小样本数据仿真模型验证方法及面向服务工具研究

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1、工学硕士学位论文小样本数据仿真模型验证方法及面向服务工具研究RESEARCHONMODELVALIDATIONMETHODFORSMALLSAMPLEANDSERVICE-ORIENTEDTOOLS宋婷哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP391.9学校代码：10213国际图书分类号：681.3密级：公开工学硕士学位论文小样本数据仿真模型验证方法及面向服务工具研究硕士研究生：宋婷导师：马萍教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：控制与仿真中心答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP391.9U.D

2、.C:681.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONMODELVALIDATIONMETHODFORSMALLSAMPLEANDSERVICE-ORIENTEDTOOLSCandidate：SongTingSupervisor：Prof.MaPingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：ControlandSimulationCenterDateo

3、fDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要仿真模型验证是确保仿真系统可以代替真实系统使用的重要手段，是仿真领域研究的重点问题之一。在实际工程应用中，受到试验条件、周期、费用等因素的限制，能够获得的真实系统输出的数据样本量较小，这给复杂仿真系统模型验证带来了困难，因此研究小样本数据模型验证问题具有现实意义。此外，随着模型验证理论的发展，模型验证涌现新的需求，此时需要开发一种支持可重用、可扩展的服务化模型验证平台，用户可以利用平台

4、获取模型验证服务，同时可以将开发的算法发布到平台中，从而实现服务的共享。首先，提出一种基于统计分析的小样本数据模型验证框架。若样本服从非正态分布，采用非参数检验方法进行验证；若样本服从正态分布，根据参考样本容量选取合适的参数检验法。针对参考数据为特小样本情况，提出一种基于Bootstrap与Bayes参数估计的验证方法，采用Bootstrap法对参考样本扩容并得到再生样本，利用再生样本获取Bayes先验分布超参数，进而使用Bayes法估计参考样统计特性，在此基础上采用单样本参数检验法进行验证。此外，针对传统Bootstrap法存在的再生样本范围受限、易偏离真实分布等

5、问题，提出一种改进的Bootstrap法。通过数值计算实例验证提出方法的有效性。其次，研究基于SOA模型验证的服务资源描述与服务组合两种关键技术。为提高服务资源的检索效率，减小资源存储冗余，提出一种基于元数据与XML的服务资源描述方法对资源的基本属性和功能属性进行描述。此外，为减小各功能模块间的耦合，实现算法重用，提供友好的用户操作界面，设计一种基于组件的图形化服务组合方案，并基于验证服务质量模型QoSS实现对组合服务的选择。结合具体实例验证服务资源描述方法和服务组合方案的可行性。最后，设计并开发面向服务的仿真模型验证工具。在对工具进行需求分析的基础上，设计工具的体

6、系结构、功能结构、数据库；此外，对用户管理、服务管理、项目管理以及模型验证功能模块进行详细设计；采用Qtcreator环境开发实现面向服务的模型验证工具功能，并将该工具应用到仿真模型验证中，测试工具的有效性与实用性。关键词：模型验证；小样本；改进Bootstrap；Bayes参数估计；面向服务工具-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSimulationmodelvalidation,oneofthekeyissuesinsimulationfiled,isanimportantmeanstoensurethatsimulationsystemscan

7、beusedtoreplacetherealsystems.Inactualengineeringapplications,wecanobtainasmallsampleofreal-systemoutputwiththelimitedoffactorssuchastestconditions,cycles,andexpenses,whichhasbroughtdifficultiestothevalidationofcomplexsimulationsystem.Therefore,ithaspracticalsignificancetostudythemod