| 单词 | 多层递阶方法 |
| 释义 | 【多层递阶方法】 拼译：multi-level recursive method 是现代控制理论中讨论动态系统的自适应控制与估计问题的新途径。其内容包括多层递阶辨识、多层递阶预报与多层递阶控制。这种方法的特点，在于充分地考虑动态系统的时变特性，尽可能揭示系统的时变参数或结构的变化规律。此外，在考虑系统自身模型的同时，还要考虑参数的模型。从而这就形成了系统的多层模型。这种途径将使系统的控制律和状态估计的算法有更好的自适应性。 80年代初，大庆油田为科学地制定较长期的稳产开发规划，提出了研制油田动态的高精度的预报方法这一课题。油田开发系统是一个复杂系统，它具有明显的时变特性，作为油田动态的重要参数的产量，是这个时变系统输出的一个分量。已有的预报方法，由于没有考虑这一系统的时变性，所以精度总不能令人满意。分析表明，寻求高精度的产量预报方法，必须从对系统时变特性的规律的辨识入手，从而提出了关于系统时变参数的辨识与预报问题。这就形成了多层递阶方法的基本思想。研究初期的代表性文献是《动态系统预报的一种新方法》和《动态系统时变参数的辨识》。由于这种方法在应用中表现出明显的优越性，所以引起了广大实际工作者的兴趣。自1983年以来进行了一系列应用研究工作，赵永胜等把多层递阶方法成功地应用于油田动态预报之中；张恩恕等把多层递阶方法发展成为中长期天气预报的常用工具之一；蔡季冰、汤兵勇、王杰等把多层递阶预报方法应用于交通运输、农业和工业等方面，也取得了良好的效果。多层递阶预报方法在应用中取得了成功，促进了它的理论发展。作为建立多层模型的理论基础，韩志刚等人提出了时间序列的多层分析方法，考虑了多输出系统的模型分解、多层递阶方法参数估值的初值选取和非线性模型的整体线性化问题。罗新红等对多层递阶预报方法也进行了改进研究。1987年韩志刚等基于多层递阶的思想，提出了稳定的参数自适应控制算法，进而又发展成为同参数估计对偶的自适应控制算法。这套控制算法的优点是控制律具有递推格式，并便于应用于非线性系统和多输入系统，在一维线性的情形它将退化成最小方差自适应控制。对于自适应系统的参数，采用多层递阶预报，所以系统有较好的自适应性，这套算法被称为多层递阶控制控制方法。1988年韩志刚指出，具有随机时变参数的线性模型有相当的普遍意义，即一般地说，非线性模型在一定意义下，总可以用具有随机时变参数的线性模型代替。在此基础上，多层递阶辨识方法发展起来。但关于时变参数估值的一般在线算法的研究，一直未能得到突破性的进展。80年代末，虽然形成了一整套关于时变参数估计的多项式逼近算法，但它的计算量过大，在计算上的实现遇到困难。模型结构的确定，对于多层模型而言既有阶次问题又有层数问题，这是多层递阶建模的重要问题，目前对这一问题的解决，虽然有了一般性原则，但并不便于应用。对于具有时变结构系统的辨识也是多层递阶辨识所要考虑的重要问题。1988年韩志刚考虑了一类变结构系统的自适应辨识问题，提出了如下基本假设：“系统S可能有n种不同的结构，它们分别用n个模型M1，M2，…Mn表述，这些模型的结构表达式是已知的，但可能含有未知的参数”，对于这样的系统，给出了判断系统S的模型的模型拟合度判别法、预报准确度判别法和统计假设检验方法。对于结构随机变化的系统，引出了结构逗留时间的统计分布。1992年韩志刚、王德进指出：按多层递阶的思想，关于模型结构时变系统、多模型系统的辨识问题，并不必须确定系统模型的每种具体结构，可取消前述的关于模型结构已知的假设。在《模型结构未知的多模型系统辨识的一种简化途径》中，给出了多模型系统模型族统一描述的模式和模型结构与参数的辨识方法。由于模型结构时变系统和多模型系统的辨识理论的发展，已奠定了结构随机变化系统和多模型系统的多层递阶预报的理论基础，所以从1990年开始，韩志刚、王洪桥等人发展了结构随机变化系统的多层递阶预报和多模型多方法综合多层递阶预报模式的方法和理论。这些方法在经济系统和油田产量预报中的应用，都显示出明显的优越性。在此期间，曹长修、马建等人对多层递阶预报方法又进行了改进，提出了初值选取的新方法和采用高效的Houschoder变换来确定模型阶次，经改进后的方法简单实用，使预报精度进一步提高。多层递阶预报参数估值的初值选择问题，一直受到一些学者重视，郑宇宏所提出的初值选择的准则以及他和韩光文所提出的循环方法，对解决这一问题都做出了有意义的贡献。多层递阶方法及其理论体系的研究热点有(1)动态系统时变参数的辨识算法与理论；(2)结构时变系统结构变化的判据及理论；(3)模型结构及参数皆时变系统的辨识；(4)综合多层递阶预报技术；(5)结构时变系统的多层递阶控制；(6)多层递阶方法的应用研究等。【参考文献】：1 韩志刚．自动化学报，1990，5：423～4282 韩志刚．控制与决策．1990，6：39～453 韩志刚，王洪桥．系统工程学报，1991，2：26～334 曹长修，马建．控制与决策，1991，6：428～4335 郑宇宏．控制与决策，1991，6：461～464。(黑龙江大学博士生导师韩志刚教授撰) |
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