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1、课程名称：智能控制导论,思考题,1、什么是智能控制（IC, Intelligent Control） 所谓智能控制就是应用人工智能的理论与技术和运筹学的优化方法，并将其与控制理论的方法、技术相结合，在未知环境下，仿效人的智能，实现对系统的控制。 2、什么是智能控制的三元结构？ IC=AIORAC 所以右图所示结构也叫智能控制三元结构。 3、智能控制重点解决的问题是什么？ 1）重点解决对象数学模型的不确定性 2）高度的非线性 3）满足复杂系统控制的需要,4、 智能控制与传统控制的关系是什么？, 涉及的范围：智能控制的范围包括了传统控制的范围。 有微分/差分方程描述的系统；有混合系统（离散和连续系
2、统混合、符号和数值系统混合、数字和模拟系统混合）；,控制的目标：智能的目标寻求在巨大的不确定环境中， 获得整体的优化。因此，智能控制要考虑： 故障诊断 系统重构 自组织、自学习能力 多重目标,系统的结构：控制对象和控制系统的结合。,企业自动化系统结构,1.3 智能控制系统分类,一、专家控制 1三部分组成 知识库 存贮专家经验，知识，规则等。 推理机制 根据知识库的经验、规则进行知识之间的逻辑推理推出控制策略。 控制机制 实施控制策略，对对象进行控制。 2不足：知识的获取，更新，优化，即自学习功能不够，不能较好地满足控制的实时性，灵活性。 3. 发展方向：混合控制技术，神经专家控制，专家模糊控制
3、。,二、模糊控制,三、神经网络控制 是目前叫得比较响，搞得比较热的一个研究方向。目前其理论体系尚不完全成熟。所谓神经元控制就是模拟人脑神经中枢系统智能活动的一种控制方式。具体讲就是将控制部分看作是一个由多层神经元组成的一个网络，通过对各种神经元权值的离线训练和在线调整，针对不同输入达到最佳输出。 它不仅能充当控制器，而且还可对对象的模型进行辨识，对过程参数进行优化，还可组成混合控制系统。 神经网络控制还处在研究阶段，虽不成熟但却很有应用前景的一种理论。,基本工作原理,大脑的思维是靠人的神经细胞，每一个神经细胞可以看作一个神经元，每一个神经元对外界的刺激均有一定的反应（输出），神经元与神经元之间
4、是靠神经网络连在一起，所以人的大脑是一个复杂的神经网络系统，对输入系统信息进行综合，通过神经元的判断、分析，最后获得网络输出的过程，既是人的思维过程。 借用人的思维过程，取其神经元作为基本单元，让其对系统输入信息进行分析、判断、计算，最后用于对对象的控制，既是通常所说的神经网络控制。,神经元网络的简化模型,X:输入 Y:输出 W:权值 : 阈值，给输出造成影响的最小值，如果综合起来还不超过该值，就可以考虑不影响输出，与门槛电平类似。,神经网络是模仿大脑的神经元，当外界刺激达到一定的阀值时，神经元才会受刺激，影响下一个神经元,X为刺激信号，W为对刺激的反应，综合刺激的程度是否输出，由决定。如对人
5、、对事，哲学上量和质。对睡觉人的刺激。,ai1,ai2,a in,bi1,bi2,bim,wi,y1,y2,y n,u1,uk,um,1,vi,x i,y i,神经元网络的一般模型框架,1）加法器 2）线性动态系统（SISO） 3）静态非线性系统,式中 aij 和bik 为权系数，i,j =1,2,n, k= 1,2,m. n 个加法器可以写成向量形式：, N维列向量, N维列向量（单元输出）,NN维矩阵,NM维矩阵, M维列向量（外部输入）, M维常向量,普通PID控制效果,智能PID控制效果,负载变化，偏差变化，Kp要根据负载的变化而变化才有好的控制效果，就要综合前N个节拍的偏差，通过权值
6、的调整，得到最适合的Kp。,四、学习控制,模拟人类各种优良的调节机制，对被控对象进行控制，它有两种，一种为迭代学习控制，一种为自学习控制。 1.4 智能控制系统结构及特点 一、智能控制系统结构 广义对象：机器人、炉窑、一条生产线 。 传感器：温度、压力、流量、速度、加速度等。,执行器：电机、阀门 信息处理：A/D转换、滤波处理、标度变换 。该信息即可传至上以及计算机，作为参数记录，报表，也可通过上位机直接修改。,认知：模拟人的思维。存贮知识、经验、规则、模型，通过分析、推理，作出决策。同时还可将数据传至上位机，并可通过上位机直接修改规则和推理。 通信接口：完成与上位机的通讯，各模块之间的信息通
7、讯。 规则和控制：该部分是系统的核心，它根据给定的任务要求，信息反馈及经验知识，对认知决策作优化处理，并实施控制作用。,二、智能控制系统特点,1、它是一个线性加非线性的混合控制过程 2、具有分层信息处理和决策机构 3、具有非线性和变结构特点 4、多学科交叉 三、判断是否智能控制系统 1、学习功能 包括对已知知识的记忆，对未知知识 的学习 2、适应功能 对象，环境的适应 3、组织功能 对各种任务，各种信息，各种动作能自 行组织，协调。,机器人搬东西壁障,思考题,1、智能控制重点解决的问题是什么？ 2、常用的智能控制理论有哪些？ 3、智能控制系统有哪几部分组成？各部分作用是什么？ 4、智能控制的特点是什么？ 5、在什么场合下选用智能控制策略？,Click to edit company slogan .,Thank You !,
