智能控制緒論

2023/1/151《智能控制理論與技術(shù)》

緒論2023/1/152智能控制智能系統(tǒng)：具備一定智能行為的系統(tǒng)。具體說，若對于一個問題的激勵輸入，能夠產(chǎn)生合適的求解問題的響應(yīng)，即為智能系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)是實現(xiàn)某種控制任務(wù)的智能系統(tǒng)2023/1/153智能控制的應(yīng)用范圍1.不確定的模型

兩種情況： 1）模型未知或知之甚少 2）模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)可能在很大范圍

內(nèi)變化2.高度的非線性

非線性控制理論還不成熟，而且方法比較

復(fù)雜2023/1/154智能控制的應(yīng)用范圍3.復(fù)雜的任務(wù)要求

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，控制的任務(wù)通常：1）要求輸出量為定值（調(diào)節(jié)系統(tǒng)）2）要求輸出量跟隨期望的運動（跟蹤系統(tǒng)）

智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，任務(wù)要求更復(fù)雜，如：1）智能機器人系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)具有自行規(guī)劃和決策的能力；2）工業(yè)控制系統(tǒng)中，要求實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動啟停、故障自動診斷以及緊急情況的自動處理等智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2023/1/1551）廣義對象——包括通常意義下的控制對象和所處的外部環(huán)境，如：機器人手臂，被操作物體及其所處環(huán)境。智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2023/1/1562）傳感器——包括關(guān)節(jié)位置傳感器、力傳感器、觸覺傳感器、滑覺傳感器、視覺傳感器。智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2023/1/1573）感知信息處理——將傳感器得到的原始信息加以處理，如視覺信息便要經(jīng)過很復(fù)雜的處理才能獲得有用信息。智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2023/1/1584）認(rèn)知部分——主要接收和儲存知識、經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，并對它們進行分析、推理，作出下一步行動的決策，送至規(guī)劃和控制部分。智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2023/1/1595）通信接口——除建立人機聯(lián)系外，也建立系統(tǒng)中各模塊之間的聯(lián)系。智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2023/1/15106）規(guī)劃和控制——整個系統(tǒng)的核心，根據(jù)給定的任務(wù)要求、反饋的信息及經(jīng)驗知識，進行自動搜索、推理決策、動作規(guī)劃，最終產(chǎn)生具體的控制作用，經(jīng)執(zhí)行部件用于控制對象。2023/1/1511學(xué)習(xí)內(nèi)容四大塊人工智能——專家系統(tǒng)（ExpertSystem）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NeuralNetwork）模糊邏輯（FuzzyLogic）遺傳算法（GeneticAlgorithm）2023/1/1512課程安排考核方法課程項目2個： 占40％論文閱讀及匯報： 占15％期末考試（開卷）： 占40％教材孫增圻，鄧志東，張再興，《智能控制理論與技術(shù)》,清華大學(xué)出版社,2011.參考書許力，《智能控制與智能系統(tǒng)》。機械工業(yè)出版社程武山，《智能控制理論與應(yīng)用》,上海交通大學(xué)出版社,2006.2023/1/1513專家系統(tǒng)的基本概念專家系統(tǒng)（ExpertSystem）

——一個智能計算機程序系統(tǒng)，內(nèi)部包括某個領(lǐng)域大量專家的知識和經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的經(jīng)驗方法來處理該領(lǐng)域的高水平難題。專家系統(tǒng)的核心

——專家的知識和經(jīng)驗專家系統(tǒng)是一種基于知識的系統(tǒng) （Knowledge-basedSystem）2023/1/1514專家系統(tǒng)的組成知識庫規(guī)則庫數(shù)據(jù)庫推理機解釋程序調(diào)度程序知識獲取推理咨詢領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)用戶存放作為專家經(jīng)驗的判斷性知識，通常是表達建議、推斷、命令、策略的產(chǎn)生式規(guī)則存放用于說明問題的狀態(tài)、事實、概念和各種條件及常識的數(shù)據(jù)運用以上兩類知識并基于某種問題求解模型進行推理和求解問題的軟件建立和更新知識庫并完成對知識的測試和提煉的過程，主要通過面談和口語記錄分析等人工方式及機器學(xué)習(xí)方式來進行2023/1/1515專家系統(tǒng)的組成知識庫規(guī)則庫數(shù)據(jù)庫推理機解釋程序調(diào)度程序知識獲取推理咨詢領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)用戶建立和更新知識庫并完成對知識的測試和提煉的過程，主要通過面談和口語記錄分析等人工方式及機器學(xué)習(xí)方式來進行專家系統(tǒng)與用戶溝通的人機接口，用戶向系統(tǒng)提出咨詢和提問，系統(tǒng)提供結(jié)論和相應(yīng)的推理解釋2023/1/1516知識的表示知識表示（KnowledgeRepresentation）產(chǎn)生式規(guī)則（ProductionRule）IF[前提]THEN[結(jié)論]例如：IF[哺乳動物]&[吃肉]THEN[食肉動物]產(chǎn)生式規(guī)則的推理以演繹推理為基礎(chǔ)，通過規(guī)則的前提與數(shù)據(jù)庫中的事實的不斷匹配和沖突解決等操作，最終形成一個推理鏈，得到相應(yīng)的結(jié)論2023/1/1517產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理過程（舉例）動物識別系統(tǒng)（七種動物的識別）規(guī)則庫：R1～R2規(guī)定哺乳動物的最基本條件：

R1:IF[有毛發(fā)]THEN[哺乳動物] R1:IF[能產(chǎn)乳]THEN[哺乳動物]R3～R4規(guī)定鳥類動物的最基本條件：

R3:IF[有羽毛]THEN[鳥類動物] R4:IF[能飛行]&[能生蛋]THEN[鳥類動物]2023/1/1518R5～R8把哺乳動物分為食肉動物和有蹄動物：

R5:IF[是哺乳動物]&[吃肉]THEN[食肉動物] R6:IF[是哺乳動物]&[有爪子]&[有利齒]&[眼睛前視]THEN[食肉動物] R7:IF[是哺乳動物]&[有蹄]THEN[有蹄動物] R8:IF[是哺乳動物]&[反芻]THEN[有蹄（偶 蹄）動物]R9～R10對食肉動物進行細分：

R9:IF[是食肉動物]&[黃褐色]&[深色斑點] THEN[獵豹] R10:IF[是食肉動物]&[黃褐色]&[黑色條紋] THEN[老虎]2023/1/1519R11～R12對有蹄動物進行細分：R11:IF[是有蹄動物]&[有長腿]&[有長頸]&[黃褐色]&[有深色斑點]THEN[長頸鹿]R12:IF[是有蹄動物]&[白色]&[黑色條紋] THEN[斑馬]R13～R15對鳥類動物進行細分：R13:IF[是鳥類]&[不會飛]&[有長頸]&[有長腿]&[黑白相間]THEN[鴕鳥]R14:IF[是鳥類]&[不會飛]&[能游水]&[黑白相間THEN[企鵝]R15