智能控制绪论

2023/1/151《智能控制理论与技术》

绪论2023/1/152智能控制智能系统：具备一定智能行为的系统。具体说，若对于一个问题的激励输入，能够产生合适的求解问题的响应，即为智能系统智能控制系统是实现某种控制任务的智能系统2023/1/153智能控制的应用范围1.不确定的模型

两种情况： 1）模型未知或知之甚少 2）模型的结构和参数可能在很大范围

内变化2.高度的非线性

非线性控制理论还不成熟，而且方法比较

复杂2023/1/154智能控制的应用范围3.复杂的任务要求

传统的控制系统中，控制的任务通常：1）要求输出量为定值（调节系统）2）要求输出量跟随期望的运动（跟踪系统）

智能控制系统结构，任务要求更复杂，如：1）智能机器人系统中，要求系统具有自行规划和决策的能力；2）工业控制系统中，要求实现整个系统的自动启停、故障自动诊断以及紧急情况的自动处理等智能控制系统的基本结构2023/1/1551）广义对象——包括通常意义下的控制对象和所处的外部环境，如：机器人手臂，被操作物体及其所处环境。智能控制系统的基本结构2023/1/1562）传感器——包括关节位置传感器、力传感器、触觉传感器、滑觉传感器、视觉传感器。智能控制系统的基本结构2023/1/1573）感知信息处理——将传感器得到的原始信息加以处理，如视觉信息便要经过很复杂的处理才能获得有用信息。智能控制系统的基本结构2023/1/1584）认知部分——主要接收和储存知识、经验和数据，并对它们进行分析、推理，作出下一步行动的决策，送至规划和控制部分。智能控制系统的基本结构2023/1/1595）通信接口——除建立人机联系外，也建立系统中各模块之间的联系。智能控制系统的基本结构2023/1/15106）规划和控制——整个系统的核心，根据给定的任务要求、反馈的信息及经验知识，进行自动搜索、推理决策、动作规划，最终产生具体的控制作用，经执行部件用于控制对象。2023/1/1511学习内容四大块人工智能——专家系统（ExpertSystem）神经网络（NeuralNetwork）模糊逻辑（FuzzyLogic）遗传算法（GeneticAlgorithm）2023/1/1512课程安排考核方法课程项目2个： 占40％论文阅读及汇报： 占15％期末考试（开卷）： 占40％教材孙增圻，邓志东，张再兴，《智能控制理论与技术》,清华大学出版社,2011.参考书许力，《智能控制与智能系统》。机械工业出版社程武山，《智能控制理论与应用》,上海交通大学出版社,2006.2023/1/1513专家系统的基本概念专家系统（ExpertSystem）

——一个智能计算机程序系统，内部包括某个领域大量专家的知识和经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的经验方法来处理该领域的高水平难题。专家系统的核心

——专家的知识和经验专家系统是一种基于知识的系统 （Knowledge-basedSystem）2023/1/1514专家系统的组成知识库规则库数据库推理机解释程序调度程序知识获取推理咨询领域专家系统用户存放作为专家经验的判断性知识，通常是表达建议、推断、命令、策略的产生式规则存放用于说明问题的状态、事实、概念和各种条件及常识的数据运用以上两类知识并基于某种问题求解模型进行推理和求解问题的软件建立和更新知识库并完成对知识的测试和提炼的过程，主要通过面谈和口语记录分析等人工方式及机器学习方式来进行2023/1/1515专家系统的组成知识库规则库数据库推理机解释程序调度程序知识获取推理咨询领域专家系统用户建立和更新知识库并完成对知识的测试和提炼的过程，主要通过面谈和口语记录分析等人工方式及机器学习方式来进行专家系统与用户沟通的人机接口，用户向系统提出咨询和提问，系统提供结论和相应的推理解释2023/1/1516知识的表示知识表示（KnowledgeRepresentation）产生式规则（ProductionRule）IF[前提]THEN[结论]例如：IF[哺乳动物]&[吃肉]THEN[食肉动物]产生式规则的推理以演绎推理为基础，通过规则的前提与数据库中的事实的不断匹配和冲突解决等操作，最终形成一个推理链，得到相应的结论2023/1/1517产生式系统的推理过程（举例）动物识别系统（七种动物的识别）规则库：R1～R2规定哺乳动物的最基本条件：

R1:IF[有毛发]THEN[哺乳动物] R1:IF[能产乳]THEN[哺乳动物]R3～R4规定鸟类动物的最基本条件：

R3:IF[有羽毛]THEN[鸟类动物] R4:IF[能飞行]&[能生蛋]THEN[鸟类动物]2023/1/1518R5～R8把哺乳动物分为食肉动物和有蹄动物：

R5:IF[是哺乳动物]&[吃肉]THEN[食肉动物] R6:IF[是哺乳动物]&[有爪子]&[有利齿]&[眼睛前视]THEN[食肉动物] R7:IF[是哺乳动物]&[有蹄]THEN[有蹄动物] R8:IF[是哺乳动物]&[反刍]THEN[有蹄（偶 蹄）动物]R9～R10对食肉动物进行细分：

R9:IF[是食肉动物]&[黄褐色]&[深色斑点] THEN[猎豹] R10:IF[是食肉动物]&[黄褐色]&[黑色条纹] THEN[老虎]2023/1/1519R11～R12对有蹄动物进行细分：R11:IF[是有蹄动物]&[有长腿]&[有长颈]&[黄褐色]&[有深色斑点]THEN[长颈鹿]R12:IF[是有蹄动物]&[白色]&[黑色条纹] THEN[斑马]R13～R15对鸟类动物进行细分：R13:IF[是鸟类]&[不会飞]&[有长颈]&[有长腿]&[黑白相间]THEN[鸵鸟]R14:IF[是鸟类]&[不会飞]&[能游水]&[黑白相间THEN[企鹅]R15