基于规则的仿人智能控制.pptVIP

第八章 基于规则的仿人智能控制 8.1 仿人智能控制的原理 8.1.1 仿人智能控制的基本思想 8.1.2 仿人智能行为的特征变量 8.2 仿人智能开关控制 8.2.1 智能开关控制 8.2.2 智能开关控制器设计实例 8.3 仿人比例控制 8.3.1 仿人比例控制原理 8.3.2 仿人比例控制算法 8.4 仿人智能积分控制 8.4.1 仿人智能积分控制原理 8.4.2 仿人智能积分控制算法 8.5 小结 * * * * 8.1 仿人控制的基本原理 8.2 仿人智能开关控制 8.3 仿人比例控制 8.4 仿人智能积分控制 8.5 小结 8.1.1 仿人智能控制的基本思想 8.1.2 仿人智能行为的特征变量 在控制过程中利用计算机模拟人的控制行为功能，最大限度地识别和利用控制系统动态过程所提供的特征信息，进行启发和直觉推理，从而实现对缺乏精确数学模型的对象进行有效的控制。 为了有效的模拟人的智能行为，并利用计算机实现智能控制，必须通过一些变量来描述控制系统的动态特征，表征其动态行为。 通常根据被控系统输出偏差及偏差变化以及由它们相应的组合的特征变量，来划分动态特征模式，以便作为智能控制决策的依据。 常用的特征向量如下： （1）偏差（误差） （2）偏差变化 （3） （4） （5） （6） （7） 8.2.1 智能开关控制 8.2.2 智能开关控制器的设计示例 开关（on-off）控制又称Bang-Bang控制。常规的开关控制方式在控制周期内，其控制两只有两种状态：要么接通，为一固定常数值；要么断开，控制量为零。这种固定不变的控制模式缺乏人工智能的特点。 在人工开关控制过程中，要根据偏差及其变化趋势来选择不同的开关控制策略。 智能开关控制以人的知识经验为基础，根据实际偏差变化规律和被控对象的特征、纯滞后及扰动等因素，按一定的模式选择不同控制策略的开关控制。 对一氧化还原炉温控系统，采用产生式规则来设计智能开关控制算法。其控制量为交流电压，T为控制周期，t0为控制量输出时间或开关接通时间，代表规则如下： IF |e(k)|≥M, e(k)0 THEN u(k)=U, t0(k)=T (2) IF |e(k)|=0, e(k-1)0 THEN u(k)=U, t0(k)=K1t0(k-1) 其中， t0(k)=K1t0(k-1) 8.3.1 仿人比例控制原理 8.3.2 仿人比例控制算法 假定对象为线性定常系统，其比例反馈控制系统如下图。 P K R e y 当控制器比例系统K值较小时，简单的比例控制能保证系统的稳定性，但有较大的静差，满足不了稳态精度的要求，如下图所示。 yss0 ess0 若利用微机仿人的操作，不断的调整给定值，使系统输出不断逼近期望值，从而可以提高系统稳态误差，如下图所示，这就是一种仿人比例控制的基本原理。 yss0 ess1 yss1 ess0 仿人比例控制 P Kp R e y e0n 仿人比例控制 采用产生式规则如下： IF k0≤k≤k0+N，|e(k)-e(k-1)|? THEN 上述算法等价于比例控制加智能积分。 8.4.1 仿人智能积分控制原理 8.4.2 仿人智能积分控制算法 常规PID控制中，积分作用在一定程度上模拟了人的记忆特性，记忆了偏差存在及其变化的全部信息。 其缺点是：针对性不强；只要偏差存在，就一直积分，容易造成“积分饱和”，参数不易选择，易造成振荡。 为了克服普通积分控制作用的缺点，可如上图为积分控制作用及时地提出正确的附加控制量。它有选择地“记忆”有用信息，而略去无用信息，具有仿人智能的非线性积分作用。 控制算法如下： 当e·?e0或?e＝0且e≠0时，对偏差积分 当e·?e＜0或e＝0时，不对偏差积分 * * * * *