智能控制导论5

课程名称：智能控制导论思考题1、常用的智能控制方法有哪些？专家控制、模糊控制、神经网络控制，仿人智能控制。2、什么是专家控制？各部分作用如何？通过建立知识库、推理机、控制器实现对象的控制。①知识库存贮专家经验，知识，规则等。②推理机制根据知识库的经验、规则进行知识之间的逻辑推理推出控制策略。③控制机制实施控制策略，对对象进行控制。3、什么是神经网络控制？借用人的思维过程，取其神经元作为基本单元，让其对系统输入信息进行分析、判断、计算，最后用于对对象的控制，既是通常所说的神经网络控制。●神经元网络的简化模型X:输入Y:输出W:权值Ө:阈值，给输出造成影响的最小值，如果综合起来还不超过该值，就可以考虑不影响输出，与门槛电平类似。神经网络是模仿大脑的神经元，当外界刺激达到一定的阀值时，神经元才会受刺激，影响下一个神经元4、一般智能控制系统有哪些环节组成？广义对象、传感器、信息处理、认知、规则与控制、执行器。5、智能控制的特点及如何判断一个控制系统有无智能性？智能控制特点：它是一个线性加非线性的混合控制过程具有分层信息处理和决策机构具有非线性和变结构特点多学科交叉判断是否智能控制系统学习功能包括对已知知识的记忆，对未知知识的学习适应功能对象、环境的适应组织功能对各种任务、各种信息、各种动作能自行组织，协调。第二章、模糊控制一、模糊的概念（Fuzzy）模糊英文Fuzzy，就是“不清晰”，“不分明”，“含糊”，是对客观事物的不确定性进行描述的一个词。日常生活中许多事情表现出来的就是一个模糊的概念。如形容人的年龄有“年老”、“年轻”，天气有“温度高”、“温度低”，汽车速度有“快”、“慢”，而且有许多语气词也是一种模糊的概念。如“很”，“非常”，“极”，“略”，“大概”，“倾向于”等，形容一个人老，可以说成“略老”，“较老”，“相当老”，“很老”，“极老”，这些也是模糊概念，不同的是它把“老”这个模糊概念又分成了档次，用的语气词不同，老的程度不同，这些词叫语气算子。天气冷热雨的大小风的强弱人的胖瘦年龄大小个子高低二、模糊数学经典数学，它研究的是事物的确定性。即不论做何运算总有一个明确的结果，用平常老百姓的话讲就是干事情清清楚楚，利利落落，一就一，二就二，从不含糊。以经典集合为例，说一个元素，属于该集合则特征函数为1；否则特征函数为0。而美国科学家L.A.Zaden恰恰就是利用了这点，为模糊数学的创立奠定了基础，1965年，发表《模糊集合论》。他在模糊集合论中提出，将经典集合中特征函数的取值由二值逻辑扩大到闭区间[0,1]，并定义一个隶属度函数的概念，用μa(x)表示。μa(x)的大小表示x∈A的程度，μa(x)的取值在0-1之间。这样，许多模糊的概念就可以用数学的形式表示出来。三、模糊控制L.A.Zaden教授创立了模糊数学，而且还将模糊数学与控制论结合，创立了模糊自动控制（1973年，给出了模糊逻辑控制器的定义与定理）。1、模糊控制概念所谓模糊控制，是智能控制的一种，是以模糊数学为基础，以计算机为工具，以模糊语言变量为输入，在总结经验、规则的基础上，运用模糊推理与合成，对对象实施的一种数字控制。2、模糊控制器的结构3、模糊控制的特点模糊控制是以人们的操作经验为基础的，它将经验形成规则，通过模糊推理对对象实施控制，而不需知道对象的数学模型。其突出特点是：①对被控对象模型的不敏感性；(加热炉调火工）②通过对规则的学习、修改易于形成智能控制；③构造容易，算法易实现；④鲁棒性好。正是由于模糊控制有这样的优点，所以，被广泛应用于各个领域。

四、模糊控制技术的发展与应用现状1960年柏克莱加州大学电子工程系扎德L.A.Zadeh教授，提出“模糊”的概念。1965年发表关于模糊集合理论的论文。1966年马里诺斯（P.N.Marinos）发表关于模糊逻辑的研究报告。以后，扎德（L.A.Zadeh）又提出关于模糊语言变量的概念。1974年扎德（L.A.Zadeh）进行有关模糊逻辑推理的研究。七十年代欧洲进行模糊逻辑在工业控制方面的应用研究：实现了第一个试验性的蒸汽机控制；热交换器模糊逻辑控制试验；转炉炼钢模糊逻辑控制试验；温度模糊逻辑控制；十字路口交通控制；污、废水处理等。八十年代日本情况：列车的运行和停车模糊逻辑控制，节能11－14%；汽车速度模糊逻辑控制（加速平滑、上下坡稳定）；港口集装箱起重机的小车行走和卷扬机的运行控制；家电模糊逻辑控制（电饭煲、洗衣机、微波炉、空调、电冰箱等）。中国：在模糊理论和应用方面的研究起步较慢，但发展较快。1976年起步；1979年模糊控制器的研究；1980年模糊控制器的算法研究；1981年模糊语言和模糊文法的研究；1982年磨床研磨表面光洁度模糊控制；1984年提出语义推理的自学习方法；1986年单片微机比例因子模糊逻辑控制器；1987年我国第一台模糊逻辑推理机；1990年起：工业控制模糊逻辑控制器：玻璃窑炉、水泥回转窑、PVC树脂聚合过程、功率因数补偿等。自然科学基金重大项目：

“模糊信息处理与机器智能”

“模糊逻辑控制计算机系统”等。目前需解决的问题模糊逻辑控制技术在工业控制、家电领域有很好发展，但仍有以下问题：模糊控制器的构造：传统是单片机（或微机）算法用软件，可否开发模糊芯片或模糊微机；模糊信息与精确信息的物理转换（硬件转换）等；模糊控制器对环境、对象的适应技术；模糊控制系统的仿真软件开发；模糊控制系统的稳定性判据；模糊控制系统的分析；模糊控制系统的学习与设计方法。模糊控制发展方向自组织、自学习、自适应，朝智能化方向发展。五、模糊控制实例1、模糊控制洗衣机传统洗衣机：开环控制指令：10分钟水流:强甩干:5分钟模糊控制洗衣机把家庭主妇的智能、经验转化为自己的控制策略衣服很脏，洗衣时间长；衣服不太脏，洗衣时间稍短；棉质衣服，水流稍弱；化纤类衣服，水流稍强；

……What?---例子(续)衣服非常脏，洗衣时间较长衣服脏，洗衣时间适中衣服不太脏，洗衣时间稍短……执行器传感器？模糊数学？01不太脏脏很脏01短中长洗衣