情感交互式决策方法及其在过程控制中应用

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：瘟型日期：2Q12生12旦2旦关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁

2、盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：彳蒌望型日期：2Q12生12旦2旦导师签名：董垒莹．z日期：2Q12生12旦2旦学位论文数据集中图分类号TPl学科分类号120．30论文编号1001020120100密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名宿种学号2008080100获学位专业名称控制理论与控制工程获学位专业代码081101课题来源自选项目研究方向情感计算与

3、智能决策论文题目情感交互式决策方法及其在过程控制中的应用关键词情感计算，交互式学习，进化算法，决策，过程控制论文答辩日期2012年11月28日木论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师李宏光教授北京化工大学过程控制与智能决策评阅人1黄德先教授清华大学过程控制与过程优化评阅人2戴亚平教授北京理工大学智能控制评阅人3盲审1评阅人4盲审2评阅人5盲审3答辩委员会主席黄德先教授清华大学过程控制与过程优化答辩委员1黄德先教授清华大学过程控制与过程优化答辩委员2罗雄麟教授中国石油大学(北京)过程控制与自动化答辩委员3

4、朱群雄教授北京化工大学智能控制与数据挖掘答辩委员4楚纪正教授北京化工大学智能优化与决策答辩委员5黄克谨教授北京化工大学化工自动化控制优化)王：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要情感交互式决策方法及其在过程控制中的应用许多与工业过程控制相关的决策过程都是在人机交互机制下进行的，如控制性能评价与多变量协调控制与操作等。针对目前交互式进化计算方法在

5、解决交互决策过程中普遍存在的局部搜索能力差、过多依赖人的主观偏好以及人难以综合评价多目标或属性等问题，论文提出了人机交互机制下的情感学习和进化的决策方案。构造了一类基于刺激响应机制的人工情感计算模型，给出了人工情感变化与人的决策偏好隶属度函数之间的映射关系；建立了决策偏好的人工情感学习算法，分析了算法的复杂度，并且证明了算法的收敛性；进一步，将情感交互式决策描述为多目标／多属性模糊数学规划问题，基于进化算法不断进化人对决策问题的情感偏好。论文还探讨了所提方法的着色Petri网Agent实现技术，借助Petri网的分析方法，奠定了情感交互式进

6、化决策实现技术的理论基础。论文的主要内容如下：1、在隐马尔可夫链模型(HMM)以及OCC情感计算模型的基础上，融合人工心理领域中的心理应激理念，构造了一类基于刺激响应机制人工情感计算方法的人机情感交互学习模型(STAM)，解决了以往情感计算模型无法定量计算连续外界刺激后的情感状态变化，为论文的研究工作奠定了理论基础。2、建立了人的情感决策偏好的数学描述，给出了人工情感变化与决策偏好隶属度函数之间的定量关系，提出了一个基于遗传算法的人机情感1北京化工大学博士学位论文决策偏好的交互式学习算法；进行了算法的时间复杂度和空间复杂度分析，并对算法的收

7、敛性能进行了证明。实验结果表明，该学习算法能够帮助计算机逐步掌握决策者的情感偏好规律，在人机交互过程中逐渐减轻人的劳动强度，使得决策过程更加客观合理。3、在处理含冲突目标／属性的交互式决策问题时，决策者的知识水平以及对决策问题的理解程度往往会制约最终决策解的优劣。为此，提出了一个进化式的多目标／多属性模糊数学规划的解决方案，它能够不断进化人对目标／属性权重的决策偏好，为多目标／多属性的决策问题提供了一个新的技术方法。4、建立了人机情感交互学习的Agent—BDI模型，使用着色Petri网实现了Agent模型的调度机制。基于着色Petri网分

8、析技术，对Agent模型进行覆盖树分析和CPN-Tools仿真分析，证明了所提Agent模型的正确性，为人机情感交互式决策方法的软件实现提供了方案。5、将所提出的情感交互式决策方