专家控制介绍课件

1、智能控制系统的分类n模糊控制系统n专家控制系统n神经网络控制系统n学习控制系统n递阶控制系统n仿生控制系统n集成智能控制系统n组合智能控制系统基本的控制方法基本的控制方法自动控制系统的行为描述自动控制系统的行为描述n（目的）研究自动控制系统的稳定性和（目的）研究自动控制系统的稳定性和控制的品质等重要问题控制的品质等重要问题n（方法）用微分方程、拉普拉斯变换等（方法）用微分方程、拉普拉斯变换等高等数学的工具，来描述每一个环节或高等数学的工具，来描述每一个环节或元件以及它们组成的自动控制系统。元件以及它们组成的自动控制系统。反馈控制和扰动补偿反馈控制和扰动补偿n反馈控制反馈控制由误差引起了动作，因

2、此在反馈控制由误差引起了动作，因此在反馈控制系统的调节过程中误差的发生不可避免。而误系统的调节过程中误差的发生不可避免。而误差的产生是用来力图消灭误差。有时这会导致差的产生是用来力图消灭误差。有时这会导致在调节过程中出现较大的误差甚至引起振荡。在调节过程中出现较大的误差甚至引起振荡。n扰动补偿扰动补偿是是一种消除被控制对象由于外界扰动一种消除被控制对象由于外界扰动引起误差的方法。扰动补偿的原理在于扰动进引起误差的方法。扰动补偿的原理在于扰动进入被控对象的同时也进入对象前部的控制器。入被控对象的同时也进入对象前部的控制器。复合自动控制系统复合自动控制系统放大环节执行环节被控对象控制器+给定环节反

3、馈环节扰动补偿扰动测量扰动误差输出给定输入反馈信号_+ 陕西一彩色显像管厂，实际应用计算机作为陕西一彩色显像管厂，实际应用计算机作为PID控制控制器对大型显像管玻璃炉进行炉温自动控制。控制系统中实器对大型显像管玻璃炉进行炉温自动控制。控制系统中实现对两个主要扰动的现对两个主要扰动的扰动补偿扰动补偿。一个是向炉内的投料量。一个是向炉内的投料量（玻璃原料量），它是可测量的。另一个是大气温度，实（玻璃原料量），它是可测量的。另一个是大气温度，实现对大气温度的现对大气温度的扰动补偿扰动补偿。 比例微分积分控制比例微分积分控制 n比例控制比例控制：比例项的作用是放大误差的幅值，实行反馈控制的基本要求n微

4、分控制微分控制： “微分”项能预测误差变化的趋势n积分控制积分控制：消除稳态误差1()dideuK eTedtdtT 最优控制最优控制 航天飞行器同样的飞行所消耗的燃料愈少愈好（最省燃料的航天器飞行控制系统）。或者同样的燃料，飞行的距离愈远愈好。这一类的自动控制系统中对于控制都有一定的技术指标，但与以往不同的是：通过设计控制作用要使这个技术指标达到极值（极大或极小）。 自适应控制自适应控制校正作用被控对象反馈控制器自适应控制器控制输入干扰输出被控对象反馈控制器辨识器参数控制输入干扰输出显象管玻璃炉液位自校正控制显象管玻璃炉液位自校正控制 玻璃炉在结构上可分为四个部分：熔解池、工作池、玻璃炉在结

5、构上可分为四个部分：熔解池、工作池、两个蓄热室和两台投料机。大型玻璃炉有两个蓄热室和两台投料机。大型玻璃炉有2层楼高，仅熔层楼高，仅熔解池就有解池就有75M2面积。面积。 智能控制智能控制 对于许多复杂的被控对象和它的外界对于许多复杂的被控对象和它的外界环境，难以建立有效的环境，难以建立有效的数学模型数学模型和采用常和采用常规的经典或现代控制理论去进行定量计算规的经典或现代控制理论去进行定量计算和分析、设计。和分析、设计。p模糊控制系统模糊控制系统p专家控制系统专家控制系统p神经控制系统神经控制系统p学习控制系统学习控制系统p模糊控制系统模糊控制系统 模 糊 化 接 口 推 理 机 模糊判决接

6、口 过程 数据库 规则库 知识库 模糊控制器 传 感 器 输出 设定 输入 + _ T(T(温度温度)=)=超高超高, ,很高很高, ,较高较高, ,中等中等, , 较低较低, ,很低很低, ,过低过低.专家控制系统专家控制系统RY特征识别特征识别信息处理信息处理推理机推理机（IE）控制控制规则集规则集对象和对象和执行机构执行机构知知 识识 库库（KB）SKGIU反馈环节反馈环节专家控制器专家控制器eu神经控制系统神经控制系统f ( )-1x1x2xnw11Wn ny1y3xnx1输 入层输 出层隐层反向传播x2y2yjwj1Wj n yj(t)= f(wji-j)学习控制学习控制学习系统是自

7、适应系统的发展与延伸，它能够按照运行进程学习系统是自适应系统的发展与延伸，它能够按照运行进程中的中的“经验经验”和和“教训教训”来不断增长知识，改进算法更广泛地模拟人来不断增长知识，改进算法更广泛地模拟人类的某些行为（如判断、推理等）类的某些行为（如判断、推理等）学习机推理机数据库规则库输出工业过程PID控制器误差输入+_由智能决策单元(IDU)来修正控制器参数发电机组+fG-G+2/S同步控制器速度调节器+-NfN转 换 器装置+转 换 器Nf K装置+KfNw1w3 w2w4w5. . . x1x2x3x5x4Z(t)Z f (t)u(t)uf (t)+. . .u(t)双神经元同步控制系

8、统双神经元同步控制系统 发电机复杂控制系统发电机复杂控制系统 智能控制系统实例3.1.1、专家系统概述、专家系统概述3.1.2、专家系统构成、专家系统构成正向推理反向推理二、基本原理二、基本原理 三、专家控制的关键技术及特点三、专家控制的关键技术及特点n一、专家一、专家PIDPID控制原理控制原理 2111kekekekekeke1ke2ke ke 1Mke 2Mke 0 keke 0 ke 21211dip1kekekekkekkekekkkuku 21211dipkekekekkekkekekkuku 0 keke 01 keke 0ke 0 keke 01 keke 2Mke kekkkukump11 2Mke kekkkukump21 )(kes 104