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鲁棒性、稳健性和稳定性的区别

时间:2024-10-08 12:49:21浏览次数:5  
标签:系统 robustness 稳定性 稳健性 敏感性 鲁棒性

太长不看: 鲁棒性与稳健性为英文robustness的音译和意译,指的是系统针对特性或扰动的不敏感性,两者大多数情况为同义词。稳定性英文对应stability,更多指的是随着时间或者其他量不变化的能力。

此外,在计算机领域一般使用鲁棒性进行翻译robustness,笔者认为主要原因在于稳健性易与稳定性进行混淆,鲁棒性在计算机领域相较稳健性也确实更多一些,若非特殊情况尽量使用鲁棒性

鲁棒性即稳健性,而稳定性只做本身特性的描述。

来源与应用场景

鲁棒性是 robustness 的音译,在中文中常常也被表达为健壮性和强壮性,总体来说其可以用于反映一个系统在面临着内部结构或外部环境的改变时也能够维持其功能稳定运行的能力。广泛地用于计算机科学、生物学、生态学、控制工程、社会学等众多领域,在不同地领域中,其具体含义也存在着差异。

稳健性第一次出现在1953年Box的文章中,该文章检验了均值和方差的假设,指出方差对偏离正态性的检验是不稳健的,均值的检验是稳健的。,在20世纪70年代初开始在控制理论的研究中流行起来,用以表征控制系统对特性或参数扰动的不敏感性。常用于经济管理、金融决策等,最多出现的学科是统计学。

稳定性最早在1993年的《数学名词》上给出定义,指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。通常稳定性是指测量仪器的计量特性随时间不变化的能力。若稳定性不是对时间而言,而是对其他量而言,则应该明确说明。使用场景并不广泛,更多用于测量仪器等具体场景。

具体区别

主要集中在鲁棒性与其他的区别上,本文以下将鲁棒性与稳健性视为同一单词的音译和意译。

鲁棒性与稳定性的差别: 鲁棒性指一个具体的控制器,如果对一个模型族中的每个对象都能保证反馈系统内稳定,那么就称其为鲁棒稳定的。稳定性指的是系统在某个稳定状态下受到较小的扰动后仍能回到原状态或另一个稳定状态。与稳定性不同,鲁棒性关注的系统特征难以参数化,其干扰可能在系统架构或通过历史或设计内置于系统中的假设上引起重大变化,或者其系统行为通过与强大的组织架构相耦合的适应性动态产生。这也意味着,在讨论鲁棒性时,关注的是干扰发生的系统层面,例如结构或功能层面,而在稳定性的背景中,这不重要,因为结构对稳定性没有特定的意义。

灵敏度与鲁棒性的关系:学术讨论中经常探讨两者关系,并且有时将不敏感性视为鲁棒性的代名词。然而,在追求方案的最优化过程中,基于特定假设,这增加了系统对这些基本假设的敏感性。如果这些前提假设因环境变化而失效或错误,系统就可能变得高度敏感和脆弱。尽管敏感性的分析能够揭示系统对输入不确定性的反应性,但这并不等同于鲁棒性。因为与鲁棒性不同,敏感性分析不考虑系统的内部结构和适应能力,并且不提供控制敏感性的方法。鲁棒性涉及更广泛的维度,包括系统在结构、组织、属性、功能或身份方面的保持能力,这些是评估鲁棒性时的重要特征。

启示

对于计算机领域翻译理解文献,更广泛使用鲁棒性。例如在去噪等任务下遇到robustness翻译为鲁棒性会使人更易接受。稳定性属于控制场景常用的概念,更侧重外界对系统不造成影响。

参考资料:
主要来源百度百科:鲁棒性稳健性稳定性。其次也参考了部分中文维基百科的介绍。

标签:系统,robustness,稳定性,稳健性,敏感性,鲁棒性
From: https://blog.csdn.net/qq_41982015/article/details/142716653

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