基于单变量规则模块的多变量语言动力系统研究与应用

It is people's extraordinary ability to complete the various tasks of the physical and spiritual world through the operation of natural language.The traditional calculation paradigm based on measure information encounters great difficulties in operating perception information. Hence,linguistic dynamic systems (LDSs) based on computing with words (CWWs) begins to rise. However,there exist a lot of open problems to solve at present. Based on this, in the proposal with multivariable LDSs acting on the research object, which is studied by means of single variable rule module (SVRM), linguistic weighted average (LWA), etc, the following scientific problems are focused on solving 1) Calculation approach in closed-form solutions for two classes of uncertainty measures of parametric general type-2 fuzzy sets;2) Word (parametric general type-2 fuzzy sets) modeling by mean of constrained optimization approach. 3) Calculation approach of linguistic output(evaluation) from multiple linguistic state variables based on SVRMs.4) Selection method of optimal project from offered linguistic control sequence(dynamic correction project) offline by a few experts in the field;5)Synthesis approach of linguistic control sequence online by investigating their centrod differences (fuzzy order relation) beteween desired and real linguistic outputs; 6)Based on aforementioned approach, proposal for dynamic evaluation and correction of staff position competence degree at Ethylene Cracking Plant in Sinopec Maoming Company, Guangdong. After that, development of corresponding software package and verification of 1)-5) results.

通过操作自然语言完成各种物理世界和精神世界的任务是人具有的非凡能力.传统的基于测度信息的计算范式在操作感知信息时遇到巨大的困难.因此,基于词计算的语言动力系统研究开始兴起.然而,目前的研究仍有很多问题亟待解决.基于此,本项目以多变量语言动力系统为研究对象,以单变量规则模块和语言加权平均为主要研究手段,重点解决以下科学问题1)参数化一般二型模糊集合的两类不确定测量闭合形式解的计算方法;2)采用限制优化方法建立词语模型(参数化一般二型模糊集合);3)基于单变量规则模块的多语言状态变量的语言输出(评估)计算方法;4)从离线状态下专家确定的语言控制序列(动态校正方案)中选择最优方案的方法;5)通过分析期望和实际语言输出质心之差(两者的模糊序关系)综合在线语言控制序列的方法;6)在以上研究的基础上,解决广东茂名石化乙烯裂解车间员工岗位合适度动态评估校正问题,开发相应软件包,同时验证1)-5)的结论.

近年来，采用二型模糊集合，主要是区间二型模糊集合作为词语模型成为语言动力系统的主流，一些学者对于用数学模型描述的常规动力系统，通过对清晰变量的‘模糊化’得到语言动力系统，然后采用割集原理研究语言状态向量的自治运动性质，研究其稳定性、能控性和能观性。对于数学模型未知的系统，通过感知推理技术研究它的向量控制区域，在此基础上分析语言控制律的设计方法。.本项目聚焦系统建模与控制领域，具体包括多变量语言动力系统建模与控制方法。通过采用条件模糊集合作为词语模型的单变量规则模块连接的多变量语言动力系统建模与控制方案，具有强大的不确定信息描述能力和较小的模糊规则规模，可以有效提高计算效率和降低设计成本，从而取得更好的建模与控制效果。具体的结果包括 (1) 建立条件模糊集合的两个不确定度量并计算两者的闭合形式解; (2) 采用带约束的限制优化方法建立词语模型; (3) 基于单变量规则模块计算语言输出; (4) 从离线状态下专家确定的语言控制序列中选择最优方案; (5) 通过分析期望和实际语言输出的质心之差，在线综合语言控制序列。