《智能控制技术基础》试卷(A)标准答案.doc

2006~2007学年第一学期期末考试《智能控制技术基础》试卷（A）标准答案 一、填空题（每空1分，共 10分） 1 智能控制具有两个不同于常规控制的本质特点： 以知识表示的非数学广义模型 和 以数学模型表示的混合控制过程 。 2 传统控制包括 经典反馈控制 和 现代理论控制 。 3 模糊逻辑控制的过程主要有三个步骤：模糊化过程、 模糊逻辑推理 和 精确化计算 。 4 在一个神经网络中，常常根据处理单元的不同处理功能，将处理单元分成输入单元、 隐含层单元（或隐层单元） 和 输出单元 三类。 5 系统辨识的基本要素包括数据、 模型类 和 等价准则 。 二、问答题（每小题8分, 共40分） 1 智能控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：智能控制系统由广义对象、传感器、感知信息处理、认知、通信接口、规划和控制和执行器等七个功能模块组成；各部分的作用为： 广义对象 ——包括通常意义下的控制对象和外部环境； 传感器 ——包括关节传感器、力传感器、视觉传感器、距离传感器、触觉传感器等； 感知信息处理——将传感器得到的原始信息加以处理； 认知 ——主要用来接收和储存信息、知识、经验和数据，并对它们进行分析、推理，作出行动的决策，送至规划和控制部分； 通信接口 ——除建立人机之间的联系外，还建立系统各模块之间的联系； 规划和控制 ——是整个系统的核心，它根据给定的任务要求、反馈的信息以及经验知识，进行自动有哪些信誉好的足球投注网站，推理决策，动作规划，最终产生具体的控制作用； 执行器 ——将产生的控制作用于控制对象。 2 模糊逻辑控制器由哪几部分组成？各完成什么功能？ 答：模糊逻辑控制器由模糊化接口、知识库、推理机与解模糊接口四个部分组成； 各部分的功能为： 模糊化接口——将真实的确定量输入转换为一个模糊矢量； 知 识 库——包括数据库和规则库。数据库存放的是所有输入、输出变量的全部模糊子集的隶属度矢量值，若论域为连续域则为隶属度函数，在规则推理的模糊关系方程求解过程中，向推理机提供数据；规则库是基于专家知识或手动操作人员长期积累的经验，它是按人的直觉推理的一种语言表示形式，存放全部模糊控制规则，在推理时为“推理机”提供控制规则。 推 机 理——根据输入模糊量，由模糊控制规则完成模糊推理来求解模糊关系方程，并获得模糊控制量的功能部分； 解模糊接口——在推理得到的模糊集合中取一个能最佳代表这个模糊推理结果可能性的精确值去控制或驱动执行机构。 3 模糊控制器常规设计的步骤怎样？应注意哪些问题？ 答：模糊控制器常规设计的步骤：① 确定模糊控制器的输入、输出变量；② 确定各输入、输出变量的变化范围、量化等级和量化因子；③ 在各输入和输出语言变量的量化域内定义模糊子集；④ 确定模糊控制规则；⑤ 求模糊控制表。应注意以下问题：① 模糊控制器的构造；② 模糊信息与精确信息转换的物理结构和方法；③ 模糊控制器对外界环境的适应性及适应技术；④ 实现模糊控制系统的软技术；⑤ 模糊控制器和被控对象匹配技术。 4神经PID控制与常规PID控制有何不同？ 答：常规PID控制与神经PID相比，结构更简单、实现更容易，但它的局限性在于被控对象具有复杂的非线性特性时难以建立精确的数学模型，且由于对象和 环境的不确定性，往往难以达到满意的控制效果。神经PID控制具有两个神经网络：NNI——系统在线辨识器，NNC——自适应PID控制器，分别实现对被控对 象进行在线辨识和自适应控制的目的。 5为什么说神经网络控制属于智能控制？ 答：由于神经网络是从微观结构与功能上对人脑神经系统的模拟而建立起来的一类模型，具有模拟人的部分智能的特性，主要是具有非 线性特性、学习能力和自适应性，使神经网络控制能对变化的环境（包括外加扰动、量测噪声、被控对象的时变特性三方面）具有自适 应性，且成为基本上不依赖于模型的一类控制，因此神经网络 属于“智能控制”。 三、作图题：( 本大题10分 ) 为了克服实时计算量大的缺点，常规模糊控制在实际中通常采用的是查表法。现已知某系统的输入变量（误差和误差的变化）、输出变量（控制量）的变化范围、量化等级、模糊集的隶属度函数如试表1所示，控制规则如试表2所示。设系统误差e的量化值为-1、误差变化de的量化值为4，根据极大极小推理法可得控制量的输出模糊集合。要求在试图1的坐标纸上用图解法给出模糊推理的过程。 试表1 模糊集的隶属度函数 误差e -50 -30 -15 -5 0 5 15 30 50 误差率de -150 -90 -30 -10 0 10 30 90 150 控制u -64 -16 -4 -2 0 2 4 16 64 量化等级 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 状态变