智能控制技術(shù)自學(xué)指導(dǎo)書(shū)講解

1、智能控制技術(shù)自學(xué)指導(dǎo)書(shū)一、課程編碼及適用專業(yè) 課程編碼： 適用專業(yè)：電子信息及其相關(guān)專業(yè)函授?？贫?、課程性質(zhì) 智能控制技術(shù)是電子信息及其相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課程之一， 智能控制是自動(dòng)控制發(fā)展的高 級(jí)階段，是人工智能、控制論、 系統(tǒng)論和信息論等多種學(xué)科的高度綜合與集成，是一門(mén)新興 的交叉前沿學(xué)科。 本課程的主要內(nèi)容有： 智能控制概述、 模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。三、本課程的地位和作用本課程是一門(mén)新興的交叉前沿學(xué)科，是電子信息類專業(yè)重要的主干專業(yè)課之一。通過(guò) 本課程的學(xué)習(xí)， 使學(xué)生理解智能的含義， 提高其創(chuàng)新能力， 使學(xué)生掌握模糊控制器和神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)方法。四、學(xué)習(xí)目的和要求 通過(guò)本課程的

2、學(xué)習(xí)，應(yīng)該使學(xué)生：（一）系統(tǒng)地掌握智能控制技術(shù)的基本概念和基本內(nèi)容。（二）具備應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬智能、實(shí)現(xiàn)智能的能力。（三）會(huì)結(jié)合實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)出模糊控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。（四）更好地理解智能的含義，學(xué)會(huì)思考，提高創(chuàng)新能力。五、本課程的學(xué)習(xí)方法 為了學(xué)好本課程， 首先要樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)目的和態(tài)度， 在學(xué)習(xí)中要刻苦鉆研、 踏踏實(shí)實(shí)、 持之以恒， 理解智能的含義， 掌握相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和編程方法， 能夠設(shè)計(jì)出模糊控制器和神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。 另外，要按時(shí)保質(zhì)保量的完成作業(yè)。做作業(yè)時(shí)，要運(yùn)用所學(xué)習(xí)和掌握的編程 語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題， 而不是僅僅照書(shū)本上的例題依葫蘆畫(huà)瓢地完成作業(yè)， 要?jiǎng)?chuàng)造性地運(yùn)用所 學(xué)知識(shí)正確

3、解答。要端正態(tài)度， 避免照抄或拷貝他人作業(yè)。通過(guò)認(rèn)真執(zhí)行各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，進(jìn) 一步創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的能力。六、自學(xué)內(nèi)容與指導(dǎo)第一章 緒論（一 ） 自學(xué)內(nèi)容1. 智能控制的發(fā)展過(guò)程2. 智能控制的幾個(gè)重要分支3. 智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理（二）本課重點(diǎn)、難點(diǎn) 智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理（三） 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 在學(xué)習(xí)本章時(shí)應(yīng)注意： 1.了解智能控制的發(fā)展過(guò)程。 2. 了解智能控制的幾個(gè)分 支，重點(diǎn)掌握其中的模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。 3. 掌握智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理。4. 掌握智能控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。第二章 模糊控制的理論基礎(chǔ)（一 ） 自學(xué)內(nèi)容1. 模糊控制的概念2. 模糊集合論3. 模糊邏輯4. 模糊推理（二）本課

4、重點(diǎn)、難點(diǎn)1 模糊邏輯2 模糊推理（三） 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 在學(xué)習(xí)本章時(shí)應(yīng)注意： 1.理解模糊控制的概念和特點(diǎn)； 2. 掌握模糊集合的運(yùn)算， 會(huì)計(jì)算隸屬度； 3.掌握模糊邏輯，會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的模糊推理。第三章 模糊控制系統(tǒng)（一 ） 自學(xué)內(nèi)容1. 模糊控制系統(tǒng)的組成2. 模糊控制器的設(shè)計(jì)方法3. 模糊 PID 控制器的設(shè)計(jì)二）本課重點(diǎn)、難點(diǎn)1. 模糊控制器的設(shè)計(jì)方法2. 模糊 PID 控制器的設(shè)計(jì)（三） 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 在學(xué)習(xí)本單元時(shí)應(yīng)注意： 1.熟悉控制系統(tǒng)的組成； 2. 結(jié)合例子學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模糊控 制器的方法，能設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的模糊控制器； 3. 掌握模糊 PID 控制器的設(shè)計(jì)。第四章 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（一 ） 自

5、學(xué)內(nèi)容1. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念2. 前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型3. 動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 二）本課重點(diǎn)、難點(diǎn)BP 算法（三） 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 在學(xué)習(xí)本單元時(shí)應(yīng)注意： 1. 了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念； 2. 掌握 BP 算法；3. 了 解動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。第五章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制論（一 ） 自學(xué)內(nèi)容1. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的特點(diǎn)2. 非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)3. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的學(xué)習(xí)機(jī)制4. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì) 二）本課重點(diǎn)、難點(diǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)（三） 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 在學(xué)習(xí)本單元時(shí)應(yīng)注意： 1. 了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本概念； 2. 了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 辨識(shí)的一般方法； 3. 熟悉神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的學(xué)習(xí)機(jī)制； 4.能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的神經(jīng)網(wǎng)

6、絡(luò)控 制器。第六章 集成智能控制系統(tǒng)（一 ） 自學(xué)內(nèi)容1. 集成智能控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介2. 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制二）本課重點(diǎn)、難點(diǎn) 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制（三）學(xué)習(xí)指導(dǎo)在學(xué)習(xí)本單元時(shí)應(yīng)注意：1. 了解集成智能控制系統(tǒng)的基本概念；2.理解模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。七、自學(xué)進(jìn)度表周 次學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)12第一章緒論掌握智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理，理解模糊集合 論的相關(guān)概念。2第二章模糊集合論22第二章模糊邏輯掌握模糊推理。2第二章模糊推理32第三章模糊控制系統(tǒng)組成理解模糊控制系統(tǒng)組成，會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的模糊控 制系統(tǒng)。2第三章模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)42第三章模糊PID控制掌握PID控制的方法，理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概 念。2第四章神經(jīng)

7、網(wǎng)絡(luò)基本概念52第四章前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型掌握前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原 理。2第四章動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型62第五章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)。2第五章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)72第五章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的學(xué)習(xí)機(jī)制理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的學(xué)習(xí)機(jī)制，會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。2第五章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)82第六章集成智能控制系統(tǒng)了解集成智能控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，理解模糊神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)控制的方法。2第六章模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制92總結(jié)復(fù)習(xí)認(rèn)真復(fù)習(xí)，理解模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的原 理。2習(xí)題課八、參考資料智能控制技術(shù)。韋巍。機(jī)械工業(yè)出版社，2007年11月第1版作業(yè)答案第一章緒論P(yáng)9.1-1.答：智能控制系統(tǒng)由廣義對(duì)象，傳

8、感器，感知信息處理，認(rèn)知，通信接口，規(guī)劃和控制，執(zhí)行器等組成?！皬V義對(duì)象”通常意義下的控制對(duì)象和外部環(huán)境，“傳感器”用來(lái)測(cè)量廣義對(duì)象的相關(guān)變量， 包括關(guān)節(jié)位置傳感器，力傳感器，視覺(jué)傳感器，距離傳感 器，觸覺(jué)傳感器等?！案兄畔⑻幚怼睂鞲衅鞯玫降脑夹畔⒓右蕴幚?；“認(rèn)知”主要用來(lái)接收和貯存信息、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，并對(duì)他們進(jìn)行分析、推理，作出行動(dòng)決策，送至規(guī)劃和控制部分；“通信接口”建立人機(jī)之間的聯(lián)系和系統(tǒng)各模塊之間的聯(lián)系；“規(guī)劃和控制”是整個(gè)系統(tǒng)的核心，根據(jù)給定的任務(wù)要求、反饋的信息 以及經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)行自動(dòng)搜壽，推理決策，動(dòng)作規(guī)劃，最終產(chǎn)生具體的控制作用；“執(zhí)行器”對(duì)控制對(duì)象執(zhí)行規(guī)劃和控制部分

9、產(chǎn)生的控制作用。1-2.答：（1）智能控制系統(tǒng)一般具有以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的混合控制過(guò)程。（2）智能控制器具有分層信息處理和決策機(jī)構(gòu)。 （3）智能控制器具有 非線性和變結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。（4）智能控制系統(tǒng)是一門(mén)新興的邊緣交叉學(xué)科， 它需要更 多的相關(guān)學(xué)科配合支援。1-3.答：智能控制與常規(guī)控制不同， 表現(xiàn)如下：（1）智能控制主要針對(duì)于控制對(duì)象及其環(huán)境、 目標(biāo)和任務(wù)的不確定性和復(fù)雜性，將熟練的操作工、技術(shù)人員或?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)和控制理論結(jié)合起來(lái)用于解決復(fù)雜系統(tǒng)的控制等常規(guī)控制無(wú)法解決的問(wèn)題。（2）智能控制主要采用符號(hào)處理、一階謂詞邏輯作為研究的數(shù)學(xué)工具，而常規(guī)控制主要采用微分方程，

10、狀態(tài)方程及各種數(shù)學(xué)變換作為研究工具。（3）智能控制是一門(mén)新興的交叉學(xué)科，還沒(méi)有形成統(tǒng)一的完整的理論體系，而常規(guī)控制理論相對(duì)比較成熟。對(duì)于不確定性的模型、高度非線性和復(fù)雜的任務(wù)要求時(shí)應(yīng)該選用智能控制策略。0.51. 已知 A=0.40.3,B 二°.8 0.4求 A_. B、AB和 A0.80.3 0.7解:A UB二0.40.40.30.8 0.40.5山80.8U0.3 0.7 _0.4 0.30.3U0.50.8=0.8U0.70.40.40.8A “B=0.40.4S80.80.30.5 O.4"。80.70.40.3O.3%40.40.8P10.70.30.30.4

11、60.4_0.60.70.21-0.4 1-0.31 -0.41 -0.8第三章2.對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)有輸入 A時(shí)，貝U輸出B,如果輸入為AC時(shí)，貝U有輸出C, 并且有c 00.60.90.40.60.710.40.10.80.40.2Ac :,C -A+ +B十十a(chǎn)1a2a3C1C2C3a1a2a3b1b2b3現(xiàn)有A = 0.21 0.4，求輸出D。a1a2a30.80.40.2 000解：A B 二0.40.40.2,A C 二0.50.60.60.10.10.10.40.60.70.8 0.5 0.2則:R (A B)|J(Ac C) =0.5 0.6 0.60.5 0.6 0.70.80.50.2D=A CR=0 0.60.9C0.60.60.6=0.50.60.60.50.60.70.5 0.60.6所以D =did2d3第四章人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型P871.答：神經(jīng)元的種類有四種，分別如下：(1)閾值型f(Netj)=0 Neti >01 Neti 蘭 00 Net c Neti0(2)分段線性型f (NetJ WkNet Net,。： Net： Netfmax Neti - NetH(3) Sigmoid 函數(shù)型(Neti)1Neti1 e(4)Tan