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混沌理论论文范例6篇

2024-09-29 来源:华拓网

混沌理论论文范文1

一.液压滑模机的工作原理

液压滑模机由齿轮泵.电液换向阀.溢流阀.针形阀等液压元件及压力表组成一个控制台.由控制台输出的油液经外胶管.分油管路.支油管路.针形阀至千斤顶(爬行千斤顶)组成液压回路.如图所示

当启动电机使油泵工作时,油液经由二位四通电液阀的P腔通过A腔的节流口以不大于10㎏/㎝2的压力循环回油箱,此时B腔和O腔连通,油路系统处于回油状态.

当千斤顶需要供油时,操纵电液阀的旋扭(顶升位置),令电液阀换向,使油液由P腔经B腔进入油路系统,使千斤顶完成一次工作行程.

需要压力大小由溢流阀调整,由压力表读出压力值,当油路系统中达到设定压力时,油液从溢流阀卸荷口回油箱.为避免压力表因油压冲击跳动,以致失灵,在压力表联接口设有阴尼装置,避免压力表指针的急剧跳动,控制台顶板上的8个针形阀用以控制8路通道.

二、千斤顶(爬行千斤顶)的选用

选购千斤顶时,首先考虑滑升阻力;滑模自重;施工载荷;支撑杆的荷载。确定千斤顶的吨位及数量。

18.5M墩体模板的外表面积为66.7M2,附加影响系数取K=1.2,则滑升摩阻力为160KN;全套滑模包括模板围圈、操作安全平台等,根据设计其总重量为160KN,考虑人员、设备、材料以及动力荷载等施工荷载为260KN,则滑模滑升总阻力为580KN。

由于原则以轻便为主,受力点过宽则将造成滑模结构变形,参考同类施工技术经验及本围圈设计要求,千斤顶间距一般为2.5~3.5M,则单侧需要千斤顶6个,上下游圆弧头位置考虑到其模板面积较大,为均匀受力,各加设1个千斤顶。

根据以上结果计算得单台千斤顶受力为41.43KN,考虑千斤顶安全系数为2,并且在滑升过程中存在单侧或单点滑升调模的需要,采用100KN千斤顶。

再考虑在施工中千斤顶容易损坏,备多6台作备用。因此购买20台QYD-100千斤顶即可。

三、现场制作安装

大坝闸墩的工作面设计长:18.5M两端(上下游方向)为圆弧,宽2.5M.根据工作面的尺寸,我们采用90的角铁设计制作一个钢结构的长方形框框,内框尺寸为:长18.66M,宽2.63M高1.1M;外框尺寸为:长20.46M宽4.43M高1.1M.四边采用螺丝联接,钢模板安装在内框四周围。中间采用180MM的工字钢制作6个“开”字架联接两边框架,每个“开”字架上安装2台共12台千斤顶。两边圆弧段各制作一个“F”架联接两端框架,一个“F”架安装一台千斤顶,共使用14台千斤顶。千斤顶安装时,控制钢模板到千斤顶的中心距在200MM,使千斤顶爬行上升时受力均匀。千斤顶套握48MM排珊管作为支撑杆,千斤顶工作时沿着排珊管爬行上升。

四、操作

起动电机前,检查液压油是否在标准线上,各针形阀是否打开,电液换向阀开关是否在“回油”位置,在安全的情况下超动机器。

1、混凝浇筑到设定高度时,(一般是浇筑1.2M上升0.3M)把爬行杆上的限位器调离千斤顶的0.3M高度,起动机器,把电液换向阀的开关转至”上升”位置,千斤顶开始爬行,千斤顶的一个爬升行程为100MM,当千斤顶上升到一个行程时,千斤顶上的QYD-100筒式调平器会缩进千斤顶里面,系统此时开始溢流,立即把电液换向阀开关转到”回油”位置卸荷.待筒式调平器从千斤顶里面完全升出来后,千斤顶再开始第二个上升行程,如此重复行程,千斤顶爬升到需要高度为止,工作面继续浇筑混凝土.

2、当千斤顶爬升到需要高度时,如有个别千斤顶未爬升到需要高度时,为保证混凝土质量误差,把已爬升到需要高度的千斤顶的针形阀关闭,再起动机器,把未爬升到需要高度的千斤顶爬升到需要高度.

3、随着滑模滑升,当墩体垂直线出现偏差时,同样是采用关闭千斤顶的针形阀来调平.如向左偏时,关闭右边千斤顶的针形阀,左边限位器调高相应高度,开动机器,右边千斤顶爬升到设计高程即可.

五、拆除

当整个工作面混凝土施工完毕时,把钢结构架上面的工具、机具、材料吊离。开动机器,使滑模框架上升到脱离混凝土工作台面,拆除控制台引出的液压油管,吊离控制台。在钢结构框架上捆好钢丝绳,利用门式超重机超重,当钢丝绳受力均匀时停下,利用气割割除排珊管(爬行杆),再把整个钢结构框架吊到地面进行拆除解体。

六、效果

经过三龙电站闸墩的施工结果,我们认为:采用液压滑模机械浇筑混凝土要比采用传统的支模工艺更能保证质量、降低成本、减少安全隐患;由于混凝土连续浇筑,减少甚至避免施工缝隙,使混凝土的整体性能好,避免了支模、拆搭脚手架等多种重复性工作;进度快、工效高、材料消耗少等优点。据统计:

混沌理论论文范文2

【关键词】混沌加密;光学通信;应用

二十世纪六十年代,人们发现了混沌理论。混沌理论即一个给出混乱、随机的分周期性结果的模型,却是由确定的非线性微分方程构成。混沌是一种形式非常复杂的运动,看似杂乱无章的随机运动轨迹,却是由一个确定方程模型得出。混沌对初始条件的敏感度非常高。密码技术是一种研究使用密码进行加密的技术,而随着信息技术的发展,窃取加密密码的方法越来越多,并且随着传统密码技术的不断使用和技术公开,传统密码技术的保密性已经降低,所以一些新的密码技术开始出现,其中包括混沌加密、量子密码以及零知识证明等。本文首先介绍混沌加密密码技术,然后介绍光学通信,最后重点探讨混沌加密在光学通信中的应用。

1.混沌加密

我们首先对混沌加密的相关内容做一下简单介绍,主要包括:混沌的特征、混沌加密的定义以及混沌加密的常用方法。混沌的特征主要有:混沌运动轨迹符合分数维理论,混沌轨迹是有序与无序的结合、并且是有界的伪随机轨迹,混沌运动具有遍历性,所有的混沌系统都具有几个相同的常数、并且符合利亚普诺夫指数特性,混沌运动的功率谱为连续谱线以及混沌系统具有正K熵等。混沌加密是一种新的密码技术,是将混沌技术与加密方法相结合的一种密码加密技术。混沌加密的方法有很多种,根据不同的通信模式,可以选择不同的加密方式与混沌技术结合,以实现信息的加密传输。混沌加密的常用方法主要包括:数字流混沌加密、数字信号混沌加密以及连续流混沌加密等。

2.光学通信

之所以将混沌加密应用在光学通信中,是因为光学中存在混沌现象,这种混沌现象既包括时间混沌现象也包括空间混沌现象。。光纤通信系统的组成主要包括:数据信号源、光数据传输端、光学通道以及光数据接收端等。数据信号源包括所有的数据信号,具体体现为图像、文字、语音以及其他数据等经过编码后所形成的的信号。光数据传输端主要包括调制解调器以及计算机等数据发送设备。光学通道主要包括光纤和中继放大器等。光数据接收端主要包括计算机等数据接收设备以及信号转换器等。

3.探讨混沌加密在光学通信中的应用

在光学通信中,应用混沌加密技术对明文进行加密处理,以保证明文传递过程中的安全性和保密性。本文重点对混沌加密在光学通信中的应用进行了探讨。其内容主要包括:混沌加密常用方法、光学通信中混沌加密通信常用方案以及光学通信中两级加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括:数字流混沌加密、数字信号混沌加密以及连续流混沌加密等。光学通信中混沌加密通信常用方案主要包括:混沌掩盖加密方案、混沌键控加密方案、混沌参数加密方案以及混沌扩频加密方案等。

3.1混沌加密常用方法

连续流混沌加密方法:连续流混沌加密利用的加密处理方式是利用混沌信号来掩盖明文,即使用混沌信号对明文进行加密处理。连续流混沌加密方法常应用在混沌掩盖加密方案以及混沌参数加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。

数字流混沌加密方法:其加密后的通信模式是模到数再到模的形式。

数字信号混沌加密方法:其加密后的通信方式是数到数的形式。主要包括混沌时间序列调频加密技术以及混沌时间编码加密技术。主要是利用混沌数据信号对明文进行加密。

3.2光学通信中混沌加密通信常用方案

在光学通信中,利用混沌加密技术进行通信方案的步骤主要包括:先利用混沌加密方法对明文进行加密(可以使用加密系统进行这一过程),然后通过光钎进行传输,接收端接收后,按照一定解密步骤进行解密,恢复明文内容。

混沌掩盖加密方案:其掩盖的方式主要有三种:一种是明文乘以密钥,一种是明文加密钥,一种是明文与密钥进行加法与乘法的结合。

混沌键控加密方案:其利用的加密方法主要为FM-DCSK数字信号加密方法。该方案具有良好的抗噪音能力,并且能够不受系统参数不匹配的影响。

混沌参数加密方案:就是将明文与混沌系统参数进行混合传送的一种方案。这种方案增加了通信对参数的敏感程度。

混沌扩频加密方案:该方案中,扩频序列号一般是使用混沌时间序列,其加密方法是利用数字信号,该方案的抗噪音能力特别好。

3.3光学通信中两级加密的混沌加密通信方案

为了进一步保证传输信息的安全保密性,需要对明文进行二次加密。其步骤是:首先先对明文进行第一次加密(主要利用双反馈混沌驱动系统产生密钥1,然后将明文与密钥1组合起来形成密文1),第二步是通过加密超混沌系统产生的密钥2对密文1进行二次加密,形成密文2,第三步将密文2通过光纤进行传递,同时将加密超混沌系统一起传递到接收端。第四步,接收端接收到密文2以及加密超混沌系统后,对密文2进行解密,形成密文1,然后将密文1传送到双反馈混沌驱动系统产生密钥1,然后将密文1进行解密,通过滤波器破译出明文。此外,还可以对二级加密通信进行优化,即使用EDFA(双环掺饵光纤激光器)产生密钥进行加密。

4.结论

本文首先对混沌加密的相关内容做一下简单介绍,主要包括:混沌的特征、混沌加密的定义以及混沌加密的常用方法。然后我们简单介绍了一下光学通信以及光纤通信,并且介绍了光纤通信的组成结构。并且由于光学中存在混沌现象,所以我们在光学通信中应用混沌加密技术进行保密工作。最后本文重点探讨了混沌加密在光学通信中的应用,其内容主要包括:混沌加密常用方法、光学通信中混沌加密通信常用方案以及光学通信中两级加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括:数字流混沌加密、数字信号混沌加密以及连续流混沌加密等。光学通信中混沌加密通信常用方案主要包括:混沌掩盖加密方案、混沌键控加密方案、混沌参数加密方案以及混沌扩频加密方案等。

【参考文献】

[1]马瑞敏,陈继红,朱燕琼.一种基于混沌加密的关系数据库水印算法[J].南通大学学报(自然科学版),2012,11(1):13-27.

[2]徐宁,陈雪莲,杨庚.基于改进后多维数据加密系统的多图像光学加密算法的研究[J].物理学报,2013,62(8):842021-842025.

混沌理论论文范文3

(1)企业内部环境的自由化动态化程度也越来越高。企业的三大核心资源:财务资源、人力资源、技术资源也越来越不可确定。比如财务资源受金融市场的影响越来越大,职员每天面临网络、报纸、猎头公司、中介机构等提供的强大诱惑,在越来越丰富的社会的传播手段影响下员工的个性越来越强。尽管企业对外部信息的处理能力也可能随之增强。但是高层管理者则根本不可能对每一条信息都及时做出反应。

(2)商业活动日趋全球化。跨国商品与服务交易及国际资本流动规模和形式的增加,技术的广泛迅速传播使世界各国经济的相互依赖性增强。商业活动全球化是指世界各国的经济在生产、分配、消费各个领域所发生的一体化趋势。从当前情况看,其进程进一步加快,主要表现在:世界统一大市场加速形成、生产全球化日益加深、生产要素全球化在迅速扩展等。

(3)消费者消费需求变化加快和购买行为呈高维的非线性。这使得企业采用的营销组合策略所产生的效果并不是能准确预测的。消费者群体是个典型的非线性系统。这种非线性表现在生理、心理、物质、精神、关系等方面。这些方面常常会表现出随机性与分散,比如无理性的冲动购买。但大部分程度上,人们的购买行为更表现出混沌性,这可以从无论什么档次与质量的产品都有其购买者看出。

(4)速度日益成为企业发展的关键要素。产品生命周期缩短,新技术层出不穷,技术创新呈现连续中断(continuousdiscontinuity)而导致产品市场可能很快出现和消失,竞争规则发生变化,大规模定制等不确定性变化的特点。能否准确的、迅速的进行复杂问题的判断考验了一个企业的反应能力,而知识管理便是在全局角度提供复杂决策的一个体系。同样用来提高企业的反应速度,标准作业流程带给企业的是更强的竞争条件,在企业的战术层面,这是行之有效的信息系统工具,而知识管理能让企业聪明地赢得战略的胜利。

(5)营销环境复杂程度大大加深,可测度大为下降。现代企业的营销环境变得日趋复杂,其中各个因素不但在持续变化,而且它们之间的相互作用也在不断变化着,形成了一个混沌复杂的系统。企业与政府、员工、顾客、供应方、竞争者、公众等利益相关者之间以及上述各因素之间都在进行着复杂的互动作用。在技术进步速度加快的情况下,试图从上述复杂过程中识别出对企业成败的关键因素是比较困难的。不但营销环境会影响企业行为,企业也能够改变产业结构及竞争格局,在这个混沌系统中,原因与结果之间的关系是非线性的。

(6)技术对企业营销环境的影响越来越强。。在信息等高新技术产业中,教育水平的差异是影响需求和用户规模的重要因素,已被提到企业战略制定的议事日程上来。

企业实际所处的营销环境往往是模糊而难以分辨的,这需要企业决策层有正确而统一的判断。同时,随着时间的变化,企业环境可能处于不断变化之中,而且最难以判断的是,当某种外部环境要素发生变化时,由环境系统本身具有的要素相关性和复杂混沌性决定的其它环境要素往往随着发生程度和方向均难以预料的变化。这些情况大大加剧了企业环境动态变化的程度,增加了环境管理的难度。

2基于混沌系统的企业复杂营销环境的对策

(1)企业的营销活动并不是纯随机的行动,它是在企业吸引——营销战略目标的吸引下,在科技进步、市场竞争、顾客需求等多种因素的驱动下发生的一种行为。它虽然受营销战略目标的吸引,但却不可能精确地实现企业的战略目标,而总是在企业战略目标的吸引域内活动,是有边界而又不可重复的行为过程。

(2)企业应制定长期的营销战略计划。企业系统内、外部存在着许多随机的、不确定的因素,使得系统内部和系统之间、人与人之间、系统与环境之间的相互作用非常复杂,对企业系统输入初值的微小差别,将导致输出的巨大差别,因此预测的结果常常是不确定的。基于“因果失联”的思想,企业作长期计划不应过分注重预测结果的精确程度,而应注重对未来可能出现的各种情境的分析,减少营销战略的刚性和被动适应性、缩短战略规划长度,增加战略的柔性、增强战略的灵活性和敏捷性,以应对不断变化的环境。

(3)企业应提高系统的自组织协同能力。自然系统在远离平衡态而进入混沌后能够产生新的有序行为,它们产生过程的方法同样可“移植”到企业系统的混沌管理。企业系统混沌发生的内因是企业系统内部各子系统(或要素)之间及内部子系统(或要素)和外部要素之间的非线性相互作用机制,外因则是其周围的环境条件。按照“混沌运动背后隐藏着确定秩序”的观点,企业系统可以通过诱导随机性“涨落”即混沌的产生,为企业产生有序结构提供新的契机;另一方面由于混沌系统能够迅速地在许多不同的行为方式之间进行转换,在企业系统内部可用一个混沌子系统来扰动其它子系统,以使它们产生协同现象,就显得特别灵活。如可以通过企业业务流程重组等方法,使企业系统中的各个子系统为了适应奇异、不确定事件的发生,形成一种有序的结构和状态,即“通过涨落达到有序”。

(4)企业要建立柔性化的组织结构。在传统的企业管理系统中,在组织形式上呈现为“金字塔”式的层次型结构。为了在混沌的环境中生存与发展,管理者应将注意点转移到“适应、调整、变革”上来。通过在企业内部各子系统(各部门)之间通过建立“网络结构”的柔性组织形式,消除企业系统内部不同层次之间的边界,使得企业系统内部各个部门之间的关系富有“弹性”,各不同层次都能等同地面对环境,相互并行地协同并适应环境变动中出现的各种情境,则能增加企业系统的开放度,提高企业系统适应系统环境变化的能力。

最后,需要指出的是并非营销环境有关的所有对象都是混沌的,它是在特定的时空条件下才是混沌的。但是混沌理论能帮助我们更好地理解日益变化的营销环境。,因为根据混沌理论,理性决策模式在较短的时间内是正确的、可预测的,但在长时间内则存在随机性。正如美国的混沌学家福特所说的,面对混沌系统的预测应该是“用混沌预测混沌”。实践证明,美国、日本一些大公司的高层主管在面对复杂的营销环境决策时采用的混沌决策方式往往是非常有效的。

参考文献

[1]张治,韩国照著.市场营销的方法论问题[M].北京:中国经济出版社,2006,(2).

[2]赵锡斌.混沌系统、企业环境与企业可持续发展[J].中国人口,2006,(2).

混沌理论论文范文4

关键词:建筑设计,非线性科学,环境生态学,新几何学

1建筑非线性概述

非线性科学使人类从全新视角认识自然和社会。超越了牛顿原理和线性科学,而属于随机的、模糊的复杂科学领域。非线性建筑,概括地说,就是在其设计过程、方法、结果等方面符合非线性特征的建筑形式。非线性建筑在状态上具有开放、动态、模糊、非平衡特征,在结构上具有去中心、层次、相关特征。受涌现、混沌、模糊、耗散等复杂性、非线性科学理论影响,非线性建筑得出一种自由曲面建筑形态,它从自身性能要求和周围环境影响出发,试图构建一种新的美学、科学和哲学框架,从而适应了非标准、不规则的因素。

2非线性建筑的建筑表达

非线性建筑在形式语言上呼应了复杂理论、自组织理论、混沌理论、非线性动力学等,曲面非线性是其在建筑形象上的首要特征。突变、自组织和分形是非线性建筑的重要形式语言。

2.1突变

从突变论出发,极度优化的建筑设计也预示着对缺陷的极度敏感,而易于产生致命的损伤和灾害。运动是绝对的,刻意追求静止稳定态会引发根本的矛盾。以高层建筑为例,允许其在风力等荷载作用下产生一定的位移反而是合理的,能够有效预防突发的倾覆。建筑设计也是如此,过度追求形体均衡和功能严密,就会造成建筑对其环境因素的极度敏感。非线性建筑则在根本上解决了这个问题。非线性思维下的设计本身就充满矛盾,建筑设计处于持续的运动中,并不追求极度的匀称。这样,就能够在运动中找到更和谐的平衡。由扎哈•哈迪德建筑师事务所设计的黎明之塔就是变与不变和谐统一的典范之作,图1是黎明之塔的设计过程中的形体演变。

2.2混沌

决定论认为,初始条件一定时,事物的发展是可以预见的。而混沌否定了这一想法,它是产生自确定性的非线性动力学系统,表面却似无规则的类随机现象。仙台媒体中心就很好地体现了混沌的思想,它由十三根海草型的管柱支撑起六层地板,形成空间主体。设计师伊东丰雄基于人与空间的开放性与互动性思考,设计了这种不确定的空间。空间主体不设隔墙,给使用者充分的空间和自由的感觉。整栋建筑于混沌中充满了和谐和柔和,如图2所示。

2.3分形

混沌具有确定与非秩序的矛盾属性,而分形,则可以认为是秩序的保留,是非线性和混沌中隐藏的确定性。自然界中,非确定的物质常常在其功能、结构等方面存在自相似性,这就是分形。这种分形是对复杂性更深层次秩序性的重要表达,这种自相似、自仿射的手法也是非线性建筑的重要形式。众多建筑师采用分形几何的理念成就了许多建筑的经典之作,如图3所示。

2.4非线性建筑设计的表现方法

图4运用流动、折叠、倾斜和旋转手法的建筑设计非线性建筑设计的表现方法主要有:流动曲面、折叠融合、倾斜叠加和旋转扭曲,如图4所示。流动手法通过运用曲线和曲面构造建筑的空间,给予传统“盒子”建筑难以呈现的强烈运动感。折叠手法打破了传统建筑立面与平面的绝对垂直关系,使之融为一体,将建筑构建成内部与外部空间相融合,空间与人流相适应的形态。倾斜手法的运用是用多纬度的几何体替代了传统笛卡尔坐标系的横平竖直,赋予建筑破碎感。旋转手法基于基本型的旋转生成沿母线的流动形态,构成新的多维建筑形态。

3设计非线性建筑的新途径

3.1新几何学

非线性建筑以形态为最显著特征,其发展离不开对分形、拓扑等几何学(如图5所示)的研究。。从拓扑学出发,将空间进行扭曲延展也是非线性建筑设计的重要思想,可以产生极好的形态效果。

3.2非线性结构

直线受力是牛顿力学中最科学的结构形式。但在非线性科学角度,曲线结构的优美和合理性是无法取代的。西班牙建筑师Calatrava是建筑结构美学大师,善于将建筑和结构两个层面相结合,来指导建筑设计,进行创作。这种结构美学与建筑形态美学相结合的方法能够把力学、数学、美学完美结合在一起。基于这种思想,他创作的一批建筑作品享誉世界,如巴伦西亚科学城中这种把桥梁结构和建筑结构相结合的形式。

3.3环境生态学

建筑总是存在于一定的环境中的,而且必须具有对环境的适应性。地域环境对建筑形式的选择、结构的确定和空间的优化都具有显著的影响。如果建筑师能够主动的利用环境,比如光线、风向、地势、降雨降雪,将会创作出令人眼前一亮的作品,而且将会有利于建筑节能目标的实现。比较典型的例子来自于伦敦市政厅(见图6),它来自于建筑师NormanFoster之手。整个市政厅建筑呈变形后的球形体,整体向南倾斜3°的设计使得每一层楼板自动成为下一层空间的遮阳板,而且这种错位的设计还自然而然的加强了市政厅内部的自然通风,从而降低了人工通风能耗,增强了节能能力。这种倾斜设计也保留了对建筑环境的敬畏。建筑北侧沿河的人仍然可以接受到日光而不被建筑遮挡。另外,市政厅曲线灵动的形态也更好的实现了与周围环境的融合。

4结语

非线性建筑以非线性思维为设计基础,常常在突变、混沌中体现出复杂性,又会以分形和拓扑的方式体现出更深层次的秩序性。非线性建筑可以创造出不同于传统欧几里得几何建筑的优异形态。通过前沿几何学、非线性建筑结构、环境生态学的研究,能够形成新的非线性建筑设计思路。依托速发展的数字技术,非线性建筑设计为城市空间提供了浪漫和灵动的气质,取得了飞速的发展。但必须指出的是,在进行非线性建筑和线性建筑的选择时,需要根据现实的区域环境、经济条件和人文历史进行深入细致的探讨对比分析。

单位:厦门大学建筑与土木工程学院

参考文献:

[1]武杰.跨学科研究与非线性思维[M].北京:中国社会科学出版社,2004.

[2]Jencks,C.Nonlineararchitecture:newscience=newarchitec-ture[J].ArchitecturalDesign,1997(67):9-10.

[3]Jencks,C.Thearchitectureofthejumpinguniverse.Apolemic:howcomplexityscienceischangingarchitectureandculture[M].Revisededition.Chichester:Academy,1997.

[4]徐卫国.非线性建筑设计[J].建筑学报,2005(12):32-35.

[5]徐卫国.非线性体:表现复杂性[J].世界建筑,2006(12):118-121.

[6]伊利亚.普利高津.确定性的终结———时间、混沌与新自然法则[M].湛敏,译.上海:上海科技教育出版社,1998.

[7]穆清.非线性建筑空间解析[D].大连:大连理工大学硕士学位论文,2006:57.

[8]朱晔.谈空间形象与建筑创新[J].山西建筑,2010,36(16):16-17.

混沌理论论文范文5

[关键词]大型研发项目;界面;协同;混沌控制

大型研发项目是指涉及大量人力,耗费巨大财力、物力,需要多组织协作研制,且往往是跨学科、跨领域的复杂性巨系统。最为典型的是国家级重大科技项目,包括《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》提出的16个国家重大科技专项,以及“863计划”、“973计划”等所涉及的重大科技专项。由于研发项目是动态创新过程,具有不确定性、模糊性和重复性。在项目研发过程中,各子系统之间、整个系统和子系统之间、子系统和外界环境之间都存在着复杂的信息的传递和交换,其传递和交换方式对研发进度和成本有非常大的影响。对总系统的整合者和控制者而言,界面协同控制问题是其面临的主要管理问题。通过有效的界面协同控制,促使组织间研发活动同步,是保证实现研发目标的重要手段之一。

1 大型研发项目界面要素

大型研发项目构成多维界面网络系统,系统内部的界面是各异构组织间进行信息沟通和传递、组织间关系交互作用的区域。研发项目界面可分为三种形式。

1.1 过程界面

又称为流程界面,通常指研发项目从论证立项开始,到项目完成的整个研发周期各阶段之间所具有的界面。郭斌等把研发过程中的界面分为R&D/R&D界面,研究、开发界面和设计、制造工程界面。过程界面与时间有较大关系。随着项目的进展,技术和产品形态也逐渐由抽象转为具体。不同的研发项目,其流程不尽相同,大型研发项目,往往采用阶段—门体系开发方式,即在每一个阶段结束,下一个阶段开始之前,需要进行阶段性回顾,以检验阶段性的成果是否满足预先设定的需要,下一阶段的开发条件是否具备,以作出继续或放弃的决策。这种方式将连续的开发活动人为地分解为离散的阶段。

1.2 任务界面

任务界面是由于所要开发的产品结构或技术的特性差异所产生的界面。大型项目的任务要素组成不同的任务包,形成任务层级。在进行研发时,任务要素呈现串行、并行、独立等关系。(见图2)由于研发任务与客户的需求有关,并建立在不断创新发展的基础上,任务自身具有许多技术创新点,因而,研发过程中受到外部环境和内部开发状态的双重影响,造成任务界面在初始阶段的模糊性和不确定性。

1.3 组织界面

研发项目的载体是各种不同的组织。由于追求利益的不同,导致在合作过程中,在研发任务和资源分配、信息传递和共享、利益的共享等方面形成相互作用关系。对与研发项目规模不同,所构成的界面形式和作用关系不同。对于大型研发项目而言,既包括独立的研发实体,也包括政府、中介等组织,它们在研发中所起的作用各不相同,构成了复杂的网络组织系统,分别形成了相互作用界面。见图3。

大型研发合作项目的组织界面具有固定性,即研发项目和参与者一经确立,即客观存在,组织之间形成的相互依赖关系是稳定而不易变化的。而研发的过程和阶段不同,信息、技术状态等不断发生变化导致了界面交互作用的变化。因此,研发项目本身界面也是多样化的。研发交互活动既是子系统之间信息的一种传递与互动的过程,双向反复的演进过程;也是系统之间相互作用、相互协调同步过程。不同组织在不断接收和释放信息,使得系统级管理者在技术形态演进的过程中不断寻求一种同步的平衡状态,找到组织之间界面作用的互相匹配模式。

2 研发项目系统的界面协同混沌模型

对复杂研发项目网络系统的界面控制主要体现在:系统管理者通过分析影响研发子系统研发各项因素,寻找一种对系统各要素优化的方法,使各子系统通过协作提高研发的速度和效率。根据研发项目模糊性和不确定性的特点,作为非线性核心理论的混沌理论是解决大型研发项目系统界面协同控制问题的有效工具。混沌是在一个确定的系统中出现的“貌似随机”的运动,是有序与无序的统一,确定性与随机性的统一。混沌系统是一个非周期性的动力学过程,并且对初值呈敏感的依赖性,揭示了貌似随机的现象背后可能隐藏的简单规律,以求发现一大类复杂问题普遍遵循的共同规律性。

研发项目组织系统的各子系统具有相对独立性和各自的特定功能及运行目标。对大型研发项目而言,研发活动所必需的条件,如资金、技术、人才、设施、政策、市场等分散在不同的子系统中,为不同的子系统所拥有。系统内各组织的差异性较大。因此,若将研发组织系统抽象成一个复杂网络,各子系统抽象成复杂网络的节点,那么各节点具有不同的结构,其动力学行为也有一定的差异,这样组织间在传递信息时会出现时滞。这里我们选择国内学者提出的节点结构互异的复杂网络混沌同步方法,建立研发系统界面协同模型。

混沌理论中的混沌同步与控制是通过利用一个混沌系统的混沌信号来驱动和控制另外一个混沌信号,最终两个系统状态能够趋于一致。假设研发项目系统具有m个子系统,每个子系统可抽象成一个节点。根据混沌理论,研发项目是一个混沌系统,每个子系统也可看成是具有不同内部结构的混沌子系统。因此,各节点的状态方程是异结构的混沌系统,那么在不考虑其他子系统的作用时,子系统i的状态方程可表示为:

3 界面协同混沌控制方法

界面协同混沌控制就是根据不同的需要,从研发活动混沌行为中选出所需的周期信号或非周期信号,并对其实现稳定的有效控制。大型研发项目中大量子系统集体的、自发的、自动的协同合作效应,是系统自身内部各要素矛盾运动的结果。研发系统混沌发生的内因是研发系统内部各子系统(或要素)之间及内部子系统(或要素)和外部要素之间的非线性相互作用机制,外因则是其周围的环境条件。诸多学者提出了实现混沌控制的方法。对于大型研发项目,界面协同混沌控制方法有两大类型。 转贴于

第一类是通过恰当的控制手段及途径,有效地抑制混沌行为,使李雅普诺夫指数下降进而消除混沌。研发系统混沌所带来的巨大波动,将使研发结果与预先设定的目标严重背离,使整个研发系统陷入混乱状态,对研发进度、质量和成本均造成不利影响,对此应有效地抑制或消除混沌。对信息重叠水平较高的研发活动,加强交互的频次,即通过过程控制降低界面强度,提高界面密度。如果产生子系统研发偏差,迅速通过子系统间局部协调,加快或减缓研发速度,使系统恢复稳定。这种控制方式主要利用混沌系统的本质特征,如对于初始点的敏感依赖性,来稳定已经存在于系统中的不稳定轨道。其优点在于不需要使用除系统输出或状态以外的任何有关给定被控系统的信息,不改变被控系统的结构,具有良好的轨道跟踪能力和稳定性。其缺点在于要求一个比较精确的数学模型和输入目标函数或轨道。对于研发项目,则需要以往相似程度较高、管理过程数据齐全的研发项目资料,协调成本相对较高。

第二类是选择某一具有期望行为的轨道作为控制标。一般情况下,在混沌吸引子系统中的无穷多不稳定的周期轨道常被作为首选目标,其目的就是将系统的混沌运动轨迹转换到期望的周期轨道上,使混沌系统能够在极短的时间在许多不同的行为方式之间进行转换。在系统内部可利用一个混沌子系统来扰动其他子系统,以使它们产生协同现象。这种反馈控制主要利用一个小的外部扰动,如一个小驱动信号、噪声信号、常量偏置或系统参数的弱调制来控制混沌。根据“混沌运动背后隐藏着确定秩序”的观点,系统管理者可以通过诱导随机性“涨落”即混沌的产生,为系统产生有序结构提供新的契机。对于研发项目,一个设计任务可能有若干种不同的研发方案,当其中一个方案执行过程中出现研发不确定性较高的情况时,通过外界环境的变量(如需求、投资、新技术的介入等)的控制,改变其研发活动方式,使其回到稳定状态。该控制方式的设计和使用都十分简单,协调成本较低,但无法确保控制过程的稳定性。

上述两种方式都是通过混沌动力学系统的稍微改变,使系统达到稳定状态,不同点是前者属于混沌控制,后者属于混沌反控制。研发系统控制策略所遵循的原则是控制规则的设计须最小限度地改变原系统,从而对原系统的影响最小。因此,在控制混沌的具体操作中,最大限度地利用混沌的特性,确定控制目标和选取基本控制方法显得非常关键。由于研发系统混沌现象复杂多样,各种混沌控制方法各有处理混沌问题的优点,但目前对大型研发项目没有一种方法是全面的或是唯一有效的,应视具体情况综合运用。

4 结 论

本文总结了大型研发项目所包含的界面类型,并针对研发项目各组织间的异构性、信息时滞所引发的不同步问题,引入混沌理论对研发项目组织界面进行协同控制,建立研发系统界面协同模型,分析了研发系统界面协同的条件和过程。从理论上并阐述了对界面进行协同控制的两类混沌控制方法。运用混沌理论对研发项目界面管理进行协同控制,为研发项目界面管理创新提供了理论支持。参考文献:

[1]郭斌,陈劲,许庆瑞.界面管理:企业创新管理的新趋向[J].科学研究,1998(3):60-68.

[2]L.M.Pecora,T.L.Carroll.Synchronization in Chaotic Systems[J].Phys.Rev.Lett.,1990,64(8):821-824.

[3]张刚.混沌系统极复杂网络的同步研究[D].上海:上海大学博士论文,2007:43-46.

[4]G.Chen,D.Lai.Feedback control of Lyapunov exponents for discrete-time dynamic systems[J].Int.J.Bifur Chaos.1996,6:1341-1349.

混沌理论论文范文6

【关键词】Larsen-Freeman 二语习得复杂理论 复杂系统

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)10 -0220-02

1. 引言

20世纪中叶复杂理论被提出之后,为自然和社会科学做出了巨大贡献。而在二语习得领域,1997年弗里曼发表的《混沌/复杂科学与二语习得》才第一次提出用复杂理论视角看待语言和语言习得问题。随后,她发表了数篇文章使得二语习得复杂理论的理论及方法日益完善。2011年,受阿特金森邀请,她在《二语习得的非主流研究理论》详细介绍了二语习得复杂理论。

近年来,国内对二语习得复杂理论愈加重视,以“混沌理论”或“复杂理论”为题发表了多篇论文(窦伟伟,2008;刘文宇,程永红;2013)。本文结合其2011年的论述,对其二语习得复杂理论的主要观点、研究方法,主要贡献等方面进行述评。

2. 弗里曼二语习得复杂理论

2.1 主要观点

首先,她强调系统行为具有复杂性、动态性、非线性、开放性、适应性及自组织性。具体到二语习得领域,“复杂理论”可以这样解读,即二语习得/发展可以被看成多要素的、异质的、动态变化的、非线性的(对微小干扰敏感的)、自适应的、开放的“复杂系统”,系统中各要素交互作用引起了二语习得发展的变化(李茶,隋铭才,2012)。是对二语习得系统中各要素的变化、要素间交互的变化、系统轨迹的变化及系统与其他系统的关系进行描述、解释和预测。

其次,弗里曼认为二语习得复杂理论是有理论原则的:

第一,语言是在使用过程中不断涌现的一系列动态分级模型,例如单词的发音、句法范畴等,都是具有等级的,而且是不断变化的。

第二,语言使用模型具有异时性,随着使用语境发生变化。

第三,语言发展要进行软装配以及共同适应。“软装配”指的是学习者如何使用他们自己的语言资源有意识的应对他们对话者,包括同学及教师,所给予的交际压力。而之所以称“装配”为“软装配”是因为,各成分的装配及其装配方式能够在任务进行过程中及任务变化过程中的任意一点发生变化。

第四,稳定的模型是在共同适应的过程中从频繁的软装配中自下而上产生的。稳定并不意味着静止,学习者的系统是各部分整合而成的“统计整体”。而语言发展就是机率性的过程,即学习者抽取某种形式发生在具备不同频率的某种语境下的机率。

第五,学习者在语言发展过程中扮演积极的角色。学习者在语言发展中不仅获取“积极证据”也会获取消极证据,他们能够通过显著的积极证据缺失来学习,即当某种形式发生的频率比预期少时,学习者能够察觉。

第六,意向性和非常重要。语言是人类活动的产物,而这种活动仅仅是无意识地变化的。同样,由于人类记录加工信息的方式,只要学习者系统是开放的,其语言源的自组织特性就是不可避免的。

第七,在开放的、动态的系统中,所有一切都会发生改变。

2.2 研究方法

Larsen-Freeman认为很多现有的研究方法,不论是定性的还是定量的,都能用来研究复杂系统。当研究功能整体时,不适合使用成分解释法,也不适合使用预测法,应使用回溯法。另外,使用计算机模拟具有极大的优势,能够使得研究者对研究的复杂系统做出清晰的假设,但定性模型法不一定必须用计算机。动态描述法能够为理解系统,尤其是非线性系统随着时间而改变的方式提供大致的概念装置。人种志、形成性实验、设计性实验都可以为动态研究提供可行办法。

3. 二语习得复杂理论的贡献

首先,复杂理论能够增加对二语习得的理解。其次,它强调偶然因素的重要性以及某个具体时间下具体语境中具体条件的重要性,强调语言发展的动态特征,主张使用回溯法,采用质化分析或动态描述等方法调查语言发展的变异特征,恰能帮助我们使用更合适的方法进行实证研究。但是,她指出,它并不能为我们提供能够精确预测或控制行为的工具。我们能够学到这些系统的动态性,却不能运用这些准则来精确预测个案情况。

该理论对二语习得也有重大启示。要重视括教师、学生、课程、环境等每个要素的作用,不应只顾某个要素,刻意忽视其他要素,也不可人为的对各部分简单切割。在教与学的过程中,应充分重视各要素,尽量发挥其最大效力。另外,其开放性和动态性要求我们重视教与学的动态变化性。在教与学的过程中,仔细察觉各个要素的变化以及变化所带来的效果。

4. 结语

综上所述,二语习得复杂理论为我们提供了理解和研究二语习得的新窗口。它能使我们较为全面的思考二语习得的过程。但由于它还处于萌芽阶段,这一理论框架下还有许多问题亟待解决,因而为研究者们留下了广泛的探索空间。相信随着科技的进步以及人类认识世界的逐步深化,二语习得复杂理论会取得更大突破。

参考文献:

[1]Larsen-Freeman, D. Chaos/ complexity science and second language acquisition [J].Applied Linguistics,1997(18).

[2]Larsen-Freeman, D. A complexity theory approach to second language development/acquisition. In Dwight Atkinson (Ed.), Alternative approaches to second language acquisition. Routledge, 2011.

[3]窦伟伟. 论混沌理论在二语习得研究中的应用[D]. 长沙理工大学硕士毕业论文, 2008.

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