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针对仿生自主学习控制问题，根据自动机的原理，以操作条件反射学习机制为基础，运用仿牛的白组织学习方法，提出一种自治操作条件反射自动机（autonomous operant conditioning automata，AOCA）模型，主要包括：操作集合、状态集合、“条件一操作”规则集合、可观测的状态转移以及操作条件反射学习律；定义了基于AOCA状态取向值的操作熵；给出TAOCA操作熵收敛性证明；分析YAOCA自组织特性；规定TAOCA的递归运行程序．同时，将其应用于斯金纳动物实验的模拟，动物分阶段学习，并且成