人工智能基础09--智能控制ppt课件

1、1/19目录o 第一章绪论第一章绪论o 第二章知识表示第二章知识表示 o 第三章搜索技术第三章搜索技术o 第四章推理技术第四章推理技术o 第五章机器学习第五章机器学习 o 第六章专家系统第六章专家系统 o 第七章自动规划系统第七章自动规划系统o 第八章第八章 自然言语了解自然言语了解o 第九章第九章 智能控制智能控制o 第十章第十章 人工智能程序设计人工智能程序设计2/199.1 智能控制概述传统控制面临的难题：传统控制面临的难题： 1实践系统存在复杂性、非线性、时变性、不确实践系统存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等，普通无法获得准确的数学模型。定性和不完全性等，普通无法获得准确

2、的数学模型。 2为研讨这类系统提出并遵照的一些假设在运用为研讨这类系统提出并遵照的一些假设在运用中与实践不符。中与实践不符。 3对于某种复杂的和包含不确定性的对象，无法对于某种复杂的和包含不确定性的对象，无法以传统数学模型来表示。以传统数学模型来表示。 4为了提高性能，传统控制系统能够变得很复杂为了提高性能，传统控制系统能够变得很复杂，从而添加了设备的初始投资和维修费用，降低系统的，从而添加了设备的初始投资和维修费用，降低系统的可靠性。可靠性。3/199.1 智能控制概述9.1.1 智能控制的产生和开展智能控制的产生和开展 4/199.1 智能控制概述9.1.1 智能控制的产生和开展智能控制的

3、产生和开展 1965年年 著名的美藉华裔科学家傅京孙著名的美藉华裔科学家傅京孙(King Sun Fu)首先提出把人工智能的启发式推理规那么首先提出把人工智能的启发式推理规那么用于学习控制系统，并于用于学习控制系统，并于1971年论述了人工智能年论述了人工智能与自动控制的交接关系。与自动控制的交接关系。 1965年，年，Zadeh建立模糊集，为模糊控制打建立模糊集，为模糊控制打下根底。下根底。 1967年，年，Leondes等人正式运用等人正式运用“智能控制智能控制一词一词 Saridis 对智能控制系统分类做出奉献。对智能控制系统分类做出奉献。 Albus 开发分层控制实际。开发分层控制实际

4、。 Astrom 专家控制专家控制 1985年年8月，月，IEEE在美国纽约召开了第一届在美国纽约召开了第一届智能控制学术讨论会。智能控制学术讨论会。1987年年1月，在美国费城由月，在美国费城由IEEE控制系统学会与计算机学会结合召开了智能控制系统学会与计算机学会结合召开了智能控制国际会议，这是有关智能控制的第一次国际控制国际会议，这是有关智能控制的第一次国际会议会议 。5/199.1 智能控制概述9.1.2 智能控制的定义智能控制的定义定义定义9.1 自动控制自动控制自动控制是能按规定程序对机器或安装进展自动控制是能按规定程序对机器或安装进展自动操作或控制的过程。简单地说，不需求人工自动操

5、作或控制的过程。简单地说，不需求人工干涉的控制就是自动控制。干涉的控制就是自动控制。定义定义9.2 智能控制智能控制智能控制是驱动智能机器自主地实现其目的智能控制是驱动智能机器自主地实现其目的的过程的过程定义定义9.3 智能控制系统智能控制系统用于驱动自主智能机器以实现其目的而无需用于驱动自主智能机器以实现其目的而无需操作人员干涉的系统叫智能控制系统。操作人员干涉的系统叫智能控制系统。6/199.2 智能控制的研讨领域 1. 智能机器人规划与控制智能机器人规划与控制 2. 消费过程的智能监控消费过程的智能监控 3. 智能缺点检测与诊断智能缺点检测与诊断 4. 自动加工系统的智能控制自动加工系统

6、的智能控制 5. 飞行器的智能控制飞行器的智能控制 6. 医疗过程智能控制医疗过程智能控制 7. 智能仪器智能控制智能仪器智能控制7/199.3 智能控制的学科构造实际 IC智能控制智能控制Intelligent Control) AI人工智能人工智能Artificial Intelligent AC自动控制自动控制Automatic Control CT控制论控制论Control Theory, or Cybernetics OR运筹学运筹学Operation Research IT信息论信息论Information Theory, or Informatics 跨学科多元构造跨学科多元构造

7、 8/199.3 智能控制的学科构造实际 9.3.1 二元构造实际二元构造实际 傅京孙指出智能控制系统描画自动控制系统与人工傅京孙指出智能控制系统描画自动控制系统与人工智能交接的作用，即二元交集构造。智能交接的作用，即二元交集构造。 AIICAC9/199.3 智能控制的学科构造实际 9.3.2 三元构造实际三元构造实际 萨里迪斯萨里迪斯(Saridis)于于1977年提出另一种智能控制构造年提出另一种智能控制构造，它把傅京孙的智能控制扩展为三元构造，即把智能控，它把傅京孙的智能控制扩展为三元构造，即把智能控制看作为人工智能、自动控制和运筹学的交接。制看作为人工智能、自动控制和运筹学的交接。

8、AIICACOR10/199.3 智能控制的学科构造实际 9.3.3 四元构造实际四元构造实际 在研讨了前述各种智能控制的构造实际和各相关学在研讨了前述各种智能控制的构造实际和各相关学科的关系之后，蔡自兴提出四元智能控制构造，把信息科的关系之后，蔡自兴提出四元智能控制构造，把信息论作为智能控制构造的一个子集。论作为智能控制构造的一个子集。 AIICACORIT11/199.4 智能控制的特点与系统普通构造9.4.1 智能控制的特点智能控制的特点 1同时具有以知识表示的非数学广义模型同时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程。智能控制系和以数学模型表示的混合控制过程。智能控

9、制系统的设计重点不在常规控制器上，而在智能机模统的设计重点不在常规控制器上，而在智能机模型上。型上。2智能控制的中心在高层控制，即组织级智能控制的中心在高层控制，即组织级，具有一定的智能。，具有一定的智能。3智能控制是一门边缘交叉学科。智能控制是一门边缘交叉学科。4智能控制是一个新兴的研讨领域。无论智能控制是一个新兴的研讨领域。无论在实际上或实际上它都还很不成熟、很不完善，在实际上或实际上它都还很不成熟、很不完善，需求进一步探求与开发。需求进一步探求与开发。 12/199.4 智能控制的特点与系统普通构造9.4.2 智能控制系统的普通构造智能控制系统的普通构造 1具有以微积分具有以微积分(DI

10、C)表示和以技术运用表示和以技术运用言语言语(LTA)表示的混合系统方法。表示的混合系统方法。 2采用不准确的和不完全的安装分层采用不准确的和不完全的安装分层(级级)模型模型 。3含有由多传感器递送的分级和不完全含有由多传感器递送的分级和不完全的外系统知识，并在学习过程中不断加以辨识、的外系统知识，并在学习过程中不断加以辨识、整理和更新整理和更新 。4把义务协商作为控制系统以及控制过把义务协商作为控制系统以及控制过程的一部分来思索程的一部分来思索 。 13/199.4 智能控制的特点与系统普通构造用户用户接口接口义务描画义务描画与环境建模与环境建模知识表示知识表示信号优化信号优化信号预处置信号

11、预处置信号识别信号识别传感器传感器过程与环境过程与环境规划与推理规划与推理决策与协调决策与协调传统控制传统控制驱动器驱动器123事件事件动作动作1智能控制系统智能控制系统2多层控制器多层控制器3多传感系统多传感系统14/199.5 智能控制系统9.5.1 递阶智能控制系统递阶智能控制系统 由由Saridis提出的分级递阶智能控制方法作为提出的分级递阶智能控制方法作为一种认知和控制系统的一致方法论，其控制智能一种认知和控制系统的一致方法论，其控制智能是根据分级管理系统中非常重要的是根据分级管理系统中非常重要的“精度随智能精度随智能提高而降低提高而降低的原理而分级分配的。这种分级递的原理而分级分配

12、的。这种分级递阶智能控制系统是由组织级、协调级和执行级三阶智能控制系统是由组织级、协调级和执行级三级组成的。级组成的。 15/199.5 智能控制系统9.5.2 专家控制系统专家控制系统 专家控制的主要方式有二，即专家控制系统专家控制的主要方式有二，即专家控制系统和专家式控制器。前者系统构造复杂，研制代价和专家式控制器。前者系统构造复杂，研制代价高，目前运用较少。后者构造简单，研制代价明高，目前运用较少。后者构造简单，研制代价明显低于前者，性能又能满足工业过程控制的普通显低于前者，性能又能满足工业过程控制的普通要求，因此获得日益广泛的运用。要求，因此获得日益广泛的运用。 16/199.5 智能

13、控制系统9.5.3 模糊控制系统模糊控制系统 模糊控制是一类运用模糊集合实际的控制方模糊控制是一类运用模糊集合实际的控制方法。一方面，模糊控制提供一种实现基于知识法。一方面，模糊控制提供一种实现基于知识规那么的甚至言语描画的控制规律的新机理。规那么的甚至言语描画的控制规律的新机理。另一方面，模糊控制为非线性控制器提出一个比另一方面，模糊控制为非线性控制器提出一个比较容易的设计方法。较容易的设计方法。 17/199.5 智能控制系统9.5.4 学习控制系统学习控制系统 学习控制系统是一个能在其运转过程中逐渐学习控制系统是一个能在其运转过程中逐渐获得受控过程及环境的非预知信息，积累控制阅获得受控过

14、程及环境的非预知信息，积累控制阅历，并在一定的评价规范下进展估值、分类、决历，并在一定的评价规范下进展估值、分类、决策和不断改善系统质量的自动控制系统。策和不断改善系统质量的自动控制系统。 18/199.5 智能控制系统9.5.5 神经控制系统神经控制系统 基于人工神经网络的控制基于人工神经网络的控制(ANNbased control)，简称神经控制，简称神经控制(neurolcontrol)，是智能，是智能控制的一个崭新研讨方向，能够成为智能控制的控制的一个崭新研讨方向，能够成为智能控制的“后起之秀后起之秀。 19/199.6 其他控制系统o 进化控制：建立在进化计算尤其是遗传算法和进化控制：建立在进化计