智能控制2-1智能控制器的基本结构.pptVIP

第二章 智能控制系统的结构体系 主要内容和基本要求 掌握智能控制的二元结构、三元结构模型 掌握 智能控制的层次结构模型 掌握知识的表示与获取方法 2.1 智能控制器的基本结构 智能控制器包括：任务的描述与知识的表示；被控对象的状态监测；推理决策与控制着三大部分内容。 从功能上看，它的一般结构为。 1.执行器 它是系统的输出。 它一句推理决策结果，产生控制作用，是被控对象按照预期的规律变化。 一个智能控制系统可能有很多执行器，它们需要协调工作。 常见的执行器：电机、阀门、电磁线圈、加热器、定位器、…… 2. 传感器 是智能控制系统的输入，它用于检测系统外部的环境信息和系统内部状态信息。 可以包括视觉、触觉、声音等信号 也可以包括力、力矩、压力、温度、速度、距离、湿度等物理量及其相应的检测装置。 3. 感知处理器 也叫做感知信息处理器。 它将传感器检测到的信号与内部与内部环境模型产生的期望值进行比较，用以检测发生的事件，识别环境（被控对象）中的特征、对象和关系。 4.环境模型 它是对环境状态的最佳估计。 它包括有关环境的知识库、存储于检索相关信息的数据库和数据库管理系统；具有能产生期望值的预测的仿真功能。 5. 判值部件 对检测到的信息与期望信息，对系统的行为与状态进行判别，为决策提供基础。 任何人工智能系统都有判值部件。 6.行为发生器 行为发生器选择目标、规划和执行任务。 它产生具体的行为，通过执行器作用于被控系统，是对象的行为符合我们的预期目标。 智能控制器要求有一个互联的系统结构，使系统中的各部件一密切和复杂的方式互相作用和通信。 在一般情况下，它具有递阶形式。 传感器和执行器在最底层，它们具有最低的智能，最高的精确度； 最高层具有最高的智能，但精确度最低。 这类似于人类社会的组织结构。 智能控制系统一般结构的另一种画法 如下图所示。 它与前面的一般结构图相比较，更细化了。 2.1.2 智能控制系统的层次分级结构 1.组织级 是智能控制系统的大脑。 它具有学习、规划、推理和决策、记忆能力，对任务进行规划，监视并指导协调级和执行级的所有行为，具有做高的智能程度。 2.协调级 介于组织级和执行及中间。 它在组织级的管理下，依据组织级已形成的规则和决策信息，对任务进行协调和分配，协调执行级各执行期的工作。 它又可以进一步划分为控制管理分层和控制监督分层。 它一般由任务分配器和多个协调器构成。 它的智能程度比组织级的要求低。 3.执行级 有多个硬件控制器构成。 它通常执行一个具体的动作——例如电机的速度或角位移控制，阀门的开/闭或位置控制…… 执行器要求有很高的精确度，能准确执行规定的动作。 它的智能程度最低。 它可以是智能控制器，也可以是传统控制器。 4 几个术语 命令集合 C={c1,c2,…,cm}，它以自然语言表示，由机器接收，作为系统的输入。 任务域 机器任务包含的多个独立事件 事件 E={e1,e2,…,en}，ei为存储在不挥发存储器中并代表要执行任务的各单独基本动作。任务域说明机器的能力。 动作：动作A是一组串联起来的事件已定义的一个复杂的任务。例如A234={e2,e3,e4}。 如果事件是有序的，就叫做有序的动作。 随机变量：xi∈{0,1}与每一单独事件ei相关。如果xi取1，表明对于一个特定命令ci，特定动作ei是激活的，否则对于该特定命令ci，动作ei是不被激活的。 功能F 是对动作A的内部操作函数。 实际上，有许多智能控制器，它的这三级也没有严格的区分开。如果是一个很大的系统，好分开，对于很多智能控制器，例如智能温度控制器、一些智能测控仪表等，就不会严格分开。 智能控制系统从比较简单的智能控制器，到大型、复杂的智能控制系统，都有可能实现，例如具有参数自整定、自适应功能的温度控制仪表、智能随动控制系统，一个大型的生产线控制系统，核电站的控制系统等。 环境模型 数据库 （知识） 判值 部件 感知 处理器 行为 发生器 传感器 执行器 过程与环境（被控对象） 规划评估 感知状况 更新 预测输入 规划 状态 状况估计 规划结果 动作 外部 内部 事件 状态确认 规划和执行 2.1.1 智能控制系统的一般结构 智能控制器的一般结构 用户 接口 任务描述与环境建模 知识表示 信号优化 规划与推理 决策与协调 信号预处理 信号辨识 传统控制 传感器 驱动器 过程与环境 .智能控制的一般结构（2） 组织器 分配器 协调器1 协调器n 传统控制器1 传统控制器n 过程1 过程n 协调级 组织级 执行级 智能低 精度高 智能高 精度低 分配器D 协调器 C1 协调器 C2 协调器 C3 执行装置 A1~Ai 执行装置 B1~Bj 执行装置 C1