吸引子系統(tǒng)中的無(wú)窮多不穩(wěn)定的周期軌道常被作為首選目標(biāo),其目的就是將系統(tǒng)的混沌運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)換到期望的周期軌道上,使混沌系統(tǒng)能夠在極短的時(shí)間在許多不同的行為方式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在系統(tǒng)內(nèi)部可利用一個(gè)混沌子系統(tǒng)來(lái)擾動(dòng)其他子系統(tǒng),以使它們產(chǎn)生協(xié)同現(xiàn)象。這種反饋控制主要利用一個(gè)小的外部擾動(dòng),如一個(gè)小驅(qū)動(dòng)信號(hào)、噪聲信號(hào)、常量偏置或系統(tǒng)參數(shù)的弱調(diào)制來(lái)控制混沌。根據(jù)“混沌運(yùn)動(dòng)背后隱藏著確定秩序”的觀點(diǎn),系統(tǒng)管理者可以通過(guò)誘導(dǎo)隨機(jī)性“漲落”即混沌的產(chǎn)生,為系統(tǒng)產(chǎn)生有序結(jié)構(gòu)提供新的契機(jī)。對(duì)于研發(fā)項(xiàng)目,一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)可能有若干種不同的研發(fā)方案,當(dāng)其中一個(gè)方案執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)研發(fā)不確定性較高的情況時(shí),通過(guò)外界環(huán)境的變量(如需求、投資、新技術(shù)的介入等)的控制,改變其研發(fā)活動(dòng)方式,使其回到穩(wěn)定狀態(tài)。該控制方式的設(shè)計(jì)和使用都十分簡(jiǎn)單,協(xié)調(diào)成本較低,但無(wú)法確?？刂七^(guò)程的穩(wěn)定性。

上述兩種方式都是通過(guò)混沌動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的稍微改變,使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),不同點(diǎn)是前者屬于混沌控制,后者屬于混沌反控制。研發(fā)系統(tǒng)控制策略所遵循的原則是控制規(guī)則的設(shè)計(jì)須最小限度地改變?cè)到y(tǒng),從而對(duì)原系統(tǒng)的影響最小。因此,在控制混沌的具體操作中,最大限度地利用混沌的特性,確定控制目標(biāo)和選取基本控制方法顯得非常關(guān)鍵。由于研發(fā)系統(tǒng)混沌現(xiàn)象復(fù)雜多樣,各種混沌控制方法各有處理混沌問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn),但目前對(duì)大型研發(fā)項(xiàng)目沒(méi)有一種方法是全面的或是唯一有效的,應(yīng)視具體情況綜合運(yùn)用。

4 結(jié) 論

本文總結(jié)了大型研發(fā)項(xiàng)目所包含的界面類(lèi)型,并針對(duì)研發(fā)項(xiàng)目各組織間的異構(gòu)性、信息時(shí)滯所引發(fā)的不同步問(wèn)題,引入混沌理論對(duì)研發(fā)項(xiàng)目組織界面進(jìn)行協(xié)同控制,建立研發(fā)系統(tǒng)界面協(xié)同模型,分析了研發(fā)系統(tǒng)界面協(xié)同的條件和過(guò)程。從理論上并闡述了對(duì)界面進(jìn)行協(xié)同控制的兩類(lèi)混沌控制方法。運(yùn)用混沌理論對(duì)研發(fā)項(xiàng)目界面管理進(jìn)行協(xié)同控制,為研發(fā)項(xiàng)目界面管理創(chuàng)新提供了理論支持。參考文獻(xiàn):

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[6]李衛(wèi)東,王秀巖.混沌控制綜述[j].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2009(1):1-6.

篇(6)

關(guān)鍵字：阿瑞吉；世界體系理論；研究現(xiàn)狀；綜述

世界體系理論也被稱(chēng)為“世界體系的”，是興起于20世紀(jì)后期的新理論，其影響歷經(jīng)幾十年不衰，堪比當(dāng)代的“法蘭克福學(xué)派”。喬萬(wàn)尼阿瑞吉自1979年起，在美國(guó)賓厄姆頓大學(xué)從事世界體系理論研究，發(fā)表了一系列論文和著作，其中，《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》、《現(xiàn)代世界體系的混沌和治理》和《亞當(dāng)斯密在北京》被稱(chēng)為“我們時(shí)代的三部曲”，即使與布羅代爾、沃勒斯坦的杰作放在一起，也毫不遜色。

雖然，阿瑞吉對(duì)世界體系理論的創(chuàng)立和發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但目前，在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界，對(duì)其思想進(jìn)行專(zhuān)門(mén)分析的文章和著作并不多見(jiàn)，相關(guān)研究成果主要散見(jiàn)于一些期刊和著作中，并且這些成果分布在各個(gè)學(xué)科范圍內(nèi)，很難讓讀者全面系統(tǒng)地理解和把握他的思想體系，從而容易引起誤解。即便如此，這些研究成果仍然從不同角度對(duì)阿瑞吉世界體系思想進(jìn)行了闡釋?zhuān)瑢?duì)相關(guān)概念做出了界定，對(duì)一些核心理論進(jìn)行了梳理，對(duì)重要文本進(jìn)行了介紹和解讀。

一、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

雖然，阿瑞吉曾出版過(guò)在國(guó)際上影響甚大的《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》，但國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)阿瑞吉的關(guān)注卻始于其最后一部著作《亞當(dāng)斯密在北京》的出版。作者在這部著作中對(duì)“中國(guó)崛起”大膽而謹(jǐn)慎的預(yù)言和對(duì)“中國(guó)奇跡”新鮮且充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的解讀，不僅吸引了國(guó)內(nèi)普通讀者的眼光，也引起了各領(lǐng)域?qū)W者們的興趣和關(guān)注。但迄今為止，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界還尚未形成研究阿瑞吉及其世界體系思想的熱潮，更鮮見(jiàn)集中系統(tǒng)的分析和解讀。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)阿瑞吉及其思想的研究大致體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

1、對(duì)阿瑞吉及其著作的介紹和翻譯

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于阿瑞吉及其思想的研究成果主要體現(xiàn)在對(duì)其著作的介紹和翻譯上。從已經(jīng)掌握的材料看，率先對(duì)阿瑞吉進(jìn)行介紹和研究的是佘江濤和丁嫣霞。阿瑞吉的代表作《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》由江蘇人民出版社在2001年出版后，佘、丁兩位學(xué)者即在《博覽全書(shū)》上發(fā)表題為《研究資本的杰作》的文章，對(duì)這部著作進(jìn)行了介紹和評(píng)價(jià)。他們指出阿瑞吉的體系積累周期思想是建立在布羅代爾的一種非傳統(tǒng)的觀點(diǎn)上，他將“反市場(chǎng)”的資本主義的頂層作為研究對(duì)象，利用體系積累周期解說(shuō)了資本主義四大積累體系的因果關(guān)系，對(duì)資本主義的未來(lái)做出了非常慎重的預(yù)言，從這個(gè)角度上說(shuō)，《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》是至今為止對(duì)資本主義發(fā)展歷史描繪最為有力和精彩的著作。[1]江華從資本主義發(fā)展史的角度對(duì)阿瑞吉及其思想進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。他認(rèn)為《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》從世界體系的宏觀視角重構(gòu)了近代以來(lái)的資本積累周期，即體系積累周期，這一周期的演進(jìn)大體可以從空間上說(shuō)明資本主義世界經(jīng)濟(jì)從中世紀(jì)末期的歐洲一隅擴(kuò)張到今天的全球規(guī)模，從時(shí)間上闡釋現(xiàn)代世界體系周期性的變遷和興衰，同時(shí)也為我們描述資本主義制度越來(lái)越嚴(yán)重的內(nèi)在矛盾提供了一個(gè)全新的視角。[2]黃平作為《亞當(dāng)斯密在北京》的譯者之一，對(duì)阿瑞吉《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》、《現(xiàn)代世界體系的混沌與治理》、《亞當(dāng)斯密在北京》這三部代表作之間的內(nèi)在邏輯進(jìn)行了解讀，從學(xué)術(shù)視野和現(xiàn)實(shí)價(jià)值方面介紹和評(píng)述阿瑞吉，在他看來(lái)，阿瑞吉在學(xué)術(shù)和思想傳承上，繼承了馬克思和年鑒學(xué)派布羅代爾的傳統(tǒng)，同時(shí)，他和沃勒斯坦長(zhǎng)期共事，也受到沃氏學(xué)術(shù)思想的影響，但從根本上看，阿瑞吉具有獨(dú)特的研究視角，其理論充滿(mǎn)原創(chuàng)性和挑戰(zhàn)性，在解釋美國(guó)霸權(quán)如何走向極端，中國(guó)奇跡怎樣影響世界等問(wèn)題上提供了充滿(mǎn)啟示的解讀。[3]

從翻譯成果來(lái)看，目前我國(guó)已翻譯的阿瑞吉著作主要有：2001年由姚乃強(qiáng)、嚴(yán)維明翻譯、江蘇人民出版社出版的《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》；2003年由王宇潔翻譯、生活讀書(shū)新知三聯(lián)書(shū)店出版社出版的《現(xiàn)代世界體系的混沌與治理》；2006年由社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社出版的《東亞的復(fù)興：以500年、150年和50年為視角》；2009年由路愛(ài)國(guó)、黃平、許安結(jié)翻譯、社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社出版的《亞當(dāng)斯密在北京》。翻譯的論文主要有：黃文前翻譯的《霸權(quán)的瓦解》、丁驥千翻譯的《新自由主義的性質(zhì)和前途》、陳燕谷翻譯的《帝國(guó)的譜系》?？梢哉f(shuō)，阿瑞吉最重要的幾部著作已經(jīng)在我國(guó)翻譯出版，但是關(guān)系到其思想形成、成熟的幾部著作和相關(guān)論文至今仍沒(méi)有被翻譯出版。

2、對(duì)阿瑞吉體系積累周期理論的闡釋

阿瑞吉的體系積累周期理論是其思想體系的核心組成部分，對(duì)理解和把握他的世界體系理論起到關(guān)鍵性的作用。對(duì)這一理論進(jìn)行研究的首推江華，他在論文《重建資本積累周期》中，將阿瑞吉的體系積累周期歸納出4個(gè)特點(diǎn)：第一，四個(gè)周期之間不是簡(jiǎn)單的前后相續(xù)，而是互相重疊的；第二，積累周期遞減而非等長(zhǎng)；第三，積累體制伴隨積累周期交替更迭；第四，成本內(nèi)部化水平越來(lái)越高。[4]雖然，他并沒(méi)有就這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行更為深入和系統(tǒng)的探討，但應(yīng)該認(rèn)為這四個(gè)特點(diǎn)的歸納，為后來(lái)的學(xué)者研究這一理論產(chǎn)生了提綱挈領(lǐng)的效果。南開(kāi)大學(xué)學(xué)院的孫壽濤教授在論文《試論阿里希的積累周期理論》中首次分析了這一理論的思想來(lái)源，他指出積累周期理論的思想淵源有兩個(gè)，分別是布羅代爾關(guān)于資本及資本主義的非傳統(tǒng)的觀點(diǎn)和馬克思的資本流通理論。除此之外，孫還對(duì)左派學(xué)者納格里對(duì)阿瑞吉理論的評(píng)價(jià)做出了自己的判斷，他認(rèn)為納格里對(duì)阿瑞吉積累周期理論的評(píng)價(jià)——“阿瑞吉的循環(huán)理論對(duì)資本主義的了解陷入了一種宿命論”有失偏頗，實(shí)質(zhì)上，阿瑞吉的積累周期理論固然關(guān)注了資本主義長(zhǎng)時(shí)段發(fā)展中的“周期性”一面，但更多的是考察每一個(gè)周期的資本積累的新特色。[5]

3、對(duì)阿瑞吉霸權(quán)轉(zhuǎn)移理論的研究

霸權(quán)轉(zhuǎn)移理論是貫穿阿瑞吉“我們時(shí)代的三部曲”和世界體系思想的重要線索，國(guó)內(nèi)學(xué)界對(duì)這一思想的研究主要集中在美國(guó)霸權(quán)的衰落和東亞崛起這兩方面，特別是對(duì)于東亞崛起這一方面表現(xiàn)出了極高的熱情和關(guān)注。賀志剛認(rèn)為阿瑞吉對(duì)美國(guó)霸權(quán)衰落的預(yù)言缺乏非常明確的證據(jù)，同時(shí)對(duì)東亞崛起持保守態(tài)度，即便如此，在文章最后，他還是指出對(duì)霸權(quán)轉(zhuǎn)移的梳理給我們理解這個(gè)充滿(mǎn)了矛盾與動(dòng)蕩的世界提供了一條清晰的脈絡(luò)。[6]海裔總結(jié)了《亞當(dāng)斯密在北京》這部書(shū)中關(guān)于中國(guó)崛起的思想，分析了中國(guó)崛起的可能性，并對(duì)中國(guó)發(fā)展道路做出了評(píng)判。[7]吳苑華在《中國(guó)崛起：后美國(guó)世界的希望》一文中比較分析了阿瑞吉和沃勒斯坦對(duì)中國(guó)問(wèn)題的看法，最后指出了阿瑞吉對(duì)中國(guó)的改革開(kāi)放和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的誤解。[8]王爾德認(rèn)為，阿瑞吉的理論最吸引人的部分并非他對(duì)未來(lái)世界體系的預(yù)言，而是他對(duì)“中國(guó)奇跡”的解釋。王把阿瑞吉關(guān)于“中國(guó)奇跡”的觀點(diǎn)創(chuàng)新性地概括為“通三統(tǒng)”，其中，第一個(gè)傳統(tǒng)是：通過(guò)對(duì)斯密的重新解讀，可以得出這樣的結(jié)論——應(yīng)該把中國(guó)而不是歐洲看做最應(yīng)當(dāng)追求的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展典范；第二個(gè)傳統(tǒng)是：中國(guó)革命的傳統(tǒng)，這是中國(guó)經(jīng)濟(jì)得以崛起的社會(huì)基礎(chǔ)；第三個(gè)傳統(tǒng)是：中國(guó)之所以能夠平穩(wěn)而高速的發(fā)展是因?yàn)樘剿髁藵u進(jìn)式的改革道路。[9]

4、對(duì)阿瑞吉世界體系思想的解讀

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界將阿瑞吉的思想明確概括為世界體系思想的學(xué)者只有華僑大學(xué)的吳苑華教授。他已經(jīng)向教育部申請(qǐng)了題為“喬萬(wàn)尼阿瑞吉的世界體系理論研究”的社科規(guī)劃基金項(xiàng)目，并展開(kāi)了一系列的研究工作，取得了一些階段性成果。 轉(zhuǎn)貼于 吳苑華在《“世界體系的研究”述評(píng)》中總體介紹了世界體系理論的內(nèi)容和當(dāng)今國(guó)內(nèi)對(duì)這一領(lǐng)域的研究成果及不足，指出了阿瑞吉在世界體系理論學(xué)派中的地位和貢獻(xiàn)，對(duì)阿瑞吉的世界體系思想做了簡(jiǎn)單的介紹和評(píng)價(jià)。[10]吳對(duì)阿瑞吉的思想進(jìn)行比較集中的探討是在其題為《阿瑞吉 “世界體系論”：今日中國(guó)關(guān)乎未來(lái)世界》的論文中，文章對(duì)阿瑞吉世界體系思想作了扼要卻準(zhǔn)確的定位和梳理。吳明確指出，阿瑞吉的理論闡釋不同于布羅代爾的歷史學(xué)和沃勒斯坦的社會(huì)學(xué)的世界體系分析，它是一種經(jīng)濟(jì)學(xué)的世界體系分析，其世界體系論以整體主義思維為分析的核心理念、以結(jié)構(gòu)主義思維為分析基礎(chǔ)，將周期性變化視為世界體系的本質(zhì)特征，將資本積累視作考察世界體系的核心指標(biāo)，將帝國(guó)主義看做是世界資本主義體系的保障性力量，將中心—邊緣關(guān)系當(dāng)做世界體系的結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)。[11]書(shū)評(píng)人李半聰在對(duì)《亞當(dāng)斯密在北京》的評(píng)價(jià)中指出，通過(guò)對(duì)15世紀(jì)以來(lái)世界歷史的比較分析，阿瑞吉建立了自己的世界體系理論，他在前兩部著作《現(xiàn)代世界體系的混沌與治理》和《漫長(zhǎng)的20世紀(jì)》中，通過(guò)對(duì)14世紀(jì)以來(lái)金融資本在資本主義歷史發(fā)展過(guò)程中所起作用的總結(jié)，對(duì)近代以來(lái)的世界譜系做了系統(tǒng)梳理，其最后一部著作《亞當(dāng)斯密在北京》延續(xù)了前面的命題，以美國(guó)霸權(quán)的衰落為線索，勾勒了21世紀(jì)的譜系，為我們理解和指引21世紀(jì)的走向指明了方向。[12]

二、國(guó)外研究現(xiàn)狀

阿瑞吉關(guān)于世界體系理論的幾部“雄心勃勃”的著作——“我們時(shí)代的三部曲”出版以后，在西方學(xué)術(shù)界特別是英國(guó)和美國(guó)學(xué)術(shù)界引起了強(qiáng)烈反響，各社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者紛紛撰文評(píng)其述著作和理論成就。

大衛(wèi)哈維（David Harvey）以訪談錄的形式，在《資本的曲折道路》[13]中介紹了阿瑞吉的家庭背景和教育情況，展現(xiàn)了阿瑞吉學(xué)術(shù)思想從新古典主義經(jīng)濟(jì)學(xué)走向比較歷史社會(huì)學(xué)的發(fā)展歷程，梳理了阿瑞吉主要論著的主要思想，并就幾個(gè)核心問(wèn)題與阿瑞吉本人進(jìn)行了深度探討。這篇訪談錄后來(lái)成為了《亞當(dāng)斯密在北京》中文版的代序，為國(guó)內(nèi)讀者更直接、更深入的了解這部著作提供了清晰的線索。

湯姆雷弗（Tom Reifer）發(fā)表了題為《喬萬(wàn)尼阿瑞吉：資本的繪圖師》的文章，以紀(jì)念阿瑞吉，文章對(duì)阿瑞吉的生平和理論成就作了述評(píng)，認(rèn)為紀(jì)念阿瑞吉及響應(yīng)其創(chuàng)建一個(gè)更人道的世界體系的理想的最好方式就是重新回到關(guān)于我們這個(gè)時(shí)代的中心問(wèn)題的討論上來(lái)。[14]作者認(rèn)為阿瑞吉在社會(huì)長(zhǎng)時(shí)段的宏觀演變、霸權(quán)轉(zhuǎn)移、資本主義危機(jī)等問(wèn)題上有著深刻而獨(dú)到的見(jiàn)解，并在這些問(wèn)題上將他分別與布倫納、布羅代爾、熊彼特、阿明、沃勒斯坦等學(xué)者的理論進(jìn)行了比較。文章最后指出，阿瑞吉的著作代表著一種先驅(qū)性的分析嘗試，未來(lái)的學(xué)者應(yīng)繼承發(fā)展他的思想，尤其是其所有作品中都顯現(xiàn)出來(lái)的那種學(xué)術(shù)敏銳性。

英國(guó)著名歷史學(xué)家伊懋可（Mark Elvin）教授從歷史學(xué)角度對(duì)《亞當(dāng)斯密在北京》一書(shū)進(jìn)行了評(píng)論。他認(rèn)為這本書(shū)從歷史角度出發(fā)，對(duì)當(dāng)前美國(guó)霸權(quán)的衰落和中國(guó)的崛起做出了許多有益的理論探討，但他在歐洲和東亞兩種發(fā)展模式、21世紀(jì)的中國(guó)在多大程度上繼承了封建時(shí)代的傳統(tǒng)、斯密的理論是否適用于現(xiàn)代中國(guó)等問(wèn)題上提出了不同，甚至相反的看法。[15]其中，他和阿瑞吉最大的分歧在于對(duì)美國(guó)霸權(quán)衰落和中國(guó)崛起的看法上：阿瑞吉認(rèn)為美國(guó)霸權(quán)的衰落是歷史必然，而伊懋可則認(rèn)為導(dǎo)致美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)地位丟失的戰(zhàn)略失誤大多數(shù)是可以避免的；在中國(guó)崛起問(wèn)題上，很顯然，與阿瑞吉相比，這位英國(guó)歷史學(xué)家并沒(méi)有那么樂(lè)觀。

阿瑞吉的思想和著作，得到了許多學(xué)者的支持和肯定，但在英美學(xué)術(shù)界也不乏批評(píng)的聲音，美國(guó)左翼學(xué)者喬爾安德斯（中文名為安舟）就是其中的代表人物。安德斯非常了解當(dāng)代中國(guó)的情況，對(duì)社會(huì)主義的中國(guó)抱有深厚的感情，他在《中國(guó)變化的顏色》一文中用生動(dòng)的事實(shí)駁斥了阿瑞吉的樂(lè)觀主義。阿瑞吉認(rèn)為中國(guó)將成為替代美國(guó)霸權(quán)的強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，而安德斯則認(rèn)為資本主義在中國(guó)的復(fù)辟將導(dǎo)致災(zāi)難性的社會(huì)矛盾，一個(gè)內(nèi)部不平等的中國(guó)是無(wú)法超越不平等的國(guó)際秩序，創(chuàng)造新未來(lái)的，事實(shí)上，中國(guó)或許會(huì)開(kāi)創(chuàng)一個(gè)并非資本主義的市場(chǎng)體系的發(fā)展道路。[16]

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篇(7)

關(guān)鍵詞：模糊控制 應(yīng)用發(fā)展 自適應(yīng)控制

中圖分類(lèi)號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)02-0006-02

The development and research of fuzzy logic and fuzzy control technology

Abstract: According to the new development of the modern industrial control field of fuzzy control technology, an overview of the basic theory and the development status of the field, look to the future development applications.

Keywords: fuzzy control; application development; adaptive control.

1、引言

在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，出現(xiàn)了智能控制的新趨勢(shì)，即以機(jī)器模擬人類(lèi)思維模式，采用推理、演繹和歸納等手段，進(jìn)行生產(chǎn)控制，這就是人工智能。其中專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能的幾個(gè)重點(diǎn)研究熱點(diǎn)。相對(duì)于專(zhuān)家系統(tǒng)，模糊邏輯屬于計(jì)算數(shù)學(xué)的范疇，包含有遺傳算法，混沌理論及線性理論等內(nèi)容，它綜合了操作人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于應(yīng)用、抗干擾能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、便于控制和自適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，在過(guò)程控制、建摸、估計(jì)、辯識(shí)、診斷、股市預(yù)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和軍事科學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為深入開(kāi)展模糊控制技術(shù)的研究應(yīng)用，本文綜合介紹了模糊控制技術(shù)的基本理論和發(fā)展?fàn)顩r，并對(duì)一些在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用作了簡(jiǎn)單介紹。

2、模糊邏輯與模糊控制

2.1 模糊邏輯與模糊控制的概念

1965年，加州大學(xué)伯克利分校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)家Lofty Zadeh提出“模糊邏輯”的概念，其根本在于區(qū)分布爾邏輯或清晰邏輯，用來(lái)定義那些含混不清，無(wú)法量化或精確化的問(wèn)題，對(duì)于馮諾依曼開(kāi)創(chuàng)的基于“真－假”推理機(jī)制，以及因此開(kāi)創(chuàng)的電子電路和集成電路的布爾算法，模糊邏輯填補(bǔ)了特殊事物在取樣分析方面的空白。在模糊邏輯為基礎(chǔ)的模糊集合理論中，某特定事物具有特色集的隸屬度，他可以在“是”和“非”之間的范圍內(nèi)取任何值。而模糊邏輯是合理的量化數(shù)學(xué)理論，是以數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為為根本去處理這些非統(tǒng)計(jì)不確定的不精確信息。

模糊控制是基于模糊邏輯描述的一個(gè)過(guò)程的控制算法。對(duì)于參數(shù)精確已知的數(shù)學(xué)模型，我們可以用Berd圖或者Nyquist圖來(lái)分析家其過(guò)程以獲得精確的設(shè)計(jì)參數(shù)。而對(duì)一些復(fù)雜系統(tǒng)，如粒子反應(yīng)，氣象預(yù)報(bào)等設(shè)備，建立一個(gè)合理而精確的數(shù)學(xué)模型是非常困難的，對(duì)于電力傳動(dòng)中的變速矢量控制問(wèn)題，盡管可以通過(guò)測(cè)量得知其模型，但對(duì)于多變量的且非線性變化，起精確控制也是非常困難的。而模糊控制技術(shù)僅依據(jù)與操作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和直觀推斷，也依靠設(shè)計(jì)人員和研發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)積累，它不需要建立設(shè)備模型，因此基本上是自適應(yīng)的，具有很強(qiáng)的魯棒性。歷經(jīng)多年發(fā)展，已有許多成功應(yīng)用模糊控制理論的案例，如Rutherford，Carter 和Ostergaard分別應(yīng)用與冶金爐和熱交換器的控制裝置。

2.2 分析方法探討

工業(yè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是探討問(wèn)題的前提，由于難以對(duì)非線性和不統(tǒng)一的描述，做出判斷，因此模糊控制系統(tǒng)的分析方法的穩(wěn)定性分析一直是一個(gè)熱點(diǎn)，綜合近年來(lái)各位學(xué)者的發(fā)表的論文,目前系統(tǒng)穩(wěn)定性分析有以下集中:

(1)李普亞諾夫法:基于直接法的離散時(shí)間(D-T)和連續(xù)時(shí)間模糊控制的穩(wěn)定性分析和設(shè)計(jì)方法,相對(duì)而言起穩(wěn)定條件比價(jià)保守。

(2)滑動(dòng)變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析法。

(3)圓穩(wěn)定性判據(jù)方法:利用扇區(qū)有界非線性概念,根據(jù)穩(wěn)定判據(jù)可推導(dǎo)模糊控制的穩(wěn)定性。

(4)POPOV判據(jù)。

(5)其他方法如關(guān)系矩陣分析法，超穩(wěn)定理論，相平面法，矩陣不等式或凸優(yōu)化法，模糊穴穴映射等，詳細(xì)資料及有關(guān)文獻(xiàn)很多，在此不再一一贅述。

2.3 模糊控制的設(shè)置設(shè)計(jì)

模糊控制的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，一般而言，采取的設(shè)計(jì)步驟和工具比較規(guī)范．其中模糊控制器一般采用專(zhuān)用軟硬件，通用型的硬件芯片在目前市場(chǎng)上比較多，其中主流產(chǎn)品如表1所示．而專(zhuān)用IC發(fā)展也很迅速，它把專(zhuān)用IC和軟件控制器集成在一起。

設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般采取的設(shè)計(jì)步驟為：

(1)綜合考慮該課題能否采用模糊控制系統(tǒng)。即考慮采用常規(guī)控制方式的可能。

(2)從設(shè)備操作人員處獲取盡可能多的信息。

(3)選取可能的數(shù)學(xué)模型，如果用常規(guī)方法設(shè)計(jì)，估計(jì)設(shè)備的性能特點(diǎn)。

(4)確定模糊邏輯的控制對(duì)象。

(5)確定輸入輸出變量。

(6)確定所確定的各個(gè)變量的歸屬范圍。

(7)確定各變量的對(duì)應(yīng)規(guī)則。

(8)確定比例系數(shù)。

(9)如果有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型，用已確定的模糊控制器對(duì)系統(tǒng)仿真，觀測(cè)設(shè)備性能，并不斷調(diào)整規(guī)則和比例系數(shù)直到達(dá)到滿(mǎn)意性能。否則重新設(shè)計(jì)模糊控制器。

(10)實(shí)時(shí)運(yùn)行控制器，不斷調(diào)整以達(dá)到最佳性能。

3、模糊控制應(yīng)用與前景展望

作為人工智能的一種新研究領(lǐng)域，模糊控制吸收借鑒了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和其他新技術(shù)的精華，在諸多領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展．在新型的電力電子和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有些專(zhuān)家在線性功放的加設(shè)條件下，把模糊控制應(yīng)用于為基礎(chǔ)的伺服電機(jī)控制中，在把模糊控制系統(tǒng)與PID及模型參考自適應(yīng)控制（MRAC）進(jìn)行比較后證明了模糊控制方法的優(yōu)越性．另有專(zhuān)家開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于矢量控制感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)控制器，其控制方框圖如圖1所示：

模糊控制作為一項(xiàng)正在發(fā)展的新技術(shù)，目前在大多數(shù)專(zhuān)家還把主要精力放在應(yīng)用系統(tǒng)研究上，并取得了相當(dāng)?shù)某晒?，但在理論研究和系統(tǒng)分析上還是相對(duì)落后的，以至于一些學(xué)者質(zhì)疑其理論依據(jù)和有效性．鑒于此可以明確得知：模糊控制理論和實(shí)踐的結(jié)合仍有待于進(jìn)一步探索．其發(fā)展前景是十分誘人的，而且在近年來(lái)，其理論研究也取得了顯著進(jìn)展．在近四十年的發(fā)展進(jìn)程中，模糊控制也有一些局限性：(1)控制精度低，性能不高，穩(wěn)定性較差；(2)理論體系不完整；(3)自適應(yīng)能力低．對(duì)于這些弱點(diǎn)，模糊控制與一些其他新技術(shù)，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN），遺傳算法相結(jié)合，向更高層次的應(yīng)用發(fā)展拓展了巨大的空間。

4、結(jié)語(yǔ)

模糊控制作為一門(mén)綜合應(yīng)用范例，在全球信息化浪潮的推動(dòng)下，在未來(lái)的幾十年中，必將對(duì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展注入新的活力，有專(zhuān)家認(rèn)為，下一代工控的基礎(chǔ)是模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，混沌理論為支柱的人工智能．隨著模糊控制理論研究的日益完善和深入，應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大和配套IC的研發(fā)制造，模糊控制將給工控領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)辟光明的應(yīng)用前景，同時(shí)也給各領(lǐng)域的研究人員提出了更重大的任務(wù)。

作者簡(jiǎn)介