安徽建筑大学。智能控制。第一章.ppt

第1章 智能控制概论 主要内容： 1、智能控制的产生与发展 2、智能控制的定义、特点与一般结构 3、智能控制的结构理论 4、智能控制系统的类型和应用领域 1.1 智能控制的产生与发展 1.智能控制的产生 智能控制（IC：Intelligent Control）是一门新兴的交叉学科，具有非常广泛的应用领域。 人们将智能控制的产生归结为二大主因:一是自动控制理论发展之必然；二是人工智能的发展为其提供了机遇。  1788年，瓦特发明蒸汽机时用飞球调节器控制蒸汽机。飞球调节器用于调节蒸气流，以便确保引擎工作时速度大致均匀。 在自动控制发展的现阶段,存在一些至关重要的挑战: 科学技术间的相互影响和相互促进; 例如,计算机、AI和超大规模集成电路等技术。 当前和未来应用的需求; 例如,空间技术、海洋工程和机器人技术等应用要求。 基本概念和时代思潮发展水平的推动。 例如, 高速信息公路、非传统模型和ANN的连接机制等. 人工智能产生于20世纪50年代，它是控制论、信息论、系统论、计算机科学、神经生理学、心理学、数学以及哲学等多种学科相互渗透的结果，也是电子计算机出现并广泛应用的结果。 早在1965年，傅京孙首先提出把基于符号操作和逻辑推理的启发式规则用于学习控制系统，Mendel教授进一步在空间飞行器的学习控制中应用了人工智能技术。这是人工智能的符号主义（逻辑主义）学派的观点首次与控制理论相结合，从而实现智能控制的大胆尝试。 随后智能控制的提出和发展历程，一直伴随着人工智能的发展而发展，人工智能作为智能控制的基础和重要组成部分，它的每一个研究成果都对智能控制的发展起到了积极的推动作用。 1.2 智能控制的定义、特点与一般结构 1、二元结构 傅京孙把智能控制概括为自动控制和人工智能（AC：Automatic Contro and AI：Artificial Intelligence）的交集，即 IC=AI∩AC 规划和控制部分是整个系统的核心，它根据给定的任务要求反馈信息及经验知识，并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，以便产生具体的控制信号，经执行部件作用于被控对象。 通讯接口除建立人-机之间的联系外，也建立系统中各模块之间的联系。 智能控制系统的基本组成结构分析： 1.3 智能控制的结构理论 自动控制AC 人工智能AI 智能控制IC 智能控制的二元结构 这种交叉关系可用右图形象地表示，它主要强调人工智能中“智能”的概念与自动控制的结合。 * * 装置利用了一个飞球结构去感知蒸汽轮机的转动速度并且利用一系列的连接调节进入机器的蒸汽的流动。 （1）控制理论的发展 控制理论的发展始于Watt飞球调节蒸汽机以后的100年。 自动控制理论发展阶段特征 自动控制的发展过程 传统控制理论的局限性： 传统控制包括经典反馈控制和现代控制理论控制，它们的主要特征是基于精确的系统数学模型的控制。在传统控制的实际应用中存在局限性，主要表现在以下几点： 无法获得精确的数学模型。 苛刻的线性化假设。 有些系统甚至无法建模。 为提高性能，使系统复杂化，成本提高，稳定性降低。 （2）人工智能的发展 智能控制= 控制理论 + 人工智能 2. 智能控制的发展 智能控制这一术语于1967年由Leondes和Mendel首先使用，1971年傅京孙（K.S.Fu）教授从发展学习控制的角度首次正式提出智能控制概念与建立智能控制学科的构思。在文章“学习控制系统和智能控制系统：人工智能与自动控制的交叉”中归纳了3种类型的智能控制系统： （1）人作为控制器的控制系统； （2）人–机结合作为控制器的控制系统； （3）无人参与的智能控制系统。 1974年，英国的Mamdani教授首次成功地将模糊逻辑用于蒸汽机控制，开创了模糊控制的新方向； 1977年，Saridis的专著出版，并于1979年发表了综述文章，全面地论述了从反馈控制到最优控制、随机控制及至自适应控制、自组织控制、学习控制，最终向智能控制发展的过程，提出了智能控制是人工智能、运筹学、自动控制相交叉的“三元论”思想及分级递阶的智能控制系统框架。 .? 80年代，智能控制的研究进入了迅速发展时期： 1984年，Astrom发表了论文，明确地提出了建立专家控制的新概念；与此同时，人工神经网络再次被引入控制领域，并迅速得到了广泛的应用，从而开辟了神经网络控制； 1985年8月，IEEE在美国纽