專家控制介紹課件

1、智能控制系統(tǒng)的分類n模糊控制系統(tǒng)n專家控制系統(tǒng)n神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)n學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)n遞階控制系統(tǒng)n仿生控制系統(tǒng)n集成智能控制系統(tǒng)n組合智能控制系統(tǒng)基本的控制方法基本的控制方法自動控制系統(tǒng)的行為描述自動控制系統(tǒng)的行為描述n（目的）研究自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和（目的）研究自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的品質(zhì)等重要問題控制的品質(zhì)等重要問題n（方法）用微分方程、拉普拉斯變換等（方法）用微分方程、拉普拉斯變換等高等數(shù)學(xué)的工具，來描述每一個環(huán)節(jié)或高等數(shù)學(xué)的工具，來描述每一個環(huán)節(jié)或元件以及它們組成的自動控制系統(tǒng)。元件以及它們組成的自動控制系統(tǒng)。反饋控制和擾動補償反饋控制和擾動補償n反饋控制反饋控制由誤差引起了動作，因

2、此在反饋控制由誤差引起了動作，因此在反饋控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程中誤差的發(fā)生不可避免。而誤系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程中誤差的發(fā)生不可避免。而誤差的產(chǎn)生是用來力圖消滅誤差。有時這會導(dǎo)致差的產(chǎn)生是用來力圖消滅誤差。有時這會導(dǎo)致在調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)較大的誤差甚至引起振蕩。在調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)較大的誤差甚至引起振蕩。n擾動補償擾動補償是是一種消除被控制對象由于外界擾動一種消除被控制對象由于外界擾動引起誤差的方法。擾動補償?shù)脑碓谟跀_動進引起誤差的方法。擾動補償?shù)脑碓谟跀_動進入被控對象的同時也進入對象前部的控制器。入被控對象的同時也進入對象前部的控制器。復(fù)合自動控制系統(tǒng)復(fù)合自動控制系統(tǒng)放大環(huán)節(jié)執(zhí)行環(huán)節(jié)被控對象控制器+給定環(huán)節(jié)反

3、饋環(huán)節(jié)擾動補償擾動測量擾動誤差輸出給定輸入反饋信號_+ 陜西一彩色顯像管廠，實際應(yīng)用計算機作為陜西一彩色顯像管廠，實際應(yīng)用計算機作為PID控制控制器對大型顯像管玻璃爐進行爐溫自動控制。控制系統(tǒng)中實器對大型顯像管玻璃爐進行爐溫自動控制?？刂葡到y(tǒng)中實現(xiàn)對兩個主要擾動的現(xiàn)對兩個主要擾動的擾動補償擾動補償。一個是向爐內(nèi)的投料量。一個是向爐內(nèi)的投料量（玻璃原料量），它是可測量的。另一個是大氣溫度，實（玻璃原料量），它是可測量的。另一個是大氣溫度，實現(xiàn)對大氣溫度的現(xiàn)對大氣溫度的擾動補償擾動補償。 比例微分積分控制比例微分積分控制 n比例控制比例控制：比例項的作用是放大誤差的幅值，實行反饋控制的基本要求n微

4、分控制微分控制： “微分”項能預(yù)測誤差變化的趨勢n積分控制積分控制：消除穩(wěn)態(tài)誤差1()dideuK eTedtdtT 最優(yōu)控制最優(yōu)控制 航天飛行器同樣的飛行所消耗的燃料愈少愈好（最省燃料的航天器飛行控制系統(tǒng)）?；蛘咄瑯拥娜剂?，飛行的距離愈遠愈好。這一類的自動控制系統(tǒng)中對于控制都有一定的技術(shù)指標(biāo)，但與以往不同的是：通過設(shè)計控制作用要使這個技術(shù)指標(biāo)達到極值（極大或極?。?自適應(yīng)控制自適應(yīng)控制校正作用被控對象反饋控制器自適應(yīng)控制器控制輸入干擾輸出被控對象反饋控制器辨識器參數(shù)控制輸入干擾輸出顯象管玻璃爐液位自校正控制顯象管玻璃爐液位自校正控制 玻璃爐在結(jié)構(gòu)上可分為四個部分：熔解池、工作池、玻璃爐在結(jié)

5、構(gòu)上可分為四個部分：熔解池、工作池、兩個蓄熱室和兩臺投料機。大型玻璃爐有兩個蓄熱室和兩臺投料機。大型玻璃爐有2層樓高，僅熔層樓高，僅熔解池就有解池就有75M2面積。面積。 智能控制智能控制 對于許多復(fù)雜的被控對象和它的外界對于許多復(fù)雜的被控對象和它的外界環(huán)境，難以建立有效的環(huán)境，難以建立有效的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型和采用常和采用常規(guī)的經(jīng)典或現(xiàn)代控制理論去進行定量計算規(guī)的經(jīng)典或現(xiàn)代控制理論去進行定量計算和分析、設(shè)計。和分析、設(shè)計。p模糊控制系統(tǒng)模糊控制系統(tǒng)p專家控制系統(tǒng)專家控制系統(tǒng)p神經(jīng)控制系統(tǒng)神經(jīng)控制系統(tǒng)p學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)p模糊控制系統(tǒng)模糊控制系統(tǒng) 模 糊 化 接 口 推 理 機 模糊判決接

6、口 過程 數(shù)據(jù)庫 規(guī)則庫 知識庫 模糊控制器 傳 感 器 輸出 設(shè)定 輸入 + _ T(T(溫度溫度)=)=超高超高, ,很高很高, ,較高較高, ,中等中等, , 較低較低, ,很低很低, ,過低過低.專家控制系統(tǒng)專家控制系統(tǒng)RY特征識別特征識別信息處理信息處理推理機推理機（IE）控制控制規(guī)則集規(guī)則集對象和對象和執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)知知 識識 庫庫（KB）SKGIU反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)專家控制器專家控制器eu神經(jīng)控制系統(tǒng)神經(jīng)控制系統(tǒng)f ( )-1x1x2xnw11Wn ny1y3xnx1輸 入層輸 出層隱層反向傳播x2y2yjwj1Wj n yj(t)= f(wji-j)學(xué)習(xí)控制學(xué)習(xí)控制學(xué)習(xí)系統(tǒng)是自

7、適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展與延伸，它能夠按照運行進程學(xué)習(xí)系統(tǒng)是自適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展與延伸，它能夠按照運行進程中的中的“經(jīng)驗經(jīng)驗”和和“教訓(xùn)教訓(xùn)”來不斷增長知識，改進算法更廣泛地模擬人來不斷增長知識，改進算法更廣泛地模擬人類的某些行為（如判斷、推理等）類的某些行為（如判斷、推理等）學(xué)習(xí)機推理機數(shù)據(jù)庫規(guī)則庫輸出工業(yè)過程PID控制器誤差輸入+_由智能決策單元(IDU)來修正控制器參數(shù)發(fā)電機組+fG-G+2/S同步控制器速度調(diào)節(jié)器+-NfN轉(zhuǎn) 換 器裝置+轉(zhuǎn) 換 器Nf K裝置+KfNw1w3 w2w4w5. . . x1x2x3x5x4Z(t)Z f (t)u(t)uf (t)+. . .u(t)雙神經(jīng)元同步控制系

8、統(tǒng)雙神經(jīng)元同步控制系統(tǒng) 發(fā)電機復(fù)雜控制系統(tǒng)發(fā)電機復(fù)雜控制系統(tǒng) 智能控制系統(tǒng)實例3.1.1、專家系統(tǒng)概述、專家系統(tǒng)概述3.1.2、專家系統(tǒng)構(gòu)成、專家系統(tǒng)構(gòu)成正向推理反向推理二、基本原理二、基本原理 三、專家控制的關(guān)鍵技術(shù)及特點三、專家控制的關(guān)鍵技術(shù)及特點n一、專家一、專家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