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2017年, 第37卷, 第4期 刊出日期:2017-04-25
  

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    论文
  • 蒋衍光,黄一,薛文超,方海涛
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 965-977. https://doi.org/10.12341/jssms13133
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    针对一般的非线性系统,研究了无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的一致性问题.通过对传统UKF算法的修正,提出了拟一致UKF (QCUKF)算法,同时给出了修正参数的选取准则, 并且在理论上证明了所提算法的拟一致性.当算法具有拟一致性时,估计精度可被实时评估.最后,通过仿真实例说明了所提算法的可行性以及拟一致性.

  • 王继强,胡忠志,YUE Hong,DIMIROVSKI Georgi
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 978-985. https://doi.org/10.12341/jssms13134
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    任何实际的系统均受到不同形式的限制,例如状态受限、输入饱和等.还有一种限制是传感器或执行机构数量的不足.文章主要研究了传感器和执行机构数量不足情况下的非线性系统有限时间控制问题.针对这类问题获得了有限时间镇定控制的设计方法,并讨论了相应的控制器的实施问题.通过对某Lorenz混沌系统的仿真应用模拟,验证了所提出设计方法的可行有效.

  • 朱文武,都海波
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 986-1000. https://doi.org/10.12341/jssms13135
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    基于反步设计方法和有限时间控制技术,文章设计了四旋翼飞行器的控制系统,以实现定点悬停控制. 首先,针对四旋翼飞行器位置控制系统,将姿态当成虚拟控制输入信号,设计了基于PD的位置控制器. 然后,针对姿态控制系统,基于有限时间控制技术, 设计姿态控制力矩使得飞行器姿态可以在有限时间内达到期望的姿态. 最后,仿真结果验证了文章所提出控制器的有效性.

  • 陶贵丽,刘文强,周广兴,刘金芳,张鹏
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1001-1009. https://doi.org/10.12341/jssms13136
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    对于带不确定噪声方差的多传感器单通道自回归滑动平均(ARMA)信号系统,当观测噪声中包含白噪声和一个自回归滑动平均(ARMA)有色观测噪声时,通过增广状态方法把ARMA信号系统模型转化为状态空间模型.应用加权最小二乘法和极大极小鲁棒估计准则,基于带噪声方差保守上界的最坏保守系统,提出了鲁棒加权观测融合稳态Kalman信号预报器.对于噪声方差的所有可能的不确定性,它们的实际预报误差方差保证有相应的最小上界.应用Lyapunov方程方法,证明了局部和加权观测融合稳态Kalman信号预报器的鲁棒性和鲁棒精度关系.通过一个仿真例子验证了所提出理论结果的正确性和有效性.

  • 何英高,王翔宇
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1010-1020. https://doi.org/10.12341/jssms13137
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    针对拓扑结构为二部图的多智能体系统,设计了由当前状态和时延状态不同权重构成的控制算法,通过采用频域控制理论中广义Nyquist准则和Gerschgorin圆盘定理,给出了多智能体系统实现加权分组一致性的充分条件.提出多智能体时延最大上界与权重参数具有单调递减函数关系,为改进加权分组一致性的最大时延上界提供了可行方法.最后通过数值仿真验证了结论的正确性.

  • 任伟健,孙士博,王春蕾
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1021-1033. https://doi.org/10.12341/jssms13138
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    文章设计了一种具有信道衰落的离散系统的非脆弱$H_{\infty}$故障检测滤波器.用$L$阶莱斯衰落模型刻画实际接收到的测量信号,其信道系数具有在区间$[0, 1]$上的任一概率密度函数.针对滤波器实际执行时增益发生变化的现象,采用乘性增益变化进行描述.基于李雅普诺夫稳定性理论、随机分析技术及LMI技术,得到使整个滤波误差系统随机稳定、同时满足$H_{\infty}$性能指标的非脆弱故障检测滤波器存在的充分条件,给出离散系统的非脆弱$H_{\infty}$ 故障检测问题的求解方案.该方案既能使滤波误差系统稳定,又能保证系统具有一定的$H_{\infty}$性能.最后,由数值仿真说明研究的有效性.

  • 朱其新,陈健亨,刘红俐,张国平,朱永红
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1034-1048. https://doi.org/10.12341/jssms13139
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    提出了一种四阶S型运动轨迹规划的新方法, 根据给定参数计算得到最大速度三阶导数作用时间, 最大加加速度作用时间和最大加速度作用的时间, 通过循环计算的方式得到加速阶段所运动的距离与速度, 以加速阶段所达到的速度作为最大速度计算得到最大速度作用的时间. 此时, 由浮点型转整型数据所产生的误差也可以在其最大速度的匀速阶段得到补偿, 最后, 减速阶段的数据由S曲线加减速控制中速度曲线的对称性得到. 该算法在基于倍福PLC的三动子运料平台中进行了验证, 实验表明, 提出的S型运动轨迹规划算法在不用过多保存曲线数据的情况下也能获得平滑的速度和加速度, 有效地提高了系统的柔性, 同时简化了算法的实现, 大大地节省了PLC的资源.

  • 牟琼,徐泽水
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1049-1062. https://doi.org/10.12341/jssms13140
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    直觉模糊偏好关系是处理复杂的多目标群决策问题非常有效的一种工具, 其元素可通过对准则集内的所有准则实施两两比较确定. 文章在已有的直觉模糊偏好关系的积性一致性和BWM方法的基础上, 给出一个新的一致性定义, 基于此定义提出一种新的基于图论并从直觉模糊偏好关系中导出准则权重的直觉模糊BWM方法. 方法分为三个步骤: 第一步, 邀请专家组根据对称标度对准则集内的准则进行两两比较, 给出每个专家的直觉模糊偏好关系, 然后, 用简化的直觉模糊加权几何算子将所有专家给出的直觉模糊偏好关系融合成群体的直觉模糊偏好关系; 第二步, 基于有向网络图设计一个算法, 根据点的出度及入度对所有的准则进行排序, 并鉴别出最重要和最不重要的准则, 在文章给出的新的一致性定义基础上, 建立了几个max-min优化模型, 模型求解以实现从直觉模糊偏好关系中导出准则的优先权重; 第三步, 使用文章定义的一致性比率公式检验直觉模糊偏好关系的一致性程度以及所导出权重的可靠性; 最后, 将直觉模糊BWM决策方法运用于解决实际决策问题, 探讨了一个评估医院门诊预约系统的例子, 评估结果可以为医疗服务部门和需要进行门诊预约的患者提供决策参考.

  • 吴凡,赵勇,陈阳
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1063-1071. https://doi.org/10.12341/jssms13141
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    群决策结果的稳定性分析是决策分析的一个重要内容或环节, 也是群决策问题研究的热点和难点之一. 一类常见的、基于序数偏好表达的群决策问题, 通常采用加权计分规则(weighted scoring rules, 简称WSRs)来求解. 对其结果稳定性的评价或度量, 文章提出了一个基于评分向量夹角测度的定量分析方法, 论证了其合理性和可行性, 给出了具体的求解方法; 并考虑到实际分析中偏好或排序要求的复杂性, 进一步探讨了复合关系下的相关概念及度量方法. 与基于距离测度的稳定性度量相比, 文章提出的方法具有较好的直观几何意义、可公度性和规模不变性等特点.

  • 马晓君,刘亚雪,魏晓雪,刘艳,于渊博
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1072-1091. https://doi.org/10.12341/jssms13142
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    如今越来越多的乘客选择乘坐舒适快捷的飞机出行,中国航空运输需求因此逐年增长,航空公司在获得更多盈利空间的同时也面临激烈的竞争.对航空公司的用户评论进行意见信息抽取,不仅可用于航空公司改进服务质量和用户体验, 还可为用户选择满意的航空公司提供参考.文章首次以新浪微博平台上航空公司的用户评论为基础数据,利用条件随机场进行意见信息抽取.在有关研究中,专家学者大多凭借以往知识的了解对特征对象和特征词进行人工标注,鲜少分析用户在本评论语料中的关注点.因此,文章创新性地在人工标注前首先利用TF-IDF 算法进行关键词提取,找到本评论语料中用户的关注点,最后以超过93\% 的$F$平均值证明模型的有效性,为后续的研究提供了新方向.

  • 崔春生
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1092-1099. https://doi.org/10.12341/jssms13143
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    技术创新方案评价是技术创新得以实现的基础,论文借助软集的思想,按不同评价主体的要求,首先,从技术创新评价指标中选择不同的参数集表明评价主体的关注角度,体现不同评价主体之间的差异,实现不同的评价结果.接着,采用软集中的uni-int算子实现了双方共赢的目的.文章采用的方法很好地诠释了软集在满意解求取过程中的优势,基于评价过程中参数设置的无约束性,极大地简化了决策和数据处理的过程.文章从已有文献的指标数据出发,实证了该方法的可靠性和科学性.这一思想和方法的提出不仅为软集理论研究提供了新的应用领域,也为技术创新的研究提供了新的思路和方法.

  • 管世恒,王安民
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1100-1113. https://doi.org/10.12341/jssms13144
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    文章在周文慧,等(2014)研究的基础上提出了等待因子$t_r $,得出了在排队系统$M/M/C~\left( {C\ge 2} \right)$中顾客处于第$n$位时到接受服务的等待时间,用全概率公式得到的顾客在系统中的等待时间$t$的概率密度函数,进而建立了在$M/M/C~\left( {C\ge 2} \right)$排队系统下提高顾客等待满意度的两类排队管理策略的优化模型.并进一步将两类排队管理策略推广到了$M/M/C~\left( {C\ge 2} \right)$排队系统,给银行、超市等服务类企业提供了如何选择两类排队管理策略的科学依据.

  • 孙剑萍,罗意平,汤兆平
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1114-1125. https://doi.org/10.12341/jssms13145
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    推导了非概率可靠性指标在应力-强度6种不同取值区间关系图中的含义, 给出一个非概率可靠性指标几何意义上的直观理解,提出了根据非概率可靠性指标在图中所对应的夹角大小,进行结构可靠状态的判断方法.针对6种区间关系,利用文章提出的图解法、Ishibuchi、Tanaka提出的区间不等式成立度方法、Sengupta、Pal提出的区间不等式的可接受度方法、非概率可靠性指标定义计算法以及结构安全度方法进行了区间模型的结构可靠性分析. 研究发现5种方法对结构的可靠性判定具有一致性,最后通过算例进行了验证.

  • 程江
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1126-1137. https://doi.org/10.12341/jssms13146
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    考虑$N~(N \ge 2)$个同型部件串联可修系统的随机性状及修理设备的可靠性. 假设修理设备在修理失效部件的过程中可能失效, 失效后的修理设备需要立即修理, 部件失效后需要一段随机的延迟修理时间. 进一步假定系统失效后好的部件可能劣化. 利用马尔科夫更新过程工具和Tak\'{a}cs的方法, 研究系统的随机性状并利用随机性状研究结果得到该系统修理设备在时刻 $t$ 的失效概率以及修理设备在$(0,t]$内的故障次数和故障频度以及一些有意义的推论.

  • 吴纯杰,郁淼淼
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1138-1155. https://doi.org/10.12341/jssms13147
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    累积和控制图主要用于对正态分布过程中均值的中小漂移的检测, 但 是对厚尾分布过程监测并不稳定. MacEachern等(2007)提出了用于监测厚尾分布过程的稳健似然比累积和(RLCUSUM) 控制图. 文章主要研究RLCUSUM控制图的性质, 包括可控平均运行长度关于控制限的性质和过程失控时不同真实均值对平均运行长度的影响等, 并提出了对于对数似然比函数进行斜线截断的方式, 同时分析总结了不同污染程度的混合正态分布下各种截断方式得到的RLCUSUM控制图的适用情况.

  • 王彦平
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1156-1165. https://doi.org/10.12341/jssms13148
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    有限域上多项式型的低差分均匀度函数在分组密码的非线性组件~S 盒中有着重要的作用. 为了增强~S 盒的混淆作用, 应用在~S 盒中的函数应具有较高的非线性度和较高的代数次数. 文章通过改变~Dobbertin 类的单项式函数在有限域~$\mathbb{F}_{2^{n}}$ 的一个子域上的函数值, 构造了两类新的多项式型的低差分均匀度函数, 并确定了这两类多项式型函数的代数次数和第二类函数的非线性度.

  • 傅金波,陈兰荪
    系统科学与数学. 2017, 37(4): 1166-1178. https://doi.org/10.12341/jssms13149
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    研究了一类具有相互干扰和非线性饱和功能性反应且食饵种群非线性增长的食饵-捕食者模型的动力学行为.利用Pioncare-Bendixson环域定理,张芷芬唯一性定理,旋转向量场理论,获得了保证系统的边界平衡点和正平衡点全局渐近稳定的阀值条件.最后,给出了数值模拟结果.