论文研究-基于协调的区域“经济-资源-环境”系统混沌控制.pdf

所需积分/C币:5 2019-09-20 14:45:40 177KB .PDF
收藏 收藏
举报

论文研究-基于协调的区域“经济-资源-环境”系统混沌控制.pdf,  本文以天津市 1 988-1 998年间经济发展状况为例 ,对区域“经济 -资源 -环境”( Ec-R-Ev)复合系统的系统协调及混沌控制进行研究 ,建立其整体协调度优化模型 .并采用优化方法与混沌特性分析相结合的自学习方法 ,在系统优化目标和稳定性之间寻求平衡 .从而实现对区域“经济 -资源 -环境”系统的基于协调的混沌
系统工程理论与实践 2002年3月 ∑z(6-|()-x()p 式中,n为观测数;δ为给定的距离;z(x)为 Heaviside函数,x>0时为1;否则为0.相关积分的意义是随机 选择的两个点距离小于δ的概率,如果增加δ,则Ck应以速率⑧增长①D为分形维),对于一个嵌入维k, 可以计算随δ增长的Ck,按上式计算分形维D·通过增加k,D最终会收敛到它的真实值 H. Kantz和L. Jaeger已证明◇,通过确定重构的相空间的雅可比矩阵,并引入 o se lede矩阵,可以根 据 o seledec遍历性定理求出局部 L yap unoⅴ指数·它将复杂的 L yapunoⅴ指数谱系的求解转化为求解矩阵 的本征值问题·但在实际运用中,由于 o se lede矩阵存在着指数幂,往往是病态的,难以直接通过计算较精 确地求得本征值,所以我们利用矩阵的QR分解技术对其逐次分解到满意的精度,以此求得的局部 L yapunov指数谱系作为全局 L yapunoⅴ指数谱系的近似 3系统优化及混沌控制 对于前面建立的复合系统协调度优化模型(2),其主要问题就是如何最优地选取参数α使系统目标达 到最优化·在求解这类非线性系统带参数的优化问题时,会发现当参数取值在不同的范围内时,系统会表 现出不同的动态行为,当参数取某些值时,系统会表现出混沌行为·如取ωn0=04,A=[1,4],目标函数 为ma am,可求出=3709,=6777,显然系统是一个典型的 Logistic混沌方程 因此,对于现实的系统优化问题而言,单纯考虑系统的优化目标可能会与系统的稳定性要求产生矛 盾,进行系统优化时应该在它们之间寻求平衡 针对带有参数的复合系统协调度优化模型的非线性特性,可以采用自学习优化方法对其进行优化控 制,主要步骤为:由式(2)建立系统协调度优化模型,求解得到有关的参数优化值α和最优目标值J·对α 约束下的系统进行混沌特性分析,就系统的优化目标和稳定性作综合评价·如果满意,则结束计算;否则就 需要根据函数的单调性再对原问题增加如下约束条件: a增加目标约束:适当降低系统目标J的最优性程度,令J≤λJ(0<λ≤1)· b增加参数约束:适当缩小系统优化参数α的取值容许区间,令α≤λα(0<λ≤1)·构造岀优化问题: m ax J m+1=CU1(1-am) an o c∈A且c≤入 并重新进行优化求解·重复以上步骤,最终可得到在优化目标和稳定性综合评价下的满意解∝=,J J·即该区域“经济-资源-环境”复合系统在稳定发展的前提下,系统协调状况的最优发展路径和所能达到 的最高水平 通过该方法将系统优化与系统状态分析相结合,在系统优化和系统稳定性之间取得平衡,最终得到的 最优解是保持系统稳定的优化解·而且该方法能够根据系统稳定性分析的结果,自动构造最优化问题,具 有自学习功能 4实证分析 下面应用基于协调的区域“经济-资源-环境”复合系统混沌控制模型对天津市1988年-1998年间的 经济发展协调状况进行分析 按第一部分提出的指标体系截取天津市1988年-1998年间的经济社会发展旬度(10天为一计量周 期)监测样本数据,按式(1)计算得到复合系统协调度ωm,·求得的区域EcRv”系统协调度时间序列(共 201995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved. 第3期 基于协调的区域“经济-资源-环境”系统混沌控制 396个数据)见图2·由图中可以看出,系统协调度为正,但峰值不大,说明系统处于协调发展状态,但整体 协调程度较低·协调度时间序列的波动程度比较大,且没有明显的规律性,说明该系统的协调状况不是很 稳定·从趋势上看,系统协调状况正逐步趋向于稳定,但协调程度仍然不是很高,有改进的必要和潜力 396 图2区域 FEc-R-Ev”复合系统协调度 图2的计算结果与定性分析也确实反映了天津市"cREⅴ”系统的实际情况·该区域近十年来经济实 力不断増强,但在工业经济发展的过程中,资源的高消耗问题和环境污染冋题始终没有得到妥善解决,所 以经济发展未能带动“经济-资源-环境”整体协调度的提高近年来,在可持续发展指导方针下,合理利用资 源、保护与净化环境所需的硬、软件建设得到了加强,取得了显著成效,所以图2中的后半部分的均值高于 前半部分,且波动程度明显降低 对于协调度时间序列,采用基函数叠加方法,利用其中前200个数据建立相应的预测函数方程,并运 用该方程对后190个数据进行预测,以了解系统协调状况的演化行为·将预测偏差取为以10为底的对数, 得到预测方程为am1=390lam:(1-amn),预测偏差为-204 在这里,取延滞时间71,初始点对距离δ103,允许误差限e001,ξ001,6=61/2,按以上方 法求出最小嵌入维数k=1,吸引子的关联维数D=20011 选取不同的迭代步长l,求得相应的局部 L yapunov指数,见表L 表1区域 Ec-R-Ev复合系统局部 L yap unov指数 迭代步长l 50 100 150 200 250 300 350 390 局部 L yapunov指数-00201-00036000150001500210002200028|00028 计算结果不仅进一步证实了该区域EcR-Eⅴ”复合系统整体协调度的混沌特性,而且表征了其在 发展演化的不同阶段的混沌程度 由第二部分分析可知,区域“ EC-R-EV”复合系 统的协调度时间序列表现出了混沌现象,只能进行 短期预测·取研究目标为在未来两年(共72个旬 32 度)内该区域 Ec-R-Ev”系统的累积协调度最大,由 式(2)得 2.2 m ax E ∑ s t omo=Q 401 c∈[1,40] 利用自学习优化方法求解,最终求得系统的稳0 2 定解 图3∞J关系曲线图 C1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved 12 系统工程理论与实践 2002年3月 am+1=35120m1(1-am) maxJ=22024 通过仿真计算得到控制参数与优化目标J的取值之间的关系,如图3所示 由上面的分析结果可以了解该区域“经济-资源-环境”复合系统协调状况的最优发展路径·对于一个具 体的协调度数值,可以确定其相应的经济、资源和环境子系统的有序度及相应子系统的序参量数值,而在 理论上可以给出相当多的子系统序参量向量,这就为有关的实际决策部门制定一定时期内的经济社会发 展政策与规划提供了策略选择空间和参考信息,也提供了最优决策的检验标准·从而有利于在经济以一定 速度稳定发展的进程中,调整产业结构,进一步提高资源和环境利用效率,提高区域‘经济-资源-环境”复合 系统的总体协调状况 5结语 本文以协调发展为核心,提岀区域ˆ经济-资源-环境ˆ复合系统整体协调度优化模型,通过混沌分析,用 自学习优化方法进行优化控制,得到综合考虑了系统优化目标和稳定性的满意解,从而建立了基于协调的 区域“经济-资源-环境”复合系统混沌控制模型,具有一定的理论意乂和应用价值·今后将就复合系统协调 度规范化、优化控制方法的学习功能以及计算结果的实现等方面进行更深入的研究 参考文献 [I]白华,韩文秀区域经汘-资源-环境(EcR玊ν复合系统结构及其协调分析[J↓系统工程,1999,·1 (2):19-24 [2]金锐,韩文秀环境-经济系统协调模型硏究系统工程与可持续发展战略[A↓中国系统工程学会 1998年年会论文集[C↓北京:科学技术文献出版社,1998 3][美]埃德加E彼得斯资本市场的混沌与秩序[J}王小东译北京:经济科学岀版社,199 [4] Wolf A, Sw ift J B. Detem in ing lyap unov exponents from a time series[j] Physica D, 1985, 16 285-317 [5]陈国华,马军海,盛昭瀚动力系统实测数据相空间重构的改进方法[J]东南大学学报(自然科学 版).2000,30(1):16-21 [6 J ianbo G Recogn izing random ness in a series[J I Physica D, 1997, 106: 49-56 [7]方锦清超混沌同步及超混沌控制[科学通报,1995,40(4):306--310 [8] Pueyo s The study of chao tic dynam ics by m eans of very short tme series[J Physica D, 1997. 106:57-65 [9] Kantz H, Jaeger L. Im p roved co st function for modeling of no isy chao tic tm e series[JI Physica D 1997,109:59-69 C1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved

...展开详情
试读 5P 论文研究-基于协调的区域“经济-资源-环境”系统混沌控制.pdf
立即下载 低至0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
    抢沙发
    一个资源只可评论一次,评论内容不能少于5个字
    img
    • 至尊王者

      成功上传501个资源即可获取

    关注 私信 TA的资源

    上传资源赚积分,得勋章
    最新推荐
    论文研究-基于协调的区域“经济-资源-环境”系统混沌控制.pdf 5积分/C币 立即下载
    1/5
    论文研究-基于协调的区域“经济-资源-环境”系统混沌控制.pdf第1页
    论文研究-基于协调的区域“经济-资源-环境”系统混沌控制.pdf第2页

    试读已结束,剩余3页未读...

    5积分/C币 立即下载 >