一种自组织能量系统的构造方法与流程

文档序号:12720602阅读:333来源:国知局

本发明涉及系统建模技术领域,尤其涉及一种自组织能量系统的构造方法。



背景技术:

协同学的研究基于对微观的描述,由此导出系统的宏观行为,和当系统的宏观行为发生质变、当系统获得新的结构时,研究其内在的机理是什么的科学。协同学研究对象是自组织现象和自组织系统,自组织系统有其共同的特点:

(1)系统内子系统自我排列、自我组织是被控制参量操控的,另一方面正是通过大量子系统的协同作用,才导致控制参量的产生。

(2)结构的产生、新结构的出现往往由少数的控制参量所支配。

(3)在结构出现临界点时,涨落起到触发作用。

在远离平衡状态的系统中,子系统总是存在着自发的无规则独立运动,同时又受到其它子系统对它的共同作用,也就是协同运动。在系统出现临界点前,子系统本身无规则的独立运动起着主导作用,系统呈现无序状态,此 时子系统之间的关联和独立运动是均势。随着控制参量的不断变化,当系统靠近临界点时,子系统之间的关联便逐渐增强,同时子系统无规则的独立运动在相对变弱;当控制参量达到阈值时,子系统之间的关联变成起主导的作用,因此,系统中便出现了子系统之间的协同运动,出现了新的宏观结构或类型。协同学的核心理论为自组织理论。

自组织是系统从无序状态转变为具有一定结构的有序状态,或者系统从有序状态转变为新的有序状态。出现自组织现象需要环境提供能量流和物质流作保证,也就是说控制参量需要达到阈值时,这种转变才成为可能,这是必须的外部条件。然而,系统在相变前后的外部环境并未发生质的变化,也就是系统并未从环境中得到相变的信息,因此这是在一定的环境条件下由系统内部自身组织起来的,并通过各种形式的信息反馈来控制和强化这种组织的结果,称这种组织为自组织。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种自组织能量系统的构造方法,在特殊聚能结构SEAS的特征集中加入稳态值,构成自组织能量系统SOES的控制参量集,进一步产生SOES的参量矩阵,按参量矩阵可实现SOES系统。

为实现上述目的,本发明提供了一种自组织能量系统的构造方法,所述方法包括:

从具有预设稳态值的特殊聚能结构系统SEAS中,提取得到特征集T*,所述T*具有多个元素;

将T*的所述元素按照分类标准进行分类处理,得到分类特征集S;

判断所述S是否满足第一预设条件,如果满足,则进行将T*中加入所述预设稳态值的处理,处理后得到控制参量集TE,所述TE具有多个元素;

根据所述TE和公式确定关联矩阵L,其中,TE=(t1,t2,t3,t4,a,t5,t6,t7,t8),a为预设稳态值,E1×9为各个元素全为1的矩阵;

根据应用对象确定所需的物理量;

根据所述物理量确定第一参数c,根据公式Y=cL得到参数矩阵Y;

根据所述Y获取构造所述自组织能量系统各单元的参数,从而构造自组织能量系统。

进一步的,所述从具有预设稳态值的特殊聚能结构系统SEAS中,提取得到特征集T*具体包括:

从具有预设稳态值的特殊聚能结构系统SEAS中提取满足第二预设条件的特征值的集合,得到所述SEAS的特征集T*

进一步的,所述将T*的所述元素按照分类标准进行分类处理,得到分 类特征集S具体包括:

将T*的各个元素取所述预设稳态值作为模,得到的同余项作为一类;

将各个类得到的余数作为S的元素,得到分类特征集S。

进一步的,所述判断所述S是否满足第一预设条件,如果满足,则进行将T*中加入所述预设稳态值的处理,处理后得到控制参量集TE具体包括:

判断S=(si1,si2,si3,si4)是否满足si1+si2=si3+si4=a,其中,a为预设稳态值,如果满足,则将所述预设稳态值作为一个元素加入T*中,得到TE

本发明实施例提供的自组织能量系统的构造方法,相对于现有技术具有如下的优点及效果:

(1)本实施例提供的SOES周围有能量聚集现象,经测试成分包括各种频段的电磁信号及可能存在的其它未知成分。

(2)本实施例提供的SOES可使进入其能量场的物质产生感应场,因此SOES的能量场可穿透金属,在SOES被金属屏蔽的情况下仍有其场存在。

(3)本实施例提供的SOES控制参量集是SEAS的特征集中加入稳态值5,使SOES的能量场更加稳定。

(4)上述三点与制作SOES本身的材料、形状、尺寸无关,可适用范围广泛。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的自组织能量系统的构造方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的自组织能量系统的构造方法的流程图。如图1所示,本发明实施例的自组织能量系统的构造方法包括:

步骤101,确定具有预设稳态值的特殊聚能结构系统SEAS的特征集。

具体地,从具有预设稳态值的特殊聚能结构系统SEAS中提取满足第二预设条件的特征值的集合,得到所述SEAS的特征集T*

其中,取预设稳态值为5,则第二预设条件如下:

max Ht(T)

是系统的特征熵,p(ti)符合式(2),ti为特征值;

wi是加权系数,n(ti)是特征值ti在特征集中出现的次数。

当T=(t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8)满足第二预设条件时,得到特征集T*

步骤102,将所述特征集的元素进行分类,计算分类特征集。

具体地,将T*的各个元素取所述预设稳态值作为模,得到的同余项作为一类;将各个类得到的余数作为S的元素,得到分类特征集S。

步骤103,当所述分类特征集满足第一预设条件时,在所述特征集中加入所述预设稳态值,得到控制参量集。

具体地,判断所述S是否满足第一预设条件,如果满足,则进行将T*中加入所述预设稳态值的处理,处理后得到控制参量集TE,所述TE具有多个元素。

其中,第一预设条件是指S中的元素是否具有对称性。例如,判断S=(si1,si2,si3,si4)是否满足si1+si2=si3+si4=a,其中,a为预设稳态值,如果满足,则将所述预设稳态值作为一个元素加入T*中,得到TE

步骤104,根据所述特征集和所述控制参量集确定关联矩阵。

具体地,根据所述TE和公式确定关联矩阵L,其中,TE=(t1,t2,t3,t4,a,t5,t6,t7,t8),a为预设稳态值,E1×9为各个元素全为1的矩阵。

步骤105,根据应用对象和所述关联矩阵确定参数矩阵。

具体地,根据所述应用对象确定所需的物理量,根据物理量确定第一参 数,将所述第一参数和L相乘,得到所述参数矩阵。

其中,应用对象所需的物理量包括:面积、体积、高度、电流强度、电磁波频率或其他所需的各种物理量,选择物理量后,确定第一参数c(c是复数),根据公式Y=cL,得到所设计结构的参数矩阵式。

步骤106,根据所述参数矩阵构造自组织能量系统。

具体地,根据所述参数矩阵获取构造所述自组织能量系统所需的参数,根据应用对象和场合选择材料,根据所述参数矩阵构造自组织能量系统。

SEAS是由具有多个特征值组成的特征集T来描述的系统,其参数值具有特殊的排列次序,这种结构具有聚集能量的效应。这类系统的特征集T=(t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8)的各个元素当达到阈值时,此时系统出现整体涌现性,体现出新的宏观功能,即可以聚集能量,在其周围形成能量场,并对进入其场范围的物质产生作用,此时的系统称为特殊聚能结构系统。

系统是否有聚能效应,取决于T是否满足公式(1),由满足公式(1)的特征集T*构建的系统参数符合特殊聚能结构的特点,由这样的参数实现的结构具有聚能的功效。与64位特殊聚能结构具有同样64位参数的系统有十几亿之多,但不符合其参数排列规律的系统并无聚能效应,其聚能效应是由其T*及T*的特殊组合方式造成了系统出现新的宏观功能。因此可以将T*的各个元素ti看成是这类系统的控制参量,各个ti所代表的子系统在远离平衡状态的系统中,子系统总是存在着自发的无规则独立运动,同时又受到其它子系统对 它的共同作用,也就是协同运动。

在系统出现临界点前,子系统本身无规则的独立运动起着主导作用,系统呈现无序状态,此时子系统之间的关联和独立运动是均势。随着控制参量的不断变化,当系统靠近临界点时,子系统之间的关联便逐渐增强,同时子系统无规则的独立运动在相对变弱;当控制参量达到阈值时,子系统之间的关联变成起主导的作用,因此,系统中便出现了子系统之间的协同运动,出现了新的宏观结构或功能,这就是自组织系统的自组织现象。可将特殊聚能结构看出是具有64位参数的复杂系统的自组织现象,该结构是将系统出现自组织现象时,将其参数固定下来,用材料实现的一种结构,因此它具有特殊的场效应。

在一个具体的例子中,SEAS的特征集的各元素符合式(1),其解有无数组,其求解的过程是一个线性规划问题的求解过程。

T*0=(8 3 2 7 6 1 4 9)是符合式(1)的最小整数解之一,通过分析T*0的对称性,发现T*0的结构可分为3层。

max Ht(T)

其中:是系统的特征熵,p(ti)符合式(2):

wi是加权系数,n(ti)是特征值ti在特征集中出现的次数。

该类结构有如下规律:第一层是特征集T*具有8个特征值:t1~t8,特征集的各元素ti取模5后仍存在类似的对称性,说明其对称与平衡的特性不仅只存在于特征集向量本身,系统是具有多个层次的对称性与平衡性。特征集的8个元素分别取模5后为:

t1和t2、t3和t4、t5和t6、t7和t8是同余项。将特征集T*的元素分为4类,则定义系统的分类特征集S=(s1 s2 s3 s4),则T*0=(8 3 2 7 6 1 4 9)的分类特征集S0=(3 2 1 4),S的各元素满足式(4)。

s01+s02=s03+s04=5 (4)

第二层是分类特征集的各元素:2、3、4、1,它们是隐性参数,且具有对称性。其中式(4)中的常数值5是第三层,也是隐性参数,分别记为O+和O-,是该系统的两个稳态吸引子。ti符合式(1)中的对称性,而si符合式(4)中对称性。为了在应用中简化式(1)的求解的过程,分析式(1)可知其解T*符合线性,则式(5)也是式(1)的解。

T*'=λT* (5)

所以,不失一般性在以下对SOES的分析中,具体分析整数解。因为SEAS 的具有多层次的对称性,其特征集T*不仅符合式(1)而且其S符合式(4)。

实施例二

实施例二提供了一种自组织能量系统的构造方法,包括:

步骤一:确定具有稳态值为5的SEAS的特征集T*。因为符合式(1)的解有无数组,其求解的过程是一个线性规划问题的求解过程,取一组最小整数解作为系统的特征集T*

步骤二:计算其分类特征集S,检验S是否符合式(4)。

步骤三:确定自组织能量系统的控制参量集TE

为了增强该系统的效能,使得系统对周围物质的同化作用增强,在特征集中加入稳态值5,也就是取a=5,构成自组织能量系统(SOES)的控制参量集TE,则TE如式(6)所示:

TE=(t1 t2 t3 t4 5 t5 t6 t7 t8) (6)

步骤四:确定SOES系统的关联矩阵L。

在一个具体的例子中,可按式(7)得到SOES的关联矩阵。

其中E是全1矩阵。已有的实验证明SOES具有SEAS所有功能。

步骤五:确定SOES的参数矩阵。

参数矩阵可按式(8)计算。

根据应用对象,确定SOES的参数矩阵,参数矩阵中的各元素是自组织能量系统各单元的参数值,根据需要确定此参数是面积、体积、高度、电流强度、电磁波频率或其他所需的各种物理量,选择物理量后,确定系数c(c是复数),得到所设计结构的参数矩阵式(8):

Y=cL, (8)

步骤六:根据需要设计特殊聚能结构的所用材料、总体尺寸大小、形状以及每个结构单元的形状及尺寸大小。

以一种平面SOES系统为例,设计用扇形圆环状金属片实现该系统。按所述步骤一,选取一组整数解:T*1=(2 7 3 8 1 6 4 9),T*1符合式(1)。

按所述步骤二计算系统的分类特征集为:S1=(2 3 1 4),该分类特征集的元素符合式(4)。

按所述步骤三按式(6)得到TE=(2 7 3 8 5 1 6 4 9)。

按所述步骤四的式(7)得系统的生长矩阵为:

系统共有72个参数,分别取为金属片的面积,每个金属片的面积分别为Aij,单位为平方毫米。按所述步骤五取c=17.31,按式(8)可得系统的参数矩阵为:

系统的总体尺寸为直径为200毫米的圆。圆均分为8个扇形区域,分别对应特征向量集T*1=(2 7 3 8 1 6 4 9),从内到外分布粗细不同的9个圆环,分别对应与控制向量集TE1=(2 7 3 8 5 1 6 4 9)。结构的缝隙总面积Sf与结构总面积S比为:

β的取值范围在[0.1,0.4]为宜。

本申请构造的自组织能量系统经测试该系统周围的电磁场功率增强,对金属表面电势有明显的影响,进入其场范围内的物体可产生感应场,感应场的强弱与进入场中的物质有关,对动植物的细胞具有增加其活性的作用。

本发明基于自组织理论对特殊聚能结构的参数的对称性进行了进一步的 分析,发现了其系统特征集T*的对称性和系统分类特征集S的对称性,以及系统的稳态吸引子O+和O-。将特征集T的元素看成是该系统的控制参量,当T达到阈值T*时,则系统出现新的宏观功能,系统变成SEAS。稳态吸引子O+和O-是SEAS中的隐性特征,为了使系统更加稳定有效,在SEAS的特征集T*中加入稳态吸引子的值,形成一种新的系统特征TE,由TE和具有稳态值的SEAS的特征集T*形成系统的参数矩阵,按参数构成一种新的系统,即自组织能量系统SOES,经测试SOES具有特殊聚能结构的所有功能,其聚能效果与临床试验的效果优异。

专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意 其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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