發(fā)布時間：2017-12-15 03:06

  本文關(guān)鍵詞：酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：膜計算作為自然計算領(lǐng)域一個熱門研究方向,受到廣泛關(guān)注。其計算模型是從生命細胞的結(jié)構(gòu)與功能,組織與器官的協(xié)作中抽象出來的。膜計算模型又被稱之為膜系統(tǒng)或P系統(tǒng),擁有分布式和極大并行性等特點。數(shù)值膜系統(tǒng)作為膜計算的一個研究分支,其計算模型受經(jīng)濟現(xiàn)象啟發(fā),由膜計算創(chuàng)始人Paun最先提出。不同于非數(shù)值膜系統(tǒng)中使用字符串類型變量的特點,數(shù)值膜系統(tǒng)中使用實數(shù)類型變量,進而極大地方便了工程應(yīng)用。酶數(shù)值膜系統(tǒng)作為一種特殊的數(shù)值膜系統(tǒng),繼承了數(shù)值膜系統(tǒng)的優(yōu)點,同時對數(shù)值膜系統(tǒng)進行了優(yōu)化。兩種膜系統(tǒng)的最大區(qū)別在于數(shù)值膜系統(tǒng)每層膜中只有一條不可控制的規(guī)則而酶數(shù)值膜系統(tǒng)每層膜中擁有多條可控制規(guī)則,通過增加規(guī)則數(shù)來達到增加膜層數(shù)的效果。相比于數(shù)值膜系統(tǒng),酶數(shù)值膜系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在簡化膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高運算效率等方面。在膜計算發(fā)展過程中,軟件實現(xiàn)是其中一個重要的研究方向,即使用普通計算機仿真膜計算過程。目前在模型的具體應(yīng)用和實現(xiàn)中,多是通過手工推導(dǎo)方式驗證所設(shè)計的膜系統(tǒng)。然而手工推導(dǎo)過程不但繁瑣,且容易出錯。隨著膜結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜,僅僅依靠手工推導(dǎo)驗證膜系統(tǒng)正確性幾乎是不可能的。因此,軟件實現(xiàn)膜系統(tǒng)值演化過程代替手工推導(dǎo)過程無疑將成為一種趨勢。然而現(xiàn)如今還沒有仿真酶數(shù)值膜系統(tǒng)計算過程的仿真器,因此設(shè)計一款酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器是非常有意義的。本論文的主要工作及所取得的成果概括如下：1、結(jié)合Eclipse平臺,明確酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器系統(tǒng)需求并設(shè)計總體方案；使用模塊化編程思想,確定酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器功能模塊并通過概要設(shè)計對各模塊給出設(shè)計要求。2、設(shè)計和實現(xiàn)酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器,通過對解析模塊詳細劃分,編寫Java類詳細設(shè)計子模塊方法,在界面模塊和計算模塊中反復(fù)調(diào)用子模塊中各類方法設(shè)計酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器的界面與值演化過程,并通過測試表明設(shè)計方案的可行性與有效性。3、對酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器進行實例驗證,將該仿真器應(yīng)用于機器人小車行為控制。通過構(gòu)建酶數(shù)值膜控制器中膜結(jié)構(gòu),用膜計算過程代表機器人小車左右輪速度變化過程,實現(xiàn)機器人小車行為控制,驗證了酶數(shù)值膜系統(tǒng)仿真器的正確性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP337

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本文編號：1290364