灰色系统
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灰色系统简介灰色系统理论(Grey System Theory)的创立源于20世纪80年代。
邓聚龙教授在1981年上海中-美控制系统学术会议上所作的“含未知数系统的控制问题”的学术报告中首次使用了“灰色系统”一词。
1982年,邓聚龙发表了“参数不完全系统的最小信息正定”、“灰色系统的控制问题”等系列论文,奠定了灰色系统理论的基础。
他的论文在国际上引起了高度的重视,美国哈佛大学教授、《系统与控制通信》杂志主编布罗克特(Brockett)给予灰色系统理论高度评价,因而,众多的中青年学者加入到灰色系统理论的研究行列,积极探索灰色系统理论及其应用研究。
事实上,灰色系统的概念是由英国科学家艾什比(W·R·Ashby)所提出的“黑箱”(Black Box)概念发展演进而来,是自动控制和运筹学相结合的产物。
艾什比利用黑箱来描述那些内部结构、特性、参数全部未知而只能从对象外部和对象运动的困果关系及输出输入关系来研究的一类事物。
邓聚龙系统理论则主张从事物内部,从系统内部结构及参数去研究系统,以消除“黑箱”理论从外部研究事物而使已知信息不能充分发挥作用的弊端,因而,被认为是比“黑箱”理论更为准确的系统研究方法。
所谓灰色系统是指部分信息已知而部分信息未知的系统,灰色系统理论所要考察和研究的是对信息不完备的系统,通过已知信息来研究和预测未知领域从而达到了解整个系统的目的。
灰色系统理论与概率论、模糊数学一起并称为研究不确定性系统的三种常用方法,具有能够利用“少数据”建模寻求现实规律的良好特性,克服了数据不足或系统周期短的矛盾。
目前,灰色系统理论得到了极为广泛的应用,不仅成功地应用于工程控制、经济管理、社会系统、生态系统等领域,而且在复杂多变的农业系统,如在水利、气象、生物防治、农机决策、农业规划、农业经济等方面也取得了可喜的成就。
灰色系统理论在管理学、决策学、战略学、预测学、未来学、生命科学等领域展示了极为广泛的应用前景。
灰色系统理论概述一、本文概述本文旨在对灰色系统理论进行全面的概述和探讨。
灰色系统理论,作为一种专门研究信息不完全、不明确、不确定系统的新兴学科,自其诞生以来,已经在众多领域,如经济管理、预测决策、生态环保等,展现出其独特的优势和强大的应用价值。
本文首先简要介绍了灰色系统理论的基本概念、发展历程和主要特点,然后详细阐述了灰色系统理论的核心内容,包括灰色预测、灰色决策、灰色关联分析等方面。
本文还将对灰色系统理论的应用领域和前景进行展望,以期能够为广大读者提供一个全面、深入的灰色系统理论概述,并激发更多学者和研究人员对该领域的兴趣和探索。
二、灰色系统理论的基本原理灰色系统理论是一种专门研究信息不完全、不明确的系统的理论。
它的基本原理主要包括灰色关联分析、灰色预测模型和灰色决策等。
这些原理的核心思想是利用已知信息,通过灰色理论的处理方法,挖掘系统的内在规律,从而实现对系统的有效描述和预测。
灰色关联分析是灰色系统理论中的一种重要方法。
它通过计算系统中各因素之间的关联度,揭示因素之间的内在联系和动态变化过程。
这种方法对于处理信息不完全、数据不规则的系统尤为有效,能够帮助我们更好地理解系统的结构和行为。
灰色预测模型是灰色系统理论的另一个核心原理。
它利用少量的、不完全的信息,通过建立灰色微分方程或灰色差分方程,实现对系统发展趋势的预测。
灰色预测模型具有预测精度高、计算简便等优点,广泛应用于经济、社会、工程等多个领域。
灰色决策是灰色系统理论在决策领域的应用。
它通过分析决策问题中的灰色信息,结合灰色关联分析和灰色预测模型等方法,为决策者提供科学、合理的决策依据。
灰色决策注重决策过程的系统性和整体性,有助于提高决策的科学性和准确性。
灰色系统理论的基本原理包括灰色关联分析、灰色预测模型和灰色决策等。
这些原理为我们提供了一种全新的视角和方法来理解和处理信息不完全、不明确的系统。
通过运用这些原理,我们可以更好地揭示系统的内在规律,实现对系统的有效描述和预测,为决策和实践提供有力支持。
灰色系统理论简单介绍灰色系统法理论就是某一个系统内部各个因素之间的关系不是非常的明确。
例如:在农业生产中,生产作物的生长情况与农药、土壤以及气候等条件之间的关系。
我们对于这一系统内这些因素之间的关系不是非常的了解,所以这就叫作一个灰色系统。
灰色系统理论提出了一种新的分析方法—关联度分析方法,即根据因素之间发展态势的相似或相异程度来衡量因素间关联的程度,它揭示了事物动态关联的特征与程度。
由于以发展态势为立足点,因此对样本量的多少没有过分的要求,也不需要典型的分布规律,计算量少到甚至可用手算,且不致出现关联度的量化结果与定性分析不一致的情况。
灰色系统理论建模的主要任务是根据具体灰色系统的行为特征数据,充分开发并利用不多的数据中的显信息和隐信息,寻找因素间或因素本身的数学关系。
通常的办法是采用离散模型,建立一个按时间作逐段分析的模型。
但是,离散模型只能对客观系统的发展做短期分析,适应不了从现在起做较长远的分析、规划、决策的要求。
尽管连续系统的离散近似模型对许多工程应用来讲是有用的,但在某些研究领域中,人们却常常希望使用微分方程模型。
事实上,微分方程的系统描述了我们所希望辨识的系统内部的物理或化学过程的本质。
相关理论对因素间关联度的分析:对数据进行变换取消数据的纲量,使数据具有可比性,以保证建模的质量。
对数据变换的方法有:1、初值化变换 f(x(k))==y(k), k=1,2,…,n ()(1)x k x 2、均值化变换 f(x(k))=1()1(),()nk x k y k x x k n x===∑3、百分比变换 ()(())()()max kx k f x k y k x k ==4、倍数变换 ()(())(),()0()min min k kx k f x k y k x k x k ==≠5、归一化变换 其中x 为大于零的某个值0()(())()x k f x k y k x ==06、极差最大之化变换 ()(())()min ()max ()k kx k f x k y k x k x k -==7、区间之化变换 ()(())()min ()max ()min ()k k k x k f x k y k x k x k x k -==-某一时刻的比较数列为x =i {}()1,2,...,((1),(2),...,()),1,2,...,i i i ix k k n x x x n i m ===参考书列为x =o {}0000()1,2,...,((1),(2),...,())x k k n x x x n ==称 (1)式 000()()()()()()()()()maxmax minmin maxmax o s s s t s tii ss tx t x t x t x t k x k x k x t x t ρξρ-+-=-+-为比较数列x 对参考数列x 在时刻k 的关联系数,其中为分辨系数。
灰色系统基本方法灰色系统是一种新兴的系统科学方法,它是通过对系统中的不确定性进行分析和研究,从而得出系统的规律性和趋势性。
灰色系统的基本方法包括灰色模型、灰色关联分析、灰色预测等。
灰色模型是灰色系统的核心方法之一,它是通过对系统中的数据进行处理和分析,得出系统的规律性和趋势性。
灰色模型的基本思想是将系统中的数据分为两部分,即灰色数据和白色数据。
灰色数据是指系统中的不确定性因素,白色数据是指系统中的确定性因素。
通过对灰色数据进行处理和分析,得出系统的规律性和趋势性,从而对系统进行预测和控制。
灰色关联分析是灰色系统的另一种方法,它是通过对系统中的数据进行关联分析,得出系统中各因素之间的关联程度和影响程度。
灰色关联分析的基本思想是将系统中的数据进行标准化处理,然后通过计算各因素之间的关联度,得出系统中各因素之间的关联程度和影响程度。
通过对系统中各因素之间的关联程度和影响程度进行分析,得出系统的规律性和趋势性,从而对系统进行预测和控制。
灰色预测是灰色系统的另一种方法,它是通过对系统中的数据进行处理和分析,得出系统的规律性和趋势性,从而对系统进行预测和控制。
灰色预测的基本思想是将系统中的数据分为灰色数据和白色数据,然后通过对灰色数据进行处理和分析,得出系统的规律性和趋势性,从而对系统进行预测和控制。
总之,灰色系统是一种新兴的系统科学方法,它是通过对系统中的不确定性进行分析和研究,从而得出系统的规律性和趋势性。
灰色系统的基本方法包括灰色模型、灰色关联分析、灰色预测等,这些方法可以应用于各种领域,如经济、环境、医疗等,具有广泛的应用前景。