21、基于布尔控制网络的医疗反馈系统建模与应用

基于布尔控制网络的医疗反馈系统建模与应用

1. 反馈控制系统基础与布尔控制网络方法概述

反馈控制系统的基本结构核心思想是，给定一个参考值（设定点），为使选定的内部变量达到期望的值，可将系统的输出测量值反馈给控制器。控制器会利用设定点与输出测量值之间的差值，生成适当的控制动作并应用于目标系统。

布尔控制网络（BCN）方法分为三个主要步骤：
1. 功能块识别与建模 ：识别可映射到反馈控制系统结构的功能块，并使用形式化模型（如顺序机）来表示它们。
2. 模型转换 ：将获得的模型转换为BCN形式。
3. 系统属性检查 ：对系统的属性进行形式化检查。

2. 布尔控制网络基础概念

在深入探讨BCN之前，需要了解一些基本概念，包括布尔向量、矩阵、左半张量积以及布尔网络（BN）和BCN的代数表示。
- 布尔向量与矩阵 ：布尔向量和矩阵的值取自集合B = {0, 1}，并使用常见的逻辑运算（与、或、非）。δi k 表示大小为k的第i个规范向量，即k维单位矩阵Ik的第i列。Lk是所有k维规范向量的集合，Lk × n是所有k × n逻辑矩阵的集合，其n列是大小为k的规范向量。
- 左半张量积 ：矩阵（特别是向量）之间的左半张量积r定义为：给定L1 ∈ Lr1 × c1和L2 ∈ Lr2 × c2，L1 r L2 = (L1 ⨂ IT/c1)(L2 ⨂ IT/r2)，其中T = l.c.m.{c1, r2}。当c1 = r2时，L1 r L2