第五章專家控制系統(tǒng)

1、第五章 專家控制系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容;并結(jié)合實例簡要介紹了專家介紹了專家系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)的定義、結(jié)構(gòu)、特點和類型 規(guī)劃器的結(jié)構(gòu)和機理、實時專家控制系統(tǒng)的特點和設(shè)計方法。教學(xué)重點 專家系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)的定義、特點、類型、結(jié)構(gòu)、設(shè)計原則和技巧。教學(xué)難點 專家系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計原則和技巧。教學(xué)方法課堂教學(xué)為主。適當(dāng)提問 ,加深學(xué)生對基本原理和概念以及各個系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的理解。教學(xué)要求重點掌握專家系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)的基本概念、結(jié)構(gòu)和設(shè)計原則和技巧,了解新型專家系統(tǒng)的一些概念和類型 ,了解專家規(guī)劃器的結(jié)構(gòu)和機理、實時專家控制系統(tǒng)的特點和設(shè)計方法5.1 專家系統(tǒng)概述教學(xué)內(nèi)容 本小節(jié)討論專家系統(tǒng)的一些

2、基本概念 ,介紹專家系統(tǒng)的定義、結(jié)構(gòu)、特點和類型 建造專家系統(tǒng)的步驟和設(shè)計技巧 ,并簡單介紹了新型專家系統(tǒng)。本小節(jié)內(nèi)容是本章的一個重 點,是深入學(xué)習(xí)討論專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)。教學(xué)重點 專家系統(tǒng)的定義、一般特點、結(jié)構(gòu)和類型、構(gòu)件步驟和設(shè)計技巧。教學(xué)難點 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、類型、構(gòu)件步驟和設(shè)計技巧。教學(xué)方法 主要通過課堂教學(xué) ,講解各種基本概念、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件步驟和設(shè)計技巧 ,分析各 類專家系統(tǒng)的任務(wù)、特點并舉例說明。教學(xué)要求 重點掌握專家系統(tǒng)的定義與基本結(jié)構(gòu) ,掌握專家系統(tǒng)的構(gòu)件步驟和設(shè)計技巧 ,了解 新型專家系統(tǒng)的類型。1. 定義專家系統(tǒng) 是一個含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗的智能計算機程序系

3、統(tǒng),能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域的高水平難題。簡而言之,專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計算機程序系統(tǒng)。2. 專家系統(tǒng)的特點(1) 啟發(fā)性 專家系統(tǒng)能運用專家的知識與經(jīng)驗進行推理、判斷和決策。(2) 透明性 專家系統(tǒng)能夠解釋本身的推理過程和回答用戶提出的問題,以便讓用戶能夠了解推理過程增大對專家系統(tǒng)的信賴感。(3) 靈活性 專家系統(tǒng)能不斷地增加知識 ,修改原有知識 ,不斷更新。(4) 符號操作 專家系統(tǒng)強調(diào)符號處理和符號操作 (運算 ),使用符號表示知識 ,用符號集合表示問題的概念。(5) 不確定性推理專家系統(tǒng)能夠綜合應(yīng)用模糊和不確定的信息與知識，進行推理。3專家

4、系統(tǒng)的優(yōu)點具體地說，包括下列八個方面：(1) 專家系統(tǒng)能夠高效率、準確、周到、迅速和不知疲倦地進行工作。(2) 專家系統(tǒng)解決實際問題時不受周圍環(huán)境的影響，也不可能遺漏忘記。(3) 可以使專家的專長不受時間和空間的限制，以便推廣珍貴和稀缺的專家知識與經(jīng)驗。(4) 專家系統(tǒng)能促進各領(lǐng)域的發(fā)展。(5) 專家系統(tǒng)能匯集多領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗以及他們協(xié)作解決重大問題的能力。(6) 軍事專家系統(tǒng)的水平是一個國家國防現(xiàn)代化的重要標志之一。(7) 專家系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。(8) 研究專家系統(tǒng)能夠促進整個科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。5.1.1專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和類型1專家系統(tǒng)的簡化結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)是一個

5、含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗的智能計算機程序系統(tǒng)，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域的高水平難題。簡而言之，專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計算機程序系統(tǒng)。圖5.1表示專家系統(tǒng)的簡化結(jié)構(gòu)圖。圖5.1專家系統(tǒng)簡化結(jié)構(gòu)圖2.理想專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理想專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。由于每個專家系統(tǒng)所需要完成的任務(wù)和特點不相同其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不盡相同，一般只具有圖中部分模塊。圖5.2理想專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖接口是人與系統(tǒng)進行信息交流的媒介，它為用戶提供了直觀方便的交互作用手段。黑板是用來記錄系統(tǒng)推理過程中用到的控制信息、中間假設(shè)和中間結(jié)果的數(shù)據(jù)庫。它包括計劃、議程和中間解三部分。

6、知識庫包括兩部分內(nèi)容。一部分是已知的同當(dāng)前問題有關(guān)的數(shù)據(jù)信息；另一部分是進行推理時要用到的一般知識和領(lǐng)域知識。調(diào)度器按照系統(tǒng)建造者所給的控制知識 ，從議程中選擇一個項作為系統(tǒng)下一步要執(zhí)行的動 作。執(zhí)行器應(yīng)用知識庫中的及黑板中記錄的信息，執(zhí)行調(diào)度器所選定的動作。協(xié)調(diào)器的主要作用就是當(dāng)?shù)玫叫聰?shù)據(jù)或新假設(shè)時，對已得到的結(jié)果進行修正，以保持結(jié)果前后的一致性。解釋器的功能是向用戶解釋系統(tǒng)的行為，包括解釋結(jié)論的正確性及系統(tǒng)輸出其它候選解的原因。提問已學(xué)過的知識表示的方法有那些？3般應(yīng)用程序與專家系統(tǒng)的區(qū)別一般應(yīng)用程序與專家系統(tǒng)的區(qū)別在于：前者把問題求解的知識隱含地編入程序，而后者則把其應(yīng)用領(lǐng)域的問題求解知

7、識單獨組成一個實體，即為知識庫。知識庫的處理是通過與知識庫分開的控制策略進行的。更明確地說，一般應(yīng)用程序把知識組織為兩級：數(shù)據(jù)級和程序級；大多 數(shù)專家系統(tǒng)則將知識組織成三級；數(shù)據(jù)、知識庫和控制。提問1專家系統(tǒng)的定義？2專家系統(tǒng)程序與常規(guī)的應(yīng)用程序之間有何不同呢？4專家系統(tǒng)的主要組成部分如下：(1) 知識庫(knowledge base)知識庫用于存儲某領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的專門知識，包括事實、可行操作與規(guī)則等。(2) 綜合數(shù)據(jù)庫(global database)綜合數(shù)據(jù)庫又稱全局數(shù)據(jù)庫或總數(shù)據(jù)庫，它用于存儲領(lǐng)域或問題的初始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的中間數(shù)據(jù)(信息),即被處理對象的一些當(dāng)前事實。(3) 推理

8、機(reasoning machine)推理機用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序,使整個專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作。推理機能夠根據(jù)知識進行推理和導(dǎo)出結(jié)論,而不是簡單地搜索現(xiàn)成的答案。(4) 解釋器 (explainator)解釋器能夠向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為,包括解釋推理結(jié)論的正確性以及系統(tǒng)輸出其它候選解的原因。(5) 接口 (interface)接口又稱界面 ,它能夠使系統(tǒng)與用戶進行對話 ,使用戶能夠輸入必要的數(shù)據(jù)、提出問題和了 解推理過程及推理結(jié)果等。 系統(tǒng)則通過接口 ,要求用戶回答提問 ,并回答用戶提出的問題 ,進行 必要的解釋。5.專家系統(tǒng)的類型(1) 解釋專家系統(tǒng)任務(wù) 通過對

9、已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋 ,確定它們的涵義。特點 數(shù)據(jù)量很大 ,常不準確、 有錯誤、 不完全能從不完全的信息中得出解釋 ,并能對數(shù)據(jù)做 出某些假設(shè) ,推理過程可能很復(fù)雜和很長。(2) 預(yù)測專家系統(tǒng)任務(wù) 通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析 ,推斷未來可能發(fā)生的情況。特點 系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時間變化 ,且可能是不準確和不完全 ,系統(tǒng)需要有適應(yīng)時間變化的 動態(tài)模型。(3) 診斷專家系統(tǒng)任務(wù) 根據(jù)觀察到的情況 (數(shù)據(jù) )來推斷出某個對象機能失常 (即故障 )的原因。特點 能夠了解被診斷對象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系,能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象 ,能夠向用戶提出測量的數(shù)據(jù) ,并從不

10、確切信息中得出盡可能正 確的診斷。(4) 設(shè)計專家系統(tǒng)任務(wù) 根據(jù)設(shè)計要求 ,求出滿足設(shè)計問題約束的目標配置。特點 從多種約束中得到符合要求的設(shè)計 ;系統(tǒng)需要檢索較大的可能解空間 ;能試驗性地構(gòu) 造出可能設(shè)計 ; 易于修改 ;能夠使用已有設(shè)計來解釋當(dāng)前新的設(shè)計。(5) 規(guī)劃專家系統(tǒng)任務(wù) 尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟。特點 所要規(guī)劃的目標可能是動態(tài)的或靜態(tài)的,需要對未來動作做出預(yù)測 ,所涉及的問題可能很復(fù)雜。(6) 監(jiān)視專家系統(tǒng)任務(wù) 對系統(tǒng)、 對象或過程的行為進行不斷觀察 ,并把觀察到的行為與其應(yīng)當(dāng)具有的行為進 行比較 ,以發(fā)現(xiàn)異常情況 ,發(fā)出警報。特點 系統(tǒng)具有快速反應(yīng)能力 ,發(fā)出

11、的警報要有很高的準確性 ,能夠動態(tài)地處理其輸入信息。(7) 控制專家系統(tǒng)任務(wù) 自適應(yīng)地管理一個受控對象或客體的全面行為 ,使之滿足預(yù)期要求。特點 控制專家系統(tǒng)具有解釋、預(yù)報、診斷、規(guī)劃和執(zhí)行等多種功能。(8) 調(diào)試專家系統(tǒng)任務(wù) 對失靈的對象給出處理意見和方法。特點 同時具有規(guī)劃、設(shè)計、預(yù)報和診斷等專家系統(tǒng)的功能。(9) 教學(xué)專家系統(tǒng)任務(wù) 根據(jù)學(xué)生的特點、 弱點和基礎(chǔ)知識 ,以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對學(xué)生進行教學(xué)和輔導(dǎo)。特點 同時具有診斷和調(diào)試等功能；具有良好的人機界面。(10) 修理專家系統(tǒng)任務(wù) 對發(fā)生故障的對象(系統(tǒng)或設(shè)備)進行處理，使其恢復(fù)正常工作。特點具有診斷、調(diào)試、計劃和執(zhí)行等功能。5

12、.1.2建造專家系統(tǒng)的步驟與設(shè)計技巧1建造專家系統(tǒng)的步驟(1) 設(shè)計初始知識庫，包括：問題知識化，即辨別所研究問題的實質(zhì)，如要解決的任務(wù)是什么，它是如何定義的，可否把它 分解為子問題或子任務(wù)，它包含哪些典型數(shù)據(jù)等。知識概念化，即概括知識表示所需要的關(guān)鍵概念及其關(guān)系，如數(shù)據(jù)類型、已知條件(狀態(tài))和目標(狀態(tài))、提出的假設(shè)以及控制策略等。概念形式化，即確定用來組織知識的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)用人工智能中各種知識表示方法把與 概念化過程有關(guān)的關(guān)鍵概念、子問題及信息流特性等變換為比較正式的表達。形式規(guī)則化，即編制規(guī)則、把形式化了的知識變換為由編程語言表示的可供計算機執(zhí)行的 語句和程序。規(guī)則合法化，即確認規(guī)則

13、化了知識的合理性 ，檢驗規(guī)則的有效性。(2) 原型機的開發(fā)與試驗在選定知識表達方法之后，即可著手建立整個系統(tǒng)所需要的實驗子集，它包括整個模型的典型知識，而且只涉及與試驗有關(guān)的足夠簡單的任務(wù)和推理過程。(3) 知識庫的改進與歸納反復(fù)對知識庫及推理規(guī)則進行改進試驗，歸納出更完善的結(jié)果。經(jīng)過相當(dāng)長時間(例如數(shù)月至二、三年)的努力，使系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)達到人類專家的水平。再設(shè)計圖5.3建造專家系統(tǒng)的步驟2專家系統(tǒng)的設(shè)計技巧設(shè)計系統(tǒng)有一些對指導(dǎo)建立初始的實驗系統(tǒng)有用的準則。這些準則有：(1) 設(shè)計系統(tǒng)時，首先集中精力研究一小部分假設(shè)，以及隨之的觀測或觀察。(2) 挑選那些最有利于區(qū)別各個假設(shè)的觀測。(3)

14、 在很多情況下，為得到許多所需的結(jié)論，可以有許多方式來組合觀測。(4) 把那些并不具有很強的預(yù)測或區(qū)別能力的觀測組合起來，以便通過觀測或結(jié)論之間的依賴關(guān)系來改善這些觀測的區(qū)別能力。(5) 建立中間假設(shè)。(6) 以各種事例來試驗所設(shè)計的系統(tǒng)。5.1.3 新型專家系統(tǒng)1.新型專家系統(tǒng)的特征(1) 并行技術(shù)與分布處理。(2) 多專家系統(tǒng)協(xié)同工作。(3) 高級語言和知識語言描述。(4) 具有自學(xué)習(xí)功能。(5) 引入新的推理機制。(6) 具有自糾錯和自完善能力。(7) 先進的智能人機接口。2.兩種新型專家系統(tǒng)(1) 分布式專家系統(tǒng)這種專家系統(tǒng)具有分布處理的特征 ,其主要目的在于把一個專家系統(tǒng)的功能經(jīng)分解

15、以后分 布到多個處理器上去并行地工作 ,從而在總體上提高系統(tǒng)的處理效率。它可以工作在緊耦合 的多處理器系統(tǒng)環(huán)境中 ,也可工作在松耦合的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 (例如某種局部網(wǎng)環(huán)境 ) 里,所以 其總體結(jié)構(gòu)在很大程度上依賴于其所處的硬件環(huán)境。(2) 協(xié)同式專家系統(tǒng)一般專家系統(tǒng)解題的領(lǐng)域面很窄單個專家系統(tǒng)的應(yīng)用局限性很大,很難獲得滿意的應(yīng)用。協(xié)同式多專家系統(tǒng)是克服一般專家系統(tǒng)的局限性的一個重要途徑。協(xié)同式多專家系統(tǒng)亦可稱 “群專家系統(tǒng) ”表,示能綜合若干個相近領(lǐng)域的或一個領(lǐng)域的多個 方面的子專家系統(tǒng)互相協(xié)作共同解決一個更廣領(lǐng)域問題的專家系統(tǒng)。 協(xié)同式專家系統(tǒng)更強調(diào) 子系統(tǒng)之間的協(xié)同合作 ,而不著重于處理的

16、分布和知識的分布。思考 與分布式專家系統(tǒng)的區(qū)別5.2 專家控制系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容 介紹了專家控制系統(tǒng)的定義、 結(jié)構(gòu)、 類型;專家控制系統(tǒng)的控制要求與設(shè)計原則。教學(xué)重點 專家控制系統(tǒng)的定義、結(jié)構(gòu)、專家控制系統(tǒng)的控制要求與設(shè)計原則。教學(xué)難點 專家控制系統(tǒng)的控制要求與設(shè)計原則。教學(xué)方法 課堂教學(xué) ,實例講解。教學(xué)要求 重點掌握專家控制系統(tǒng)的基本概念、結(jié)構(gòu)、控制要求與設(shè)計原則。定義 5.2 應(yīng)用專家系統(tǒng)概念和技術(shù) ,模擬人類專家的控制知識與經(jīng)驗而建造的控制系統(tǒng),稱為專家控制系統(tǒng)。專家系統(tǒng)與專家控制系統(tǒng)之間有一些重要的差別 :(1) 專家系統(tǒng)只對專門領(lǐng)域的問題完成咨詢作用,協(xié)助用戶進行工作。專家系統(tǒng)的推理是以

17、知識為基礎(chǔ)的 ,其推理結(jié)果為知識項、新知識項或?qū)υR項的變更知識項。然而,專家控制系統(tǒng)需要獨立和自動地對控制作用做出決策,其推理結(jié)果可為變更的知識項 ,或且為啟動 ( 執(zhí)行)某些解析算法。(2) 專家系統(tǒng)通常以離線方式工作 ,而專家控制系統(tǒng)需要獲取在線動態(tài)信息, 并對系統(tǒng)進行 實時控制。,即專家控專家控制源于自動控制領(lǐng)域 ,按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性可把專家控制分為兩種形式 制系統(tǒng)和專家控制器 (expert controller) 。提問 1.專家控制系統(tǒng)的定義。2. 專家控制的理論基礎(chǔ)是什么 ?3. 專家控制系統(tǒng)和專家控制的差別5.2.1 專家控制系統(tǒng)的控制要求與設(shè)計原則1.專家控制系統(tǒng)的控制

18、要求一般說來 ,對專家控制系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的和固定的要求,這種要求是由具體應(yīng)用決定的。 不過 ,我們可以對專家控制系統(tǒng)提出一些綜合要求 :(1) 運行可靠性高對于某些特別的裝置或系統(tǒng) ,如果不采用專家控制器來取代常規(guī)控制器,那么 ,整個控制系統(tǒng)將變得非常復(fù)雜 ,尤其是其硬件結(jié)構(gòu)。其結(jié)果使系統(tǒng)的可靠性大為下降。因此,對專家控制器提出較高的運行可靠性要求。它通常具有方便的監(jiān)控能力。(2) 決策能力強大多數(shù)專家控制系統(tǒng)要求具有不同水平的決策能力。 專家控制系統(tǒng)能夠處理不確定性、 不 完全性和不精確性之類的問題 ,這些問題難以用常規(guī)控制方法解決。(3) 應(yīng)用通用性好 應(yīng)用的通用性包括易于開發(fā)、示例多樣性、

19、便于混合知識表示、全局數(shù)據(jù)庫的活動維數(shù)、 基本硬件的機動性、多種推理機制 (如假想推理、非單調(diào)推理和近似推理 )以及開放式的可擴 充結(jié)構(gòu)等。(4) 控制與處理的靈活性這個原則包括控制策略的靈活性、 數(shù)據(jù)管理的靈活性、 經(jīng)驗表示的靈活性、 解釋說明的靈 活性、模式匹配的靈活性以及過程連接的靈活性等。(5) 擬人能力 專家控制系統(tǒng)的控制水平必須達到人類專家的水準。2.專家控制器的設(shè)計原則(1) 模型描述的多樣性 所謂模型描述的多樣性原則是指在設(shè)計過程中,對被控對象和控制器的模型應(yīng)采用多樣化的描述形式 ,不應(yīng)拘泥于單純的解析模型。這些描述形式主要有:解析模型 離散事件模型 模糊模型 規(guī)則模型 基于模

20、型的模型(2) 在線處理的靈巧性在設(shè)計專家式控制器時應(yīng)注意對過程在線信息的處理與利用,靈活地處理與利用在線信息將提高系統(tǒng)的信息處理能力和決策水平。(3) 控制策略的靈活性工業(yè)對象本身的時變性與不確定性以及現(xiàn)場干擾的隨機性,要求控制器采用不同形式的開環(huán)與閉環(huán)控制策略，并能通過在線獲取的信息靈活地修改控制策略或控制參數(shù),以保證獲得優(yōu)良的控制品質(zhì)。(4) 決策機構(gòu)的遞階性控制器的設(shè)計要體現(xiàn)分層遞階的原則，即根據(jù)智能水平的不同層次構(gòu)成分級遞階的決策機構(gòu)。(5) 推理與決策的實時性知識庫的規(guī)模不宜過大，推理機構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，以滿足工業(yè)過程的實時性要求。522專家控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)專家控制系統(tǒng)因應(yīng)用場合和控制

21、要求的不同，其結(jié)構(gòu)也可能不一樣。然而，幾乎所有的專家控制系統(tǒng)(控制器)都包含知識庫、推理機、控制規(guī)則集和/或控制算法等。提問專家控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)？5.2.3專家控制系統(tǒng)的類型根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性把專家控制系統(tǒng)分為兩種形式，即專家控制系統(tǒng)和專家控制器。專家控制器有時又稱為基于知識控制器。以基于知識控制器在整個系統(tǒng)中的作用為基礎(chǔ)，可把專家控制系統(tǒng)分為直接專家控制系統(tǒng)和間接專家控制系統(tǒng)兩種。在直接專家控制系統(tǒng)中控制器向系統(tǒng)提供控制信號，并直接對受過程產(chǎn)生作用，如圖5.7(a)所示。圖5.5所示系統(tǒng)是直 接專家控制系統(tǒng)的一個例子。在間接專家控制系統(tǒng)中，控制器間接地對受控過程產(chǎn)生作用，如圖5.7(b)

22、所示。間接專家控制系統(tǒng)又可稱為監(jiān)控式專家控制系統(tǒng)或參數(shù)自適應(yīng)控制系統(tǒng)。Cs J直擡專冢妊制農(nóng)統(tǒng)C b )間接專探玉制系紙圖5.7兩種專家控制系統(tǒng)上述兩種控制系統(tǒng)的主要區(qū)別是在知識的設(shè)計目標上。提問根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性把專家控制系統(tǒng)分為兩種形式？兩者有什么區(qū)別5.3專家規(guī)劃器的設(shè)計與實現(xiàn)索教學(xué)內(nèi)容專家規(guī)劃器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃機理；任務(wù)級機器人規(guī)劃三要素。教學(xué)重點 專家規(guī)劃器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃機理。教學(xué)難點專家規(guī)劃器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。教學(xué)方法課堂教學(xué)為主，利用示例系統(tǒng)加深理解。教學(xué)要求掌握規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和機理，了解任務(wù)級機器人規(guī)劃三要素。5.3.1 專家控制系統(tǒng)的類型1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及規(guī)劃機理基于規(guī)劃的機器人規(guī)劃專家系

23、統(tǒng)由5 個部分組成 :(1) 知識庫。用于存儲某些特定領(lǐng)域的專家知識和經(jīng)驗, 包括機器人工作環(huán)境的世界模型、初始狀態(tài)、物體描述等事實和可行操作或規(guī)則等。(2) 控制策略。它包含綜合機理 ,確定系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)應(yīng)用什么規(guī)則以及采取什么方式去尋找該規(guī) 則。(3) 推理機。用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略及推理策略。( 如 PROLOG 和 LISP(對話 ),從而使用戶能操作系統(tǒng)和程序設(shè)計(4) 知識獲取。首先獲取某特定域的專家知識。然后用程序設(shè)計語言 等)把這些知識變換為計算機程序。最后把它們存入知識庫待用。(5) 解釋與說明。通過用戶接口 ,在專家系統(tǒng)與用戶之間進行交互作用 夠輸入數(shù)據(jù)、提出問題、知道推

24、理結(jié)果以及了解推理過程等。此外 ,要建立專家系統(tǒng) ,還需要有一定的工具 ,包括計算機系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)、語言以及其它支援軟件和硬件。提問 機器人規(guī)劃專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有哪些2.任務(wù)級機器人規(guī)劃三要素 任務(wù)規(guī)劃是機器人高層規(guī)劃最重要的一個方面,它包含下列 3 個要素 :(1) 建立模型。 建立機器人工作環(huán)境的世界模型。此外,還必須為每個新任務(wù)提供其它物體的幾何、運動和物理模型。(2) 任務(wù)說明。由機器人工作環(huán)境內(nèi)各物體的相對位置來定義模型狀態(tài),并由狀態(tài)的變換次序來規(guī)定任務(wù)。(3) 程序綜合。 任務(wù)級機器人規(guī)劃的最后一步是綜合機械手的程序5.4 實時專家控制系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容 實時控制系統(tǒng)的定義、設(shè)計特點與要求。教學(xué)重點 實時控制系統(tǒng)的設(shè)計特點與要求。教學(xué)難點 實時控制系統(tǒng)的設(shè)計特點與要求。教學(xué)方法 課堂教學(xué)為主 ,結(jié)合例子來說明抽象概念 ,設(shè)計方法。教學(xué)要求 掌握實時控制系統(tǒng)的定義、設(shè)計特點與要求。5.4.1 實時控制系統(tǒng)的特點與要求定義 5.3 如果一個控制系統(tǒng) :(1) 對受控過程表現(xiàn)出預(yù)定的足夠快的實時行為;(2) 具有嚴格的響應(yīng)時間限制而與所用算法無關(guān);那么這種系統(tǒng)稱為