基于粗糙集—思维进化算法的应用研究

论文摘要

本文首先深入分析了粗糙集理论的思想精髓、特点,简要介绍了它与模糊逻辑、神经网络、进化算法等软计算方法的融合,并综述了粗糙集在智能控制中应用现状。 由于粗糙集理论方法分析的是有限维的离散化数据表,因此在利用粗糙集理论进行数据挖掘时,需要将数据进行离散归一化。对于一个包含大量连续属性值的原始数据库,如何根据需要合理对数据进行归一化处理应该是粗糙集理论中值得注意的一个问题。 针对这一点,应用粗糙集理论从数据中挖掘知识和思维进化算法全局寻优的特点,本文首次将两者相结合,利用思维进化算法搜索离散归一化合理分割点的位置。提出了考虑全部条件属性值的全局离散化方法,避免了对单一条件属性进行局部离散化所产生的不合理的离散分割点,进而产生不一致性规则。利用本文提出的算法对水泥窑输入输出数据进行分析处理,并对典型的水泥窑模糊建模问题进行了求解。实验结果表明了该方法简单易行,省去了复杂的手工试凑约简。 进而本文将这种方法应用到工业过程中复杂时变大滞后对象上,提出一种基于粗糙集和思维进化算法的模糊控制器的设计方法。该方法通过研究“专家”控制下的被控对象的输入输出特性,学习专家的控制规律,提供了一种将专家领域知识转化为模糊控制规则的数学方法。这种方法极大地提高了智能控制系统的机器智商。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 控制理论的新篇章—智能控制
• 1.1.1 智能控制理论的发展及其特点
• 1.1.2 智能控制的学科基础
• 1.1.3 智能控制的综合集成
• 1.1.4 智能控制中的知识工程
• 1.1.5 智能控制系统的研究内容
• 1.2 智能控制领域的新成员—粗糙集
• 1.2.1 粗糙集理论
• 1.2.2 粗糙集与智能控制的关系
• 1.2.3 前沿研究课题
• 1.3 立论依据和内容安排
• 1.3.1 立论依据
• 1.3.2 主要工作安排
• 参考文献
• 第二章 JX-300X简介
• 2.1 DCS概述
• 2.1.1 集散控制系统的发展历史
• 2.1.2 集散控制系统的基本结构
• 2.1.3 集散控制系统的展望
• 2.2 PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点
• 2.2.1 PLC
• 2.2.2 DCS
• 2.2.3 FCS
• 2.3 三大控制系统之间的差异
• 2.3.1 差异要点
• 2.3.2 设计、投资及使用
• 2.4 JX-300X集散控制系统
• 2.4.1 JX-300X系统概述
• 2.4.2 系统特点
• 2.4.3 系统规模
• 2.4.4 卡件一览表
• 参考文献
• 第三章 JX-300X中温控对象的建模
• 3.1 过程数学模型的表达式与对模型的要求
• 3.2 建立过程数学模型的两个基本方法
• 3.2.1 机理法建模
• 3.2.2 测试法建模
• 3.3 阶跃响应的获取
• 3.3.1 由阶跃响应确定近似传递函数
• 3.3.2 温度对象建模
• 参考文献
• 第四章 基于粗糙集和思维进化算法的模糊建模及控制仿真
• 4.1 思维进化算法
• 4.1.1 思维进化算法（Mind Evolutionary Algorithm）的提出
• 4.1.2 思维进化算法的基本概念[14-17]
• 4.1.3 思维进化算法的结构框架
• 4.1.4 思维进化算法与遗传算法的比较
• 4.1.5 思维进化算法的应用
• 4.2 连续属性的离散化
• 4.3 基于粗糙集—思维进化的模糊建模新方法
• 4.3.1 建模步骤
• 4.3.2 具体应用
• 4.4 基于粗糙集和思维进化算法的模糊控制器的设计与仿真
• 4.4.1 模糊逻辑控制
• 4.4.2 基于粗糙集和思维进化算法的模糊控制器的设计与仿真
• 4.4.3 基于粗糙集—思维进化算法的模糊控制器的设计
• 4.4.4 基于粗糙集—思维进化算法的模糊控制器的仿真
• 参考文献
• 第五章 结束语
• 附录1
• 附录2
• 致谢
• 发表论文