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第 12 章 专家系统与专家控制 教材： 王万良，现代控制工程，高等教育出版社，2011 第12章 专家系统与专家控制 12.0 专家系统的产生和发展 12.1 专家系统 12.2 专家控制系统 12.3 专家控制系统的知识表示 12.4 专家控制系统的推理机 12.5 专家控制系统的有哪些信誉好的足球投注网站技术 12.6 电脑充绒机专家控制系统 12.0 专家系统的产生和发展 第一阶段 : 初创期（20世纪60年代中期－ 20世纪70年代初） 第二阶段: 成熟期（20世纪70年代中－ 20世纪80年代初） 第三阶段：发展期（20世纪80年代至今） 12.1 专家系统 12.1.1 专家系统的概念 12.1.2 专家系统的一般结构 12.1.3 实时专家系统 12.1.1 专家系统的概念 1. 定义 12.1.1 专家系统的概念 2. 专家系统的基本组成 专家系统与传统程序的比较 （1）编程思想： 专家系统与传统程序的比较 （4）传统程序：不具有解释功能。 专家系统：具有解释功能。 专家系统的类型 专家系统的应用 专家系统的应用 12.1.3 实时专家系统 实时专家系统是具有实时性的专家系统。它一方面要满足专家系统功能的要求，另一方面还必须受时间条件的约束，即满足实时性要求。 实时专家系统的特点： (1) 操作方式：实时专家系统的信息输入主要来自外界过程的传感器，且往往从多个独立的传感器输入。 (2) 输出去向：实时专家系统直接送往过程的控制器或（和）向生产人员送出诊断、预报、操作指导等信息。 12.1.3 实时专家系统 (3) 数据特征：实时专家系统数据是连续时变的，是实时数据，信息量往往很大。 (4) 中断功能：实时专家系统一方面要满足专家系统功能的要求，另一方面还必须受时间条件的约束，即满足实时性的要求。 (5) 实时性：实时专家系统响应要求快，常常为毫秒、秒级。实时性的要求是实时专家系统首先必须考虑的。 (6) 推理过程：实时专家系统采用实时推理。 12.2 专家控制系统 12.2.1 专家控制系统的概念 12.2.2 间接专家控制 12.2.3 直接专家控制 12.2.4 专家控制器 12.2.1 专家控制系统的概念 从专家系统的角度，专家控制是专家系统的一个重要分支，属于实时专家系统研究领域； 从自动控制的角度，专家控制是智能控制的一个重要分支，是将专家系统的思想和方法引入控制系统，从而形成一种新的控制方法。 许多生产过程具有强烈的非线性、时变性及不确定性，专家控制模拟人类推理能力，把生产操作人员、工程师的经验与控制算法结合起来，即把符号推理与数值运算结合起来，为过程控制提供了一种新的控制方法。 12.2.2 间接专家控制 间接专家控制也称为专家监督控制。其中，常规控制器控制过程运行。 间接专家系统是通过对常规控制器的调整，间接地影响被控过程。 12.2.3 直接专家控制 在直接专家控制系统中，专家系统根据所测到的过程信息及知识库中的规则，导出每一采样时刻的控制信号。 12.3 专家控制系统的知识表示 12.3.1 知识表示 12.3.2 产生式知识表示 12.3.3 产生式系统 12.3.4 产生式系统的例子——动物识别系统 12.3.5 产生式表示法的特点 12.3.1 知识表示 专家系统是建立在知识的基础之上的，专家控制是基于知识的控制。 知识表示是将人类知识形式化或者模型化。 目前已经提出了许多知识表示方法，例如一阶谓词逻辑、产生式、框架、状态空间、人工神经网络、遗传编码等。 在专家控制系统中，特别是在专家控制器中，产生式表示法用得十分广泛。 12.3.2 产生式知识表示 基本形式： IF P THEN Q （置信度） 或者： （置信度） 例如： IF 发烧 THEN 感冒 （0.6） 12.3.2 产生式知识表示 四元组表示：（对象，属性，值，置信度） 或者： （关系，对象1，对象2，置信度） 例：老李年龄很可能是40岁：（Li，age，40，0.8） 老李和老王不大可能是朋友：（friend，Li，Wang，0.1） 12.3.3 产生式系统 12.3.4 产生式系统的例子——动物识别专家系统 规则库： 12.3.4 产生式系统的例子——动物识别专家系统 12.3.4 产生式系统的例子——动物识别专家系统 设已知初始事实存放在综合数据库中： 该动物身上有：暗斑点，长脖子，长腿，奶，蹄 推理过程 ： （1）从规则库中取出r1，检查其前提是否可与综合数据库中的已知事实匹配