智能控制復(fù)習(xí)參考資料

智能控制復(fù)習(xí)一、填空題1、智能控制是一門控制理論課程，研究如何運(yùn)用人工智能的方法來構(gòu)造控制系統(tǒng)和設(shè)計(jì)控制器；與自動(dòng)控制原理和現(xiàn)代控制原理一起構(gòu)成了自動(dòng)控制課程體系的理論根底。2、智能控制系統(tǒng)的主要類型有：分級(jí)遞階控制系統(tǒng)，專家控制系統(tǒng)，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)，模糊控制系統(tǒng)，神經(jīng)控制系統(tǒng)，遺傳算法控制系統(tǒng)和混合控制系統(tǒng)等等。3、模糊集合的表示法有扎德表示法、序偶表示法和隸屬函數(shù)描述法。4、遺傳算法是以達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說為根底開展起來的。自然選擇學(xué)說包括以下三個(gè)方面：遺傳、變異、適者生存。5、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能控制中的應(yīng)用主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。6、在一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，常常根據(jù)處理單元的不同處理功能，將處理單元分成輸入單元、輸出單元和隱層單元三類。7.7、分級(jí)遞階控制系統(tǒng)：主要有三個(gè)控制級(jí)組成，按智能控制的上下分為組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)、執(zhí)行級(jí)，并且這三級(jí)遵循“伴隨智能遞降精度遞增”原那么。二、簡答題4、智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般有哪幾局部組成，它們之間存在什么關(guān)系？答案參考：智能控制系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)一般由三個(gè)局部組成：人工智能〔AI〕：是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)，具有記憶、學(xué)習(xí)、信息處理、形式語言、啟發(fā)式推理等功能。自動(dòng)控制〔AC〕：描述系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，是一種動(dòng)態(tài)反應(yīng)。運(yùn)籌學(xué)〔OR〕：是一種定量優(yōu)化方法，如線性規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、調(diào)度、管理、優(yōu)化決策和多目標(biāo)優(yōu)化方法等。5、試說明智能控制的三元結(jié)構(gòu)，并畫出展示它們之間關(guān)系的示意圖。答案參考：把智能控制擴(kuò)展為三元結(jié)構(gòu)，即把人工智能、自動(dòng)控制和運(yùn)籌學(xué)交接如下表示：IC=AI∩AC∩OROR一運(yùn)籌學(xué)〔Operationresearch〕IC一智能控制(intelligentcontrol);Al一人工智能(artificialintelligence);AC一自動(dòng)控制(automaticColltrol);∩一表示交集.6、比擬智能控制與傳統(tǒng)控制的特點(diǎn)。傳統(tǒng)控制：經(jīng)典反應(yīng)控制和現(xiàn)代理論控制。它們的主要特征是基于精確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的控制。適于解決線性、時(shí)不變等相對簡單的控制問題。智能控制：以上問題用智能的方法同樣可以解決。智能控制是對傳統(tǒng)控制理論的開展，傳統(tǒng)控制是智能控制的一個(gè)組成局部，在這個(gè)意義下，兩者可以統(tǒng)一在智能控制的框架下。7、模糊控制器的根本結(jié)構(gòu)一般由哪四局部組成？并畫出模糊控制器的根本結(jié)構(gòu)圖。參考答案：(1)模糊化接口：模糊化接口就是通過在控制器的輸入、輸出論域上定義語言變量，來將精確的輸入、輸出值轉(zhuǎn)換為模糊的語言值。(2)規(guī)那么庫：由數(shù)據(jù)庫和語言〔模糊〕控制規(guī)那么庫組成。數(shù)據(jù)庫為語言控制規(guī)那么的論域離散化和隸屬函數(shù)提供必要的定義。語言控制規(guī)那么標(biāo)記控制目標(biāo)和領(lǐng)域?qū)＜业目刂撇呗浴?/p>

(3)模糊推理：是模糊控制系統(tǒng)的核心。根據(jù)模糊輸入和模糊控制規(guī)那么，獲得模糊輸出。

(4)清晰化接口：由模糊推理得到的模糊輸出值，只有其轉(zhuǎn)化為精確控制量，才能施加于對象。實(shí)行這種轉(zhuǎn)化的方法叫做清晰化/去模糊化/模糊判決。8、分級(jí)遞階控制系統(tǒng)：主要有三個(gè)控制級(jí)組成，按智能控制的上下分為組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)、執(zhí)行級(jí)，并且這三級(jí)遵循“伴隨智能遞降精度遞增”原那么。9專家控制系統(tǒng)：專家系統(tǒng)主要指的是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)。它具有啟發(fā)性、透明性、靈活性、符號(hào)操作、不一確定性推理等特點(diǎn)。10、神經(jīng)控制系統(tǒng)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有某些智能和仿人控制功能。學(xué)習(xí)算法是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要特征。11、模糊控制系統(tǒng)：在被控制對象的模糊模型的根底上，運(yùn)用模糊控制器近似推理手段，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的一種方法模糊模型是用模糊語言和規(guī)那么描述的一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及性能指標(biāo)。12、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)：學(xué)習(xí)控制正是模擬人類自身各種優(yōu)良的控制調(diào)節(jié)機(jī)制的一種嘗試。所謂學(xué)習(xí)是一種過程，它通過重復(fù)輸入信號(hào)，并從外部校正該系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)對特定輸入具有特定響應(yīng)。13、集成或者〔復(fù)合〕混合控制系統(tǒng)：幾種方法和機(jī)制往往結(jié)合在一起，用于一個(gè)實(shí)際的智能控制系統(tǒng)或裝置，從而建立起混合或集成的智能控制系統(tǒng)。三、計(jì)算與綜合題：1、設(shè)論域U={a,b,c,d,e}上有兩個(gè)模糊集分別為：求、和。答案參考：2、和求、和答案參考：3、論域X={x1,x2,x3}和Y={y1,y2}，A是論域X上的模糊集：R是X到Y(jié)上的一個(gè)模糊變換，試通過模糊變換R求A的象B答案參考：4、語言規(guī)那么為“如果e是A，并且ec是B，那么u是C?！逼渲小⒑驮嚽笤撜Z句所蘊(yùn)涵的模糊關(guān)系R。答案參考：第一步，先求R1＝A×B：第二步，將二元關(guān)系矩陣R1排成列向量形式R1T，先將中的第一行元素寫成列向量形式，再將中的第二行元素也寫成列向量并放在前者的下面，如果是多行的，再依次寫下去。于是R1可表示為：第三步，R可計(jì)算如下：5、簡述遺傳算法的根本步驟，并畫出其算法框圖。1〕、編碼：把問題的解表示成“染色體”，在算法中就是以二進(jìn)制編碼的串，給出一群“染色體”，也就是假設(shè)的可行解；2〕、產(chǎn)生初始群體：隨機(jī)產(chǎn)生初始化群體；3〕、計(jì)算群體的適應(yīng)性值：定義適應(yīng)函數(shù)，便于計(jì)算適應(yīng)值；4〕、以概率選擇遺傳算子：確定遺傳策略，包括選擇群體大小，選擇、交叉、變異方法以及確定交叉概率、變異概率等遺傳參數(shù)；形成下一代群體；5〕、判斷群體性能是否滿足某一指標(biāo)，或者已完成預(yù)定的迭代次數(shù)，不滿足那么返回第三步，或者修改遺傳策略再返回第四步。6、試畫出三層BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，并闡述BP網(wǎng)絡(luò)算法的進(jìn)本思想，最后論述對BP網(wǎng)絡(luò)算法的改良。參考答案：學(xué)習(xí)的根本思想是：誤差反傳算法調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出盡可能接近期望的輸出。改良1：增加動(dòng)量項(xiàng)：提出的原因：標(biāo)準(zhǔn)BP算法只按t時(shí)刻誤差的梯度降方向調(diào)整，而沒有考慮t時(shí)刻以前的梯度方向，從而常使訓(xùn)練過程發(fā)生振蕩，收斂緩慢。根本思想：從前一次權(quán)值調(diào)整量中取出一局部迭加到本次權(quán)值調(diào)整量中。其作用是動(dòng)量項(xiàng)反映了以前積累的調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，對于t時(shí)刻的調(diào)整起阻尼作用。當(dāng)誤差曲面出現(xiàn)驟然起伏時(shí)，可減小振蕩趨勢，提高訓(xùn)練速度。改良2：自適應(yīng)調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)率：提出的原因：標(biāo)準(zhǔn)BP算法中，學(xué)習(xí)率η也稱為步長，確定一個(gè)從始至終都適宜的最正確學(xué)習(xí)率很難。平坦區(qū)域內(nèi)，η太小會(huì)使訓(xùn)練次數(shù)增加；在誤差變化劇烈的區(qū)域，η太大會(huì)因調(diào)整量過大而跨過較窄的“坑凹”處，使訓(xùn)練出現(xiàn)振蕩，反而使迭代次數(shù)增加。根本思想：自適應(yīng)改變學(xué)習(xí)率，使其根據(jù)環(huán)