首页 > 其他分享 >控制论与科学方法论

控制论与科学方法论

时间:2023-12-11 09:11:54浏览次数:28  
标签:稳定 方法论 事物 系统 信息 控制论 科学 过程 因果

控制论与科学方法论》,真心不错。

书籍原文电子版PDFhttps://pan.quark.cn/s/aa40d59295df(分类在学习目录下)

控制论是一种让系统按照我们想要的方式运行的方法。

以下是控制论、信息论、系统论的总结:

控制论

控制过程共有的几点:

  • 被控制对象必须存在多种发展的可能性
  • 人可以在这些可能性中通过一定对手段进行选择

一切控制过程都是由以下三个基本环节构成的:

  • 了解事物面临的可能性空间是什么
  • 在可能性空间中选择某一些状态为目标
  • 控制条件,使事物向既定的目标转化

共轭控制

  • 用于扩大控制范围
  • L − 1 AL称作A过程的共轭过程。通过L − 1变换和L LL变换,把我们原来不能控制的事物变为我们可以校志的A过程完成。

负反馈控制:

  • 系统一旦出现目标差,便自动出现某种减少目标差的反应
  • 减少目标差的调节要一次次地发挥作用,使得对目标的逼近能积累起来

正反馈控制

  • 目标差不断增大
  • 往往标志着达到预定目标的控制过程的破坏,即表示一个失去控制的过程。
  • 又称作“恶性循环”

信息论

什么是“知道”:

  • 人们获得信息的过程
  • 怎样才能“知道”,就是信息怎样传递,怎么获得信息的过程

信息的传递:

  • 信息的传递是指可能性空间缩小过程的传递
  • 信息传递需要我们实行某种控制,反过来,控制过程又必须依赖信息的传递
  • 不能实现有效的控制,是因为没有获得足够的信息
  • 只有获得目标的足够信息量,才能控制目标

信息是一种客体吗?

  • 信息量只是信息多少的一种表示,并不排除信息的主观作用

通道容量:

  • 一条通道,在单位时间内,可以传递的最大信息量称为这一通道的通道容量

信息的储存:

一个公式:A ⇒ L A B B ⇒ L B C C

其中集合A AA表示信息源,集合B表示信息的保存方式,集合C表示信息的接受者,L AB和LBC表示相应的变换

  • 一切信息保存可归结为上述的变换过程

信息保存的几个共同特点:

B本身不一定是跟A完全不同的东西,但B的可辩状态一定要具有稳定性,能保存得比A 时间更长。
B通常反应了A的某一个侧面
要使存储下来的信息可以被利用,我们必须具体地了解对应关系LAB和LBC

信息和组织:

  • 组织产生的过程实际上是一个系统从无联系的状态,排除了许多别的可能联系方式,只取某一种或几种联系方式的过程
  • 组织过程是失误之间联系的可能性空间从大变小的过程,或者说是从混乱无序到有秩序的过程,是一个建立联系的过程
  • 一个系统必须获得一定量的信息才能组织起来

控制、信息和组织都可以表示为可能性空间的缩小,差别在于可能性空间的状态不同

  • 研究控制和信息的传递,我们是把一个复杂组织的各个部分互相孤立起来,考虑局部的时候又得出的基本概念

系统论

系统研究方法的特点:

  • 从整体上来考察一个过程,尽可能全面地把握影响事物变化的因素,注重研究事物之间的相互联系以及事物发展变化的总趋势

系统研究方法中的因果联系

因果长链:

  • 一个原因背后还有其他原因。如果一直追索下去就会发现一条因果长链

概率因果

  • 自然界很多事物之间的联系是有随机性的,a的原因并不一定引起a的结果、a 的结果并不一定是a的原因引起的。我们把这种不确定的因果称为“概率因果”

互为因果或者自为因果:

  • “南极为什么有冰山,这是由辐射量不足导致的,但反过来,冰山的反射导致辐射不能很好地吸收。”
  • 这种互为因果,自为因果呈现出一个因果环,如果要追索终极原因的话,原因就在系统的内部。 这种事物内部的变化就决定了事物的发展变化。

因果网络

  • 很多事情不是由单一原因决定的,而是有多个原因。如果我们想有一个好的学习状态就不能只考虑老师如何教授,还要有好的学习方法,有良好的睡眠质量,健康的心理等等。
  • 这些交叉点意味着一件事物是由很多原因综合作用,而这一事件也会造成更多的结果。这种复杂的交叉点交错纵横,使因果链像网一样。

相对孤立系统

  • 忽略那些影响概率足够小的因素,把它看作系统所受的干扰和系统之外的
  • 系统:人为地把一组相互耦合切相关程度较强的变量规定为一个系统
  • 传统的对复杂事物的研究办法是:当影响事物因素有很多时,常常固定其他部分,分别考察一个个因素变化对事物的影响,然后再综合研究

系统的稳态结构

  • 稳定态:如果干扰使系统偏离某一状态,系统内的相互作用仍可以使它回到这一状态
  • 系统总是自动趋于稳态结构

均匀和稳定:

  • 某一系统在空间上是均匀的,是指对物体空间各位置实行任一变换,变换后,系统不变

不稳定和系统震荡

不稳定状态可分为两种:

1、慢慢趋向于稳定结构

2、周期性震荡之中

  • 主要决定系统震荡的还是系统内各子系统的相互作用方式

超稳定系统

  • 重要特点:靠不稳定来维持稳定
  • 特殊现象:周期性地出现“稳定-不稳定-稳定”现象
  • 超稳定机制:重新寻找稳定的机制,一直找到原有的稳态结构,系统才回到不变状态

系统的演化

  • 一种稳定结构向另一种稳定结构过渡
  • 两种基本模式:分叉和汇流

系统的崩溃:自繁殖现象

  • 自繁殖现象往往标志着系统原有稳定结构迅速打破

自繁殖现象的共同性:

  1. 存在一个临界值,只有当一个系统变量大于这一临界值,才会有自繁殖现象的发生
  2. 自繁殖系统内部存在着一条因果关系自动增长链
  3. 自繁殖系统的形成是由于负反馈控制破坏引起的

自组织系统

  • 系统的形成是一个组织过程
  • 一组事物或变量之间自动发生的,不需要这组事物或变量以外的力量进行干预,这种方式形成的系统,称为自组织系统。

自组织系统的特点:

  1. 先有一个组织核心
  2. 自组织系统是一个不稳定系统,或者是一个亚稳定系统
  3. 自组织系统内部存在着一条有因果关系的自动选择了链
  4. 自组织过程是不可逆的
  5. 自组织核心微小的差别,可以导致最后形成大组织的巨大差别

如何促使一个小系统的集合成为我们所需的自组织系统?

  • 控制组织核心系统形成我们所需要的组织
  • 人为地改变一个系统,使其成为不稳定或者亚稳定的
  • 不失时机地对其加以控制

智力放大

  • 选择能力放大
  • 自组织系统是选择能力自动放大的一个过程

其他控制系统

  • 最佳/最优控制系统:使选取的目标函数在所限定的条件下达到“最好”的自动控制系统
  • 自适应控制系统:能够适应环境条件而自动调整参数或特性的自动控制系统
  • 随动系统/跟踪系统:精确地跟随或重复某种过程的一种自动调节系统

感兴趣的可以看看书籍原文电子版PDFhttps://pan.quark.cn/s/aa40d59295df(分类在学习目录下)

标签:稳定,方法论,事物,系统,信息,控制论,科学,过程,因果
From: https://www.cnblogs.com/tyson03/p/17893639.html

相关文章

  • 生物信息学与生物医学科学国际会议 (Inthernational Conference on Bioinformatics an
      。 01会议介绍生物信息学与生物医学科学国际会议(InthernationalConferenceonBioinformaticsandBiomedicalScience,ICBBS)每年举办一届,此前已在厦门(线上)、北京、深圳、曼谷、吉隆坡、哥本哈根、巴厘岛、新加坡成功举办,2021年第10届会议将在福建厦门线上举......
  • CCF生物信息学前沿科学系列论坛暨2021年生物信息学广州高端论坛 广州,2021年4月16日-
      http://www2.scut.edu.cn/_upload/tpl/08/ae/2222/template2222/main.htm   CCF生物信息学前沿科学系列论坛暨2021年生物信息学广州高端论坛广州,2021年4月16日-18日        宏观影像组学的快速发展和微观多组学的成功应用极大的推动影像基因组学研究。......
  • JetBrains DataSpell 2023.3 (macOS, Linux, Windows) - 专业数据科学家的 IDE
    JetBrainsDataSpell2023.3(macOS,Linux,Windows)-专业数据科学家的IDE请访问原文链接:https://sysin.org/blog/jb-dataspell-2023/,查看最新版。原创作品,转载请保留出处。作者主页:sysin.orgJetBrainsDataSpell-专业数据科学家的IDE智能JupyterNotebook专为高交......
  • java中禁用科学计数法的处理
    importjava.text.DecimalFormat;publicclassDisableScientificNotationExample{publicstaticvoidmain(String[]args){doublenumber=123456789.123456789;//创建DecimalFormat对象,设置输出格式DecimalFormatdecimalFormat=newD......
  • 重磅!天翼云斩获2023年中国通信学会科学技术奖一等奖
    近日,第六届中国信息通信大会在上海顺利召开,大会现场公布了2023年中国通信学会科学技术奖授奖名单。天翼云完成的《天翼分布式云操作系统及其应用》项目,荣获科学技术奖一等奖,天翼云科技有限公司董事长、总经理胡志强出席颁奖仪式。“中国通信学会科学技术奖”于2002年经科技部批......
  • debug方法论
    想来今年有几次印象比较深的debug经历。每次的debug时间差不多在一周,每次也都学到一些新的调式手段。总结以下debug的经验。第一点:debug最重要的逻辑要严密,要基于一个确定的事实用控制变量法去测试猜想。对于不确定的事实不要当成既定事实,这是debug的大忌。错误往往隐藏在下意识......
  • 数据科学的起源与发展
    本文由PieCloudDBDatabase社区成员美国南加州大学陈振宇参与贡献。1.数据科学的起源现如今,当人们被问到什么学科最火爆,就业率最高时,”数据科学”想必一定是其中的一个答案。《哈佛商业评论》曾一度将“数据科学家”这一职业评为21世纪最性感的工作(“DataScientist:Thesex......
  • 国外留学本科期间选择辍学,没本科学位悔得很,怎么办?
    国外留学本科期间选择辍学,没本科学位悔得很,怎么办?柏拉图说:“人生最遗憾的,莫过于轻易地放弃了不该放弃的,固执地坚持了不该坚持的。”每个人在每个时间段,都有自己应该做的事情,可是经常有人选择错误。最近看学生的留言,看到了这样的故事:高同学出国是家里确定好的方向。刚出国那段时间一......
  • 计算机科学速成课
    建议看看计算机科学速成课,一门很全面的计算机原理入门课程,短短10分钟可以把大学老师十几节课讲的东西讲清楚!整个系列一共41个视频,B站上有中文字幕版。每个视频都是一个特定的主题,例如软件工程、人工智能、操作系统等,主题之间都是紧密相连的,比国内很多大学计算机课程强太多!这门......
  • 人工智能驱动的地震科学研究--李泽峰中科大
     ......