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2017年 32卷 04期
刊出日期 2017-04-20

综述
论文
短文
综述
577 李正欣 张凤鸣 李克武 毛红保
多元时间序列相似性搜索研究综述
摘 要:多元时间序列相似模式挖掘是数据挖掘领域的研究热点, 它主要包括特征表示、相似模式度量和相似性搜索三个方面, 目前大部分研究成果主要集中在特征表示与相似模式度量, 相似性搜索成为制约问题突破的关键环节. 本文主要针对多元时间序列的相似性搜索进行综述, 归纳了主要的相似模式度量方法, 对比了不同相似模式度量下的序列搜索方法, 分析了不同方法的优缺点, 为进一步研究多元时间序列相似性搜索提供了方向.
2017 Vol. 32 (04): 577-583 [摘要] ( 27 ) [HTML 0KB] [PDF 1230KB] ( 36 )
论文
584 孔敏 刘会央 廖福成
带有多个时变时滞的一阶多智能体系统的H∞包围控制
本文研究了带有多个时变时滞的一阶多智能体系统在有向网络拓扑下的H∞包围控制问题. 首先, 通过引入收敛性向量函数, 将所讨论问题转化为一般时滞系统的H∞控制问题. 然后, 通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函, 利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov稳定性理论, 得到了多智能体系统实现包围控制的充分条件, 同时求得时变通信时滞的最大容许值. 另外在系统中还存在外部干扰的情况下, 得到该多智能体系统具有H∞包围控制性能常数的充分条件. 数值仿真验证了本文结果的有效性.
2017 Vol. 32 (04): 584-592 [摘要] ( 23 ) [HTML 0KB] [PDF 360KB] ( 45 )
593 杨洋 薛定宇
灰参数电路的控制问题及系统状态仿真分析
实际系统模型难以使用确定参数进行描述,含有灰参数的电路普遍存.基于灰数、灰色控制和电路分析等方法,对灰色电路系统进行分析,具有一定的理论和实践意义. 以某一灰色RLC电路模型为例,研究其能控、能观、稳定性、电路仿真等问题. 灰色电路的研究有助于灰色系统模型的仿真验证及硬件实现,丰富灰色电路及灰色控制等领域,也可应用于不确定性电路分析、系统建模和控制等问题.
2017 Vol. 32 (04): 593-599 [摘要] ( 48 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 1 )
600 冯晓伟 孔祥玉 马红光 安秋生
一种自稳定的双目的特征对提取算法及其收敛性分析
提出了一种自稳定的双目的算法用以提取信号自相关矩阵的特征对。该算法可以通过仅仅改变一个符号实现主/次特征向量估计的转化,并且可以通过估计的特征向量的模值信息估计对应的特征值,从而实现特征对的提取。基于确定性离散时间方法对所提算法进行了收敛性分析,并确定了算法收敛的边界条件。最后,通过与已有算法相对比的仿真实验验证了算法的收敛性能。
2017 Vol. 32 (04): 600-606 [摘要] ( 34 ) [HTML 0KB] [PDF 303KB] ( 31 )
607 韩敏 何泳 郑丹晨
基于参考点的高维多目标粒子群算法
高维多目标优化问题一般指目标个数为四个或以上时的多目标优化问题,由于种群中非支配解数量随着目标数量的增加而急剧增多,导致进化算法的进化压力严重降低,求解效率低.针对该问题,本文提出一种基于粒子群的高维多目标问题求解方法,在目标空间中引入一系列的参考点,根据参考点来筛选出能兼顾多样性和收敛性的非支配解作为粒子的全局最优,以增大选择压力.同时,提出了基于参考点的外部档案维护策略,以保持最后所得解集的多样性.在标准测试函数DTLZ2上的仿真结果表明所提方法在求解高维多目标问题时能得到收敛性和分布性都较好的解集.
2017 Vol. 32 (04): 607-612 [摘要] ( 9 ) [HTML 0KB] [PDF 452KB] ( 73 )
613 路遥 董朝阳 王青 刘扬
近空间飞行器变增益非线性切换控制器设计
针对变后掠翼近空间飞行器大包络、多工作模态和模型不确定的特点,研究了其模态切换过程中姿态的鲁棒跟踪控制问题.建立了含扰动项的飞行器非线性切换模型,基于反步滑模方法和非线性干扰观测器设计了鲁棒控制器,通过公共Lyapunov函数理论证明所设计的控制律能够保证闭环切换系统的稳定性.采用变增益切换控制策略,为不同飞行模态设计合适的控制增益,提高了系统的动态性能.仿真结果验证了该方法的有效性和必要性.
2017 Vol. 32 (04): 613-618 [摘要] ( 23 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 1 )
619 王宏伟 连捷
基于切换原理的非均匀采样系统控制
摘要:在非均匀采样系统中,存在着刷新时间间隔不确定、时变的情况,这给系统控制器的设计造成了很大困难。为此,将刷新时间间隔看作时延变量,不同时延大小情况下的系统动态变化用不同子系统模型刻画,从而将时延的变化律转化为不同子模型之间的切换律,将非均匀采样系统描述为一类具有有限个子系统的离散时间切换系统。通过定理形式给出含有不确定刷新时间间隔的反馈闭环系统鲁棒稳定性的充分条件。最后,通过仿真实例证明了本文方法的有效性。
2017 Vol. 32 (04): 619-624 [摘要] ( 20 ) [HTML 0KB] [PDF 247KB] ( 37 )
625 周燕茹 曾建平
航天器姿态机动的非线性鲁棒H∞控制方法
针对存在动力学参数摄动及外部干扰的航天器姿态机动问题,给出一种新的非线性鲁棒H∞控制方法。通过适当处理和假设,将航天器姿态模型表示为具有凸多面体不确定性的多项式型状态空间方程,并基于Lyapunov稳定性与平方和(SOS)理论,建立了非线性状态反馈H∞控制设计的可解性条件。最后,数值仿真实例验证了所得结论的有效性。
2017 Vol. 32 (04): 625-631 [摘要] ( 37 ) [HTML 0KB] [PDF 275KB] ( 37 )
632 卢少磊 方浩
一种改进的多Agent分布式联盟形成算法
仅采用任务性价比作为多智能体任务分配过程中的任务选择标准,会产生时间消耗大、资源利用低等问题.为此,综合任务性价比和智能体资源的特点,提出了任务准备度的概念.根据多智能体任务分配过程的收敛性和时效性,采用Learning Automata算法动态调整任务准备度各项的权重.采用该方法模拟解决了低、中、高三种任务需求下多智能体任务分配问题,仿真实验结果验证了该方法的有效性,资源冗余减少了至少20%.
2017 Vol. 32 (04): 632-636 [摘要] ( 18 ) [HTML 0KB] [PDF 162KB] ( 35 )
637 徐沁 刘金培 罗斌 汤进
基于加权超图和IOWA算子的图像椒盐噪声滤除算法
针对图像椒盐噪声,本文提出基于加权超图和诱导有序加权平均(IOWA) 算子的椒盐噪声滤除算法。首先,用加权超图对图像进行表示,根据椒盐噪声为极值的特点,定义超图边的权值,该权值能够反映边内中心节点对应像素为噪声点的可能性,进而利用超图边的权值进行噪声检测。其次,构建IOWA 算子对噪声点进行复原,并采用噪声检测与复原交替进行的方式完成图像的椒盐噪声滤除。仿真实验的结果说明本文算法不但可有效复原椒盐噪声,而且能保持原图像的轮廓等细节信息。
2017 Vol. 32 (04): 637-641 [摘要] ( 48 ) [HTML 0KB] [PDF 984KB] ( 51 )
642 刘志刚 李盼池 许少华
基于ELM-PNN算法的第24周太阳黑子预测预报
为提高太阳黑子预测预报的精度,提出FELM-PNN和IELM-PNN两种过程神经网络学习算法。FELM-PNN的隐层节点数目固定,使用SVD求解隐层输出矩阵的Moore-Penrose广义逆,通过最小二乘法计算隐层输出权值。IELM-PNN逐次增加隐层节点,根据隐层输出矩阵和网络误差计算增加节点的输出权值。通过Henon时间序列预测验证两种方法的有效性,并实际应用到第24周太阳黑子平滑月均值的中长期预测预报中。实验结果表明,两种方法的预测精度均有一定程度的提高, IELM-PNN的训练收敛性要优于FELM-PNN。
2017 Vol. 32 (04): 642-646 [摘要] ( 16 ) [HTML 0KB] [PDF 540KB] ( 17 )
647 陈杰
不完备质量和融资能力约束下的多产品风险厌恶型库存决策
在不完备质量和融资能力约束下,考虑带有风险厌恶型的多产品联合采购库存优化的Portfolio策略问题.本文根据产品的缺陷率程度,将质量水平划分为不同的状态,并利用马尔可夫链刻画其随机运动的统计规律性,进而在融资能力的约束条件下,结合CVaR准则构建多产品联合采购系统的库存优化与控制模型.在模型的成本参数的给定下,数值分析表明质量水平的随机波动性、风险厌恶因子和融资能力等核心因素对模型的最优解具有重要的影响,其三者的取值确定了多产品库存系统的最优期望订购量和期望利润的运动趋势.
2017 Vol. 32 (04): 647-655 [摘要] ( 32 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 2 )
656 刘克宁 宋华明
EPR制度下废弃电子产品回收的低碳研发激励机制研究
在由生产者和研发方组成的两阶段闭环供应链体系中,考察实施生产者延伸责任制(EPR)对产品低碳研发设计的激励作用及对废弃电子产品回收的减排效果。以生产者作为Stackelberg博弈的领导者,设计包含预先支付和收益共享的部件研发契约,给出了预先承诺研发方收益分配比例的(S-S)模型和延迟承诺(S-N)模型,并对比两种模型下契约性质、供应链总期望利润和产品回收的减排量。研究表明:研发方的低碳研发技术水平以及双方在回收减排中的重要度对决策有重要影响。采用延迟承诺(S-N)模型,生产者得到更多的低碳研发信息却损失了利润,不利于低碳设计激励。(S-S)模型下供应链的期望利润更高,但是减排效果并非绝对最优,在研发技术水平和政府碳税系数满足一定条件下,采用延迟承诺(S-N)模型的回收减排效果更好。
2017 Vol. 32 (04): 656-664 [摘要] ( 28 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 2 )
665 任剑 王坚强
基于余弦贴近度与群体共识度的正态云多准则群决策方法
各方案在准则集下的赋值可为正态云。对于这类多准则群决策问题,提出一种基于余弦贴近度与群体共识度的决策方法。首先,根据正态云与正态随机变量之间的关系,将正态云决策矩阵转化为泛型正态随机决策矩阵;其次,利用正态云的线性组合方法,算出每个专家认为各方案的线性加权泛型正态随机变量;接着,基于理想方案,求得每个专家认为各方案的余弦相似度、余弦贴近度和排序结果;然后,通过群体共识度,判断专家集决策意见的一致性程度,若群体共识度小于或等于0.5,则调整初始决策信息;进而,得到各方案的加权余弦相似度、加权余弦贴近度和最终排序;最后,通过算例的对比分析,验证所提方法的有效性和可行性。
2017 Vol. 32 (04): 665-672 [摘要] ( 40 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 2 )
673 蔡玫
非均衡语言信息的计算方法及其在TOPSIS法中的应用
大多用语言描述偏好的决策问题假设语言是均匀、对称分布的。然而有些问题需要采用非均衡语言。本文提出一种基于符号化方法的语言计算模型用以解决此类问题。首先构造一个基于基础语言集合的加权图,用图形中的点描述非均衡语言。然后定义图形中任意两点间的曼哈顿距离公式,用于计算非均衡语言的距离。最后将其用于TOPSIS分析方法,并给出算例。新的方法不仅图象化了非均衡语言,而且在解决TOPSIS问题时比欧氏距离测度更有优越性。
2017 Vol. 32 (04): 673-680 [摘要] ( 23 ) [HTML 0KB] [PDF 245KB] ( 57 )
681 洪防璇 李登峰
基于满意度的区间型多目标合作对策求解模型
针对效用函数可能具有嵌套、重叠和(或)包含关系的区间型多目标合作对策求解问题,提出了两阶段非线性规划模型与方法。考虑实际决策问题中的多目标因素,定义基于满意度的区间数排序关系及其区间型多目标合作对策的区间值核心解概念,进而构建多目标两阶段非线性规划求解模型,提出二分法的求解步骤。最后通过实例说明所提出模型和方法的可行性和适用性。
2017 Vol. 32 (04): 681-687 [摘要] ( 26 ) [HTML 0KB] [PDF 194KB] ( 30 )
688 叶璟 党耀国 刘震
基于余切函数变换的区间灰数预测模型
针对区间灰数灰色预测问题, 考虑了区间灰数序列可能的四种情形, 运用余切函数变换对不同情形的区间灰数序列分别进行处理, 分别建立了区间灰数的灰色预测模型. 从而, 把灰色数据变换技术的应用范围扩展到了区间灰数预测领域. 最后, 通过算例以及实例分析, 验证了新模型的实用性和有效性.
2017 Vol. 32 (04): 688-694 [摘要] ( 20 ) [HTML 0KB] [PDF 375KB] ( 39 )
短文
695 张宝琳 刘丽萍 魏丽
基于组合预测的供应链系统建模及其鲁棒状态反馈镇定
针对上游节点未能及时获取下游节点当前订单信息的情形,提出了一种利用历史订单信息预估供应链下游节点企业订货量的线性组合预测方法, 进而将供应链系统模型化为一个含有多状态时滞的线性时滞不确定性系统,给出了供应链系统时滞依赖状态反馈鲁棒镇定的充分条件和状态反馈控制器设计方法. 仿真算例表明,组合预测方法以及鲁棒状态反馈控制器能有效抑制牛鞭效应, 显著改善供应链系统的性能.
2017 Vol. 32 (04): 695-702 [摘要] ( 12 ) [HTML 0KB] [PDF 262KB] ( 22 )
703 王峰
基于Shearlet变换域改进的IR与灰度VIS图像融合算法
针对基于多尺度变换域内红外(IR)与灰度可见光(VIS)图像融合后图像的清晰度差、纹理信息不丰富等问题,提出了一种基于剪切波变换(ST)域改进的IR与灰度VIS图像融合算法。首先,采用形态学顶帽变换增强IR与VIS图像。然后,对增强后的IR与VIS图像采用ST变换,将其分解成高频和低频图像。针对高频图像融合,提出了基于局部标准差(LSTD)与系数绝对值的融合策略;针对低频图像融合,提出了一种新的权值融合策略。最后,通过逆剪切波变换(IST)获得最终融合图像。实验结果证明,本文所提出的方法能够提高图像融合的性能,同时,突出显著目标信息,提高图像的清晰度,并保留丰富的细节信息。
2017 Vol. 32 (04): 703-708 [摘要] ( 20 ) [HTML 0KB] [PDF 2148KB] ( 29 )
709 陈世明 肖娟 李海英 聂森
基于改进引力场的粒子滤波算法
为了避免传统粒子滤波算法中易出现的粒子贫化与退化现象,本文通过利用模拟恒星形成过程的引力场算法来改进粒子滤波的重采样过程,从而提出一种基于改进引力场的粒子滤波算法.该算法中提出的移动因子能驱动粒子集朝着高似然区域分布移动,从而使粒子更集中更快地分布在真实状态附近,同时提出自转因子使分布在真实状态周围的粒子随机保持一定距离,避免过度集中,从而增加了粒子的多样性.实验仿真结果表明,该算法不仅能够有效解决粒子退化与贫化问题,同时它设置的参数较少,收敛速度快,在非线性模型及非高斯噪声下对粒子的状态的估计具有很高的估计精度,和较好的鲁棒性能.
2017 Vol. 32 (04): 709-714 [摘要] ( 52 ) [HTML 0KB] [PDF 321KB] ( 118 )
715 叶正旺 温涛 刘振宇 宋晓莹 付崇国
基于节点行为动态变化的WSNs信任模型
无线传感器网络信任模型中,为解决信任值随着时间和上下文的行为变化而动态变化的问题, 提出了一种基于节点通信行为动态变化的信任模型.该模型给出了节点间的直接信任和间接信任关系的度量、信任信息的合并、信任的传递的合理抽象. 并提出了一种信任更新机制.经实验仿真表明,该信任模型通过节点间通信行为的动态变化对信任值进行惩罚与调节,得到的信任值能够更加敏感的反应节点间的行为变化,更加精确可靠的评价节点之间的信任关系.
2017 Vol. 32 (04): 715-720 [摘要] ( 13 ) [HTML 0KB] [PDF 1157KB] ( 30 )
721 曲建岭 王小飞 高峰 袁涛
基于超椭球分类面的SVDD快速决策方法
针对支持向量数据描述(Support vector data description,SVDD)检测未知样本时的复杂度受到支持向量数量n约束的问题,提出了基于超椭球分类面的SVDD(SVDD based on hyper-ellipse, HE-SVDD)快速决策方法,将SVDD的决策复杂度从O(n)降低到O(2) (n为支持向量数量).研究了超球分类面快速决策方法的局限性,进而给出了超椭球分类面的构建方法.多种数据集实验结果表明,本文方法可以在很大程度上提升超球分类面快速决策方法的分类精度和适用数据类型.
2017 Vol. 32 (04): 721-726 [摘要] ( 18 ) [HTML 0KB] [PDF 1248KB] ( 24 )
727 潘月斗 郭凯 陈虎
一种感应电机的状态变量及关键参数在线观测方法研究
针对感应电机定转子电阻、磁链、负载力矩等关键参数在电动机的运行过程中会产生较大变化,对其精确控制产生不利影响的问题,提出了一种在线观测方法。将感应电机强耦合非线性系统数学模型,通过非线性微分同胚变换将系统转化为非线性规范型,设计了一种高增益(HGO)状态观测器,这种观测方法不需要系统满足状态能观的条件,鲁棒性好,计算量小,通过对观测器增益参数的调节能够使观测误差达到任意精度。仿真及实验结果表明所设计的观测器具有更高的观测精度,并且对干扰具有很好的鲁棒性。
2017 Vol. 32 (04): 727-733 [摘要] ( 21 ) [HTML 0KB] [PDF 1570KB] ( 22 )
734 郭嗣琮 任燕 杨洋
基于结构元理论的正规Type-2模糊集的质心
定义了正规Type-2模糊集,并利用结构元理论,给出了正规Type-2模糊集的结构元表示和正规Type-2模糊集质心计算的确切步骤,得出正规Type-2模糊集质心的精确解。在正规Type-2模糊集的次隶属函数可以通过结构元线性表示时,给出了其质心计算的近似结果,通过实例比较两种结果。
2017 Vol. 32 (04): 734-740 [摘要] ( 10 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 2 )
741 杜贞斌 胡寿松
非线性系统的模糊混合H2/H∞采样控制
针对一类非线性系统,提出了模糊混合H2/H∞采样控制方案. 应用T-S模糊系统表征非线性系统,控制器是零阶保持采样信号,闭环系统转换成连续时延系统. 采用输入时延方法,Lyapunov-Krasovskii函数以及Leibniz-Newton公式,由线性矩阵不等式给出了模糊采样控制器存在的一个新充分性条件.基于所提出的模糊混合H2/H∞采样控制器,不仅实现了次优的H2控制性能,而且H∞控制性能的抑制系数也衰减到了给定的水平.通过卡车拖车系统实验验证了采样控制设计方案的可行性和有效性.
2017 Vol. 32 (04): 741-745 [摘要] ( 40 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 2 )
746 孙浩杰 张鑫 王景杨 邹涛
一种多变量预测控制的分程控制策略实现方法
针对包含分程控制回路的控制系统具有非线性特征,提出一种适用于多变量模型预测控制的分程控制实现方法,在分程控制的各线性区间内根据各分程阀的不同动作组合建立预测模型,通过在线比较控制器输出信号值与相应定义的中间阈值选择模型,模型发生切换时保留切换前模型中的输出预测值作为当前模型下的初始输出预测值。解决了控制过程存在分程控制需求时,多变量预测控制器的设计问题,提高了线性预测控制器的适用范围。最后通过仿真验证了所提方法的有效性。
2017 Vol. 32 (04): 746-750 [摘要] ( 22 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 234 )
751 赵琛 张少华
基于信息间隙决策理论的发电商电量分配策略
在电力市场环境下,发电商需要在现货市场、双边合同和期权等交易选择中合理分配交易电量。针对现货市场电价的严重不确定性,采用信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory,IGDT),提出了风险回避发电商在多种交易选择中的电量分配鲁棒决策模型。算例仿真验证了模型方法的合理性和有效性,并表明,该方法提供了发电商不同预期收益目标下的电量分配策略可抵抗的现货价格波动幅度,风险回避发电商可由此评价不同的电量分配策略,并采用相应的策略来保证预期收益目标。
2017 Vol. 32 (04): 751-754 [摘要] ( 26 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 2 )
755 吴丽云
基于PLS特征提取的网络异常入侵检测CVM模型
为提高网络的异常入侵检测能力,提出了一种基于偏最小二乘(PLS)特征提取和核心向量机(CVM)的组合入侵检测算法。它首先借助于PLS算法良好的特征提取性能,抽取数据集的主元特征,构建特征集;然后,利用CVM算法在处理大规模数据中的优势,建立主元特征集的异常入侵检测模型;最后,再由所建模型对异常入侵行为进行检测判定。KDD99数据集的实验测试,验证了其可行性和有效性。
2017 Vol. 32 (04): 755-758 [摘要] ( 18 ) [HTML 0KB] [PDF 331KB] ( 58 )
759 赵娇燕 李武 严太山
基于平均差异度优选初始聚类中心的改进K-均值聚类算法
针对K-均值聚类算法对初始聚类中心存在依赖性的缺陷,提出了一种基于数据空间分布选取初始聚类中心的改进算法。该算法首先定义样本距离、样本平均差异度和样本集总体平均差异度,然后将每个样本按平均差异度排序,选择平均差异度较大且与已选聚类中心的差异度大于样本集总体平均差异度的样本作为初始聚类中心。实验表明,改进后的算法不仅提高了聚类结果的稳定性和正确率,而且迭代次数明显减少,收敛速度快。
2017 Vol. 32 (04): 759-762 [摘要] ( 21 ) [HTML 0KB] [PDF 208KB] ( 43 )
763 孙金辉
改进的优势度决策法及其排序方法研究
基于方案比较视角提出解决混合测度问题的优势度决策方法。给出一组优势相关定义,改进其计算公式且证明了优势度矩阵具有良好的互补性和一致性。进而分别从排序向量、优势向量、比较向量三方面研究了方案优劣的排序方法及其特点,并与线性加权法及理想点法进行对比分析。实例表明该方法计算量小,精确性高且通用性好。
2017 Vol. 32 (04): 763-768 [摘要] ( 16 ) [HTML 0KB] [PDF 178KB] ( 47 )
 

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