3.4.2 定性方程法 1.变量的定性值及其运算 若已知物理系统的微分方程、代数方程,首先需定义变量的定性值集合以及相应地定性运算,进而建立通常的运算转换为定性运算的方法。 定性值集合的元素是由对数轴的划分而得到的,通常最简单的办法是将(- ∞,∞)划分成(- ∞,0),0,(0,∞)三段相应的定性值规定为-,0,+。这时定性值集合就是{-,0,+}。 变量x 的定性值记为[x],定义为 [x]= ![]() 另外用 ![]() ![]() ![]() 定性值的加乘运算分别以 ![]() ![]()
表中出现的?表示不确定或无定义。 ![]() ![]() [0] ![]() ![]() [0] ![]() ![]() [+] ![]() ![]() [-] ![]() ![]() 由+,×到? 的转换规律: [e1+e2] ![]() ![]() [e1×e2] ![]() ![]() 依这些规律不难将代数方程、微分方程定性化。在得到定性方程后做出解释便是整个的定性推理过程。de Kleer 建立了一个ENVISION 定性推理系统。 2.举例 压力调节器定性分析 压力调节器是通过弹簧来控制阀门流量,以使流量为某设定值而不受流入的流量和负载变化的影响。 依物理学有 Q=CA ![]() ![]() 其中Q为通过阀门的物质流量,P是压力,A是阀门开起的面积,而C是常系数,ρ是物质的质量密度。 依运算和转换规则容易得到定性方程 [Q]=[P] ![]() ![]() ![]() 依物理上的一致性连续性原理还可建立其它定性方程。 由这些定性方程便可给出物理过程的定性解释。如可用定性方程描述该调节器的三种特殊状态: OPEN 状态 A=AMAX。这时定性方程为 [P]=0 ![]() WORKING 状态 0<A<AMAX。这时定性方程为 [P]=[Q] ![]() ![]() ![]() CLOSED 状态 A=0。这时定性方程为 [Q]=0 ![]() 还可用定性方程讨论三种状态间的转换。 |