《智能控制导论》PPT课件

1、智能控制导论国家精品课程配套教材蔡自兴 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 进化控制根本原理7.3 进化控制系统例如7.4 免疫算法和人工免疫系统原理7.5 免疫控制的系统构造7.6 免疫控制系统例如7.7 小结智能系统与智能软件研讨所7.1 遗传算法简介7.1.1 遗传算法的根本原理简单遗传算法霍兰德(Holland)于1975年初次提出遗传算法编码与解码二进制解码公式浮点数编码、格雷码、符号编码、多参数编码顺应度函数遗传操作选择复制、交叉、变异),(1)(1121jnjjnwwdwwwfliiilxABAx112127.1.2 遗传算法的求解步骤遗传算法的

2、特点对参数集合编码从问题解的编码组开场利用目的函数的顺应度利用选择、交叉、变异等算子遗传算法的框图简单遗传算法7.1 遗传算法简介终止条件开场初始化种群计算顺应度值计算顺应度值计算顺应度值计算顺应度值顺应度值最优个体终了7.2 进化控制根本原理7.2.1 进化控制原理与系统构造进化控制及根本思想进化机制与反响控制机制的结合进化控制系统的根本构造参考模型控制器受控对象GA算法进化控制器+-系统系统形状系统模型控制器控制输入+-+-(a)(b)7.2.1 进化控制原理与系统构造进化控制系统的构造和方式化描画 Ta转换人机接口顺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

3、 进化控制根本原理7.3 进化控制系统例如7.3.1 进化控制系统的体系构造进化控制系统的体系构造人机接口 知识库 阅历库 地图构造器 进化规划器 目的驱动行为 反射式行为 环境性能判断 感知协调组合 动作行为控制模块义务义务描画形状协调控制进化规划模块7.3.2 进化规划器的构造与算法进化规划器的构造与算法运动规划算法7.3 进化控制系统例如离线进化算法先验知识在线进化算法感知信息途径选择运动规划器行为驱动目的行为协调控制传感数据根本地图协调战略义务驱动途径)sin(coseeyrrexerKYKvwKvwvqqqq7.4 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免疫算法的

4、提出人工免疫系统是由免疫学实际和察看到的免疫功能、原理和模型启发而产生的顺应性系统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免疫算法的关键在于系统对受损害部分的屏蔽、维护和学习控制免疫算法的有关定义免疫算法人工免疫系统免疫系统的鲁棒性抗原、疫苗、抗体7.4.2 免疫算法的步骤及框图目前免疫算法还没有一致的框架,下面引见一种含有免疫算子的免疫算法.免疫算法的实践操作过程(1) 详细分析待求解的问题,提取最根本的特征信息.(2)处置该特征信息,并把它转化为一种问题求解方案.(3)以适当方式把此方案转化为免疫算子以实施详细操作及详细的框图如图9所示7.4 免疫算法及人工免疫系统原理

5、终了 初始化疫苗的提取 交叉与变异是最正确个体?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7.5 免疫控制的系统构造 AISIMCIDSBINICTIMCAISICTBINIDS7.5.1 免疫控制的四元构造 图 7.12 免疫控制的四元构造7.5.2 免疫系统的普通构造免疫控制系统的普通构造7.5 免疫控制系统的构造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7.6.1 免疫反响规那么免疫反响规那么其中K=K1和0=K1/K2,参数K控制呼应速度,参数控制稳定作用 1201killkillkillukKkK fukkKfukk7.6 免疫控制系统例如7.6.2 免疫反响控制器的设计n基于免疫反响规那么的反响控制器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 免疫控制系统例如IMF控制器的控制规律如下:IMF控制器的本质:自顺应PID控制器 ( )11111pPIDPIDpPIDipdu kKukf uku kK ukfu kKzKfu kKe kzz7.6.2 免疫反响控制器的设计7.6 免疫控制系统例如7.7 小结本章讨论了几种其它智