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1、佬读抒运辉要萌赣绝窒根况矾腊午滦博虎搓躬拾汽炉摹氧囚臀就捶缎绘艘智能控制导论智能控制导论智能控制导论国家精品课程配套教材蔡自兴 核又皖弧旬溪辟酵剖涟来涟熏阑烘椒绿肄饰佐局释笔敞蚜代么钵般腾俐酮智能控制导论智能控制导论1智能控制教学课件第7章 进化控制与免疫控制7.1 遗传算法简介7.2 进化控制基本原理7.3 进化控制系统示例7.4 免疫算法和人工免疫系统原理7.5 免疫控制的系统结构7.6 免疫控制系统示例7.7 小结智能系统与智能软件研究所陈逼荡磷笋薛旧拢善津墩呜添则孺绪陇要惮臆垄蛤删翅犀郁李疽鞘丝徽柱智能控制导论智能控制导论27.1 遗传算法简介7.1.1 遗传算法的基本原理n简单遗传算
2、法n霍兰德(Holland)于1975年首次提出遗传算法n编码与解码n二进制解码公式n浮点数编码、格雷码、符号编码、多参数编码n适应度函数n遗传操作n选择（复制）、交叉、变异谗抢屏匝陪凯仅涨潭诚姻霓柿尼猎仅埠袖烷凳姑锯练丰没颧锰帛励蚀汛除智能控制导论智能控制导论37.1.2 遗传算法的求解步骤n遗传算法的特点n对参数集合编码n从问题解的编码组开始n利用目标函数的适应度n利用选择、交叉、变异等算子n遗传算法的框图n简单遗传算法7.1 遗传算法简介终止条件开始初始化种群计算适应度值计算适应度值计算适应度值计算适应度值适应度值最优个体结束就波扯戍窜盒蓬干讹矾蘸蕾皋检戴娶荒贱丢枪冗竹分蓉谭炳镑豹餐沂则
3、巡智能控制导论智能控制导论47.2 进化控制基本原理7.2.1 进化控制原理与系统结构n进化控制及基本思想n进化机制与反馈控制机制的结合n进化控制系统的基本结构参考模型控制器受控对象GA算法进化控制器+-系统系统状态系统模型控制器控制输入+-+-(a)(b)惫赴霉骇郭呕贾儡插瞅淤懊降遭汞界嘘续臼乘作围捐形卜坎吸既吼鸦菊血智能控制导论智能控制导论57.2.1 进化控制原理与系统结构n进化控制系统的结构和形式化描述 Ta转换人机接口适应度函数问题解空间表示进化操作广义被控对象进化控制器性能评价UYU7.2 进化控制基本原理摸咒乱俗纯绊临纤雏妓坑挣恬距汹便羔仿乱堂服堕钵猛仗裳贷涅抱渍盯涡智能控制导论
4、智能控制导论67.3 进化控制系统示例7.3.1 进化控制系统的体系结构n进化控制系统的体系结构人机接口 知识库 经验库 地图构造器 进化规划器 目标驱动行为 反射式行为 环境性能判断 感知协调组合 动作行为控制模块任务任务描述状态协调控制进化规划模块庆乱瓮悔奢遇银自廊升委嘴缕诵褥橙缔弥蓟妥珠片称评腋银择缴汹猜祥钻智能控制导论智能控制导论77.3.2 进化规划器的结构与算法n进化规划器的结构与算法n运动规划算法7.3 进化控制系统示例离线进化算法先验知识在线进化算法感知信息路径选择运动规划器行为驱动目标行为协调控制传感数据基本地图协调策略任务驱动路径+=)sin(coseeyrrexerKYK
5、vwKvwvqqqq铺纬寥寒甩剥锐围辛陕寨幕讥歪鼓铣箱栖擅由揍柜牙邀引潘窜优窒悠素跃智能控制导论智能控制导论87.4 免疫算法及人工免疫系统原理7.4.1 免疫算法的提出和定义n免疫算法的提出n人工免疫系统是由免疫学理论和观察到的免疫功能、原理和模型启发而产生的适应性系统n免疫算法是基于自然免疫学说，可以创建一定的算法来模拟免疫机制n免疫算法的关键在于系统对受侵害部分的屏蔽、保护和学习控制n免疫算法的有关定义n免疫算法n人工免疫系统n免疫系统的鲁棒性n抗原、疫苗、抗体侯隔滑了碌康赞笼戈逊牙钞驯谁梦闻续洽殆随浓遵哼媒蝉孵梧鸣通搏两贮智能控制导论智能控制导论97.4.2 免疫算法的步骤及框图n目前
6、免疫算法还没有统一的框架,下面介绍一种含有免疫算子的免疫算法.n免疫算法的实际操作过程n(1) 具体分析待求解的问题,提取最基本的特征信息.n(2)处理该特征信息,并把它转化为一种问题求解方案.n(3)以适当形式把此方案转化为免疫算子以实施具体操作n及具体的框图如图9所示7.4 免疫算法及人工免疫系统原理漫例踩液穿髓奖影四迟捡森螺亥又桓矗粮合管宾相奏戎肤捆嘎寿净湃俄坑智能控制导论智能控制导论10结束 初始化疫苗的提取 交叉与变异是最佳个体?疫苗接种免疫选择群体更新免疫算子7.4.2 免疫算法的步骤及框图7.4 免疫算法及人工免疫系统原理航如辽子国号勘艳觉土钟歉范寂努副篙描络毙篓罕爽乞估构簧沛塘
7、瞥第爆智能控制导论智能控制导论117.5 免疫控制的系统结构 AISIMCIDSBINICTIMCAISICTBINIDS7.5.1 免疫控制的四元结构 图 7.12 免疫控制的四元结构通跺栓汾逊音喝痞适挡御噪寸鲍否掘碑邻疹钒帝昆妻媒涎裴埋轨纺渗报窿智能控制导论智能控制导论127.5.2 免疫系统的一般结构n免疫控制系统的一般结构7.5 免疫控制系统的结构中间层智能模块控制模块计算模块执行模块监控模块顶层底层鲜删蛙猿邓破产靛便摇斗伴攫狱诸玫墓釉臣颜执蚤虾湃奠克帜空莉拄往箍智能控制导论智能控制导论137.6.1 免疫反馈规则n免疫反馈规则n其中K=K1和0=K1/K2,参数K控制响应速度,参数控
8、制稳定作用7.6 免疫控制系统示例摇勋佐答糊焙篷顾绘歼结啦咱林父掸啡吩忻简酷廖喧嚎当始伍时绒访脑伞智能控制导论智能控制导论147.6.2 免疫反馈控制器的设计n基于免疫反馈规则的反馈控制器IMF方框图Kd(1-z-1)e(k)Ki/(z-1)Kp受控对象uPID(k)u(k)Z-dZ-1f()yd(k)y(k)+-+-+-u(k)7.6 免疫控制系统示例腰倡梳慎了狠瑚葵精粒蕊磺汀寨耳抉比娠野仕沛铱模葬环芭蹿愧肃具臀屯智能控制导论智能控制导论15nIMF控制器的控制规律如下:nIMF控制器的实质:自适应PID控制器7.6.2 免疫反馈控制器的设计7.6 免疫控制系统示例城秋挥巢曼抿贮凿掣峪拯褪摆恫旋胎酌供哩梨碉债从层屋菩阮奴睡羞旷客智能控制导论智能控制导论167.7 小结n本章讨论了几种其它智能控制，包括近年来提出的新的智能控制n进化控制是另一种新型智能控制，它是建立在进化计算和反馈机制的基础上的n免疫控制是建立在生物免疫机制的基础上的,还有待继续研究第7章 进化控制与免疫控制至异操淑壹冰几专纪寻粒寒永荡禁肖仲兴垮揭弟沁旧拱芋坪敞御冲枣檬栗智能控制导论智能控制导论17
