智能控制概述ppt

1、LOGO智能控制理論與技術智能控制理論與技術2022-1-10本課程的主要內容1. 智能控制概論2. 模糊控制3.神經元網絡控制4.模糊-神經網絡控制2022-1-10 1. 控制理論和應用發(fā)展的概況控制理論和應用發(fā)展的概況 2. 傳統控制理論的局限性傳統控制理論的局限性 3. 智能控制的組成、定義與研究內容智能控制的組成、定義與研究內容 4. 智能控制與傳統控制的關系和差別智能控制與傳統控制的關系和差別 5. 智能與智能控制的定義智能與智能控制的定義 6. 智能控制研究的主要內容智能控制研究的主要內容 7.智能控制的分類智能控制的分類智能控制概論2022-1-101. 1. 控制理論和應用發(fā)

2、展的概況控制理論和應用發(fā)展的概況控制理論的發(fā)展始于控制理論的發(fā)展始于WattWatt飛球調節(jié)蒸汽機以后的飛球調節(jié)蒸汽機以后的100100年。年。20年代以返饋控制理論為代表，形成經典控制理論，著名的年代以返饋控制理論為代表，形成經典控制理論，著名的 控制科學家有：控制科學家有：Black, Nyquist, Bode. 2. 隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展,5060年代形成以多變量控制為特年代形成以多變量控制為特 征的現代控制理論征的現代控制理論,主要代表有主要代表有:Kalman 的濾波器的濾波器,Pontryagin 的極大值原理的極大值原理,Bellman 的的 動態(tài)規(guī)劃動

3、態(tài)規(guī)劃,和和Lyapunov 的穩(wěn)定性理論的穩(wěn)定性理論.3. 70年代初年代初,以分解和協調為基礎以分解和協調為基礎,形成了大系統控制理論形成了大系統控制理論,用于復用于復 雜系統的控制雜系統的控制,重要理論有遞階控制理論、分散控制理論、隊重要理論有遞階控制理論、分散控制理論、隊 論等。主要用于資源管理、交通控制、環(huán)境保護等。論等。主要用于資源管理、交通控制、環(huán)境保護等。以上控制理論我們稱之為傳統控制理論。2022-1-102022-1-102.2.傳統控制理論的局限性傳統控制理論的局限性 隨著隨著復雜系統復雜系統的不斷涌現，傳統控制理論越來越多地的不斷涌現，傳統控制理論越來越多地顯示它的局限

4、性顯示它的局限性。什么叫復雜系統？其特征表現為：什么叫復雜系統？其特征表現為：1 1、控制對象的復雜性、控制對象的復雜性2 2、環(huán)境的復雜性、環(huán)境的復雜性3 3、控制任務或目標的復雜性、控制任務或目標的復雜性2022-1-10 模型的不確定性模型的不確定性 高度非線性高度非線性 分布式的傳感器和執(zhí)行機構分布式的傳感器和執(zhí)行機構 動態(tài)突變動態(tài)突變 多時間標度多時間標度 復雜的信息模式復雜的信息模式 龐大的數據量和嚴格的性能指標龐大的數據量和嚴格的性能指標1 1、控制對象的復雜性、控制對象的復雜性2022-1-102 2、環(huán)境的復雜性、環(huán)境的復雜性 環(huán)境變化的不確定性環(huán)境變化的不確定性 難以辨識難

5、以辨識 必須與被控對象集合起來作為一個整體來考慮必須與被控對象集合起來作為一個整體來考慮3 3、控制任務或目標的復雜性、控制任務或目標的復雜性 控制目標和任務的多重性控制目標和任務的多重性 時變性時變性 任務集合處理的復雜性任務集合處理的復雜性。2022-1-102022-1-103. 3. 智能控制的組成、定義與研究內容智能控制的組成、定義與研究內容2022-1-10二元論二元論 智能控制（智能控制（ICIC）是是自動控制（自動控制（ACAC）和和人工智能（人工智能（AIAI）的交集。的交集。AIACICAIACIC強調智能和控制的結合2022-1-10 考慮更高層次上的調度、規(guī)劃和管理，應

6、把考慮更高層次上的調度、規(guī)劃和管理，應把運籌學（運籌學（OROR）結合進去。即：結合進去。即：ACORAIIC三元論三元論2022-1-102022-1-10 動 力 學 動 態(tài) 反 饋優(yōu) 化 動 力 學 動 態(tài) 反 饋控控 制制 信 號 處 理 形 式 語 言 啟 發(fā)人人 工工 智智 能能 記 憶 學 習 運運 籌籌 學學 規(guī) 劃 調 度 管 理 智 能 管 理 控 制 協 調基于三元論的智能控制基于三元論的智能控制 2022-1-102022-1-104. 4. 智能控制的發(fā)展智能控制的發(fā)展2022-1-10 2022-1-102022-1-102022-1-102022-1-102022

7、-1-105. 5. 智能與智能控制的定義智能與智能控制的定義 按系統的一般行為特征定義(Albus)什么叫智能？有不同的定義： 在不確定環(huán)境中，作出合適動作的能力。合適動作是指在不確定環(huán)境中，作出合適動作的能力。合適動作是指增加成功的概率增加成功的概率 ，成功就是達到行為的子目標，以支持，成功就是達到行為的子目標，以支持系統實現最終目標。系統實現最終目標。??？低級智能低級智能： 感知環(huán)境，作出決策，控制行為2022-1-10高級智能高級智能：理解和覺察能力，在復雜和險惡環(huán)境環(huán)境中進行 選擇的能力，力求生存和進步。2022-1-10 按人類的認知的過程定義(A.Meystel) 智能是系統的一

8、個特征，當智能是系統的一個特征，當集中注意力集中注意力（Focusing Attention)Focusing Attention)、組合組合搜索搜索(Combinatorial Search)(Combinatorial Search)、歸納歸納 （Generalization)Generalization)過程作用于系統輸過程作用于系統輸入，并產生系統輸出時，就表現為智能入，并產生系統輸出時，就表現為智能。系統輸入系統輸出智能集中注意力組合搜索歸納FACSG2022-1-10 按機器智能定義(Saridis) 機器智能是把信息進行機器智能是把信息進行分析分析、組織、處理組織、處理，并把它轉

9、換成知識的過程。，并把它轉換成知識的過程。知識就是所得到的結構性信息，它可用來使機器執(zhí)行特定的任務，以消除知識就是所得到的結構性信息，它可用來使機器執(zhí)行特定的任務，以消除該任務的不確定性或盲目性，達到最優(yōu)或次優(yōu)的結果。該任務的不確定性或盲目性，達到最優(yōu)或次優(yōu)的結果。信信息息信信息息分析組織處理知知識識信信息息機器智能機器智能2022-1-10智能控制的定義 智能控制密切相關智能系統必是控制系統智能系統必是控制系統控制系統必需具有智能控制系統必需具有智能1. 按一般行為特征定義按一般行為特征定義 智能控制是有知識的智能控制是有知識的“行為舵手行為舵手”，它把知識和反饋，它把知識和反饋結合起來，形

10、成感知結合起來，形成感知交互式、以目標導向的控制系統。交互式、以目標導向的控制系統。系統可以進行規(guī)劃、決策，產生有效的系統可以進行規(guī)劃、決策，產生有效的 、有目的的行為，、有目的的行為，在不確定環(huán)境中，達到既定的目標。在不確定環(huán)境中，達到既定的目標。2022-1-102. 按人類的認知的過程定義按人類的認知的過程定義 智能控制是一種計算上的有效過程智能控制是一種計算上的有效過程,在非完整的指標下，在非完整的指標下，通過最基本的操作，即歸納（通過最基本的操作，即歸納（G）、集注（）、集注（FA）、和組合）、和組合操作（操作（CS），把不確定的復雜系統引向規(guī)定的目標。），把不確定的復雜系統引向規(guī)定

11、的目標。3. 按機器智能定義按機器智能定義 智能控制是認知科學、多種數學編程和控制技術的結合。它把施加于系統的各種算法和數學與語言方法融為一體。2022-1-106. 6. 智能控制研究的主要內容智能控制研究的主要內容 智能控制系統基本結構和機理的研究智能控制系統基本結構和機理的研究 混合系統的建模和控制混合系統的建模和控制 基于模糊集合、神經元網絡、遺傳算法、進化算法等基于模糊集合、神經元網絡、遺傳算法、進化算法等 智能控制器的開發(fā)和研究智能控制器的開發(fā)和研究。 智能計算和軟計算的開發(fā)和研究智能計算和軟計算的開發(fā)和研究 自組織、自學習的結構和方法的研究自組織、自學習的結構和方法的研究 基于多代理基于多代理(Multi-agent)智能控制系統智能控制系統 的開發(fā)和研究的開發(fā)和研究 智能控制系統應用的研究智能控制系統應用的研究2022-1-10 2 2）基于連接的智能控制系統）基于連接的智能