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CSU CSU CSU CSU CSU CSU CSU CSU CSU 智能控制 智能控制的发展与定义 智能控制的结构理论与特点 智能控制的研究领域 智能控制系统 智能控制应用示例 小结 12.1 智能控制的发展与定义 (Development and Definition of Intelligent Control) 12.1.1 智能控制的产生和发展 智能控制的发展 自动控制的发展过程 智能控制思潮出现于60年代； 60年代中期，自动控制与人工智能开始交接； 近十年来，智能控制的研究出现一股新的热潮。 * 12.1 智能控制的发展与定义 图12-1 自动控制的发展过程 开环控制 确定性反馈控制 最优控制 随机控制 自适应/鲁棒控制 自学习控制 智能控制 进展方向 控制复杂性 * 12.1.2 智能控制的定义 12.1 智能控制的发展与定义 智能控制系统 能够在定形或不定形、熟悉或不熟悉的环境中自主地或与操作人员交互作用以执行各种拟人任务的机器。 能按规定程序对机器或装置进行自动操作或控制的过程。 驱动智能机器自主实现其目标的过程。 用于驱动自主智能机器以实现其目标而无需人员干预的系统叫智能控制系统。 智能机器 自动控制 智能控制 * 12.2 智能控制的结构理论与特点(Structural Theories and Feature of Intelligent Control)12.2.1 智能控制的结构理论 二元结构 傅京孙(K.S.Fu) 首先论述了人工智能与自动控制的交接关系 ，指出“智能控制系统描述自动控制系统与人工智能的交接作用”。 AI AC IC 图12-2 智能控制的二元结构 * 2. 三元结构 萨里迪斯(Saridis)认为，二元交集的两元互相支配无助于智能控制的有效和成功应用，必须把远筹学的概念引入智能控制，使它成为三元交集中的一个子集。 萨里迪斯提出分级智能控制系统，由3个智能(感知)级组成：组织级、协调级、执行级。 12.2 智能控制的结构理论与特点 图12-3 智能控制的三元结构 AI OR IC CT * 组织器 分配器 协调器n 协调器1 硬件控制器1 硬件控制器n 过程1 过程n 图12-4 分级智能控制系统 组织级 协调级 执行级 12.2 智能控制的结构理论与特点 * 3. 四元结构 蔡自兴提出四元智能控制结构，把智能控制看做自动控制、人工智能、信息论和运筹学四个学科的交集。 AC IC AI OR IN 图12-5 智能控制的四元结构 12.2 智能控制的结构理论与特点 * 信息论作为智能控制结构一个子集的理由： 信息论是解释知识和智能的一种手段； 控制论、系统论和信息论是紧密相互作用的； 信息论已成为控制智能机器的工具； 信息熵成为智能控制的测度； 信息论参与智能控制的全过程，并对执行级起到核心作用。 * 12.2.2 智能控制器的一般结构 不完全任务描述 任务协商 混合知识表示 高层规划/控制 常规控制过程 各种驱动器 世界（环境） 各种传感器 多传感器 感知系统 图12-6 智能控制器的一般结构 12.2 智能控制的结构理论与特点 * 12.2.3 智能控制的特点 智能控制以知识进行推理，以启发引导求解过程。 智能控制的核心在高层控制，即组织级。 智能控制是一门边缘交叉学科。 智能控制是一个新兴的研究领域。 12.2 智能控制的结构理论与特点 * 12.3 智能控制的研究领域 (Research Fields of Intelligent Control) 智能机器人 随着机器人技术的发展和自动化程度的提高，对机器人的功能提出更高的要求，特别是各种具有不同程度智能的机器人，包括空间智能机器人。 智能过程控制与规划 差异过程规划；生成过程规划；基于知识的过程规划。 * 专家控制系统 智能调度 语音控制 康复机器人控制 智能仪器 12.3 智能控制的研究领域 * 12.4 智能控制系统 (Intelligent Control Systems)12.4.1 递阶控制系统 递阶智能控制(hierarchically intelligent control)是从工程控制论的角度总结人工智能与自适应、自学习和自组织控制的关系之后而逐渐地形成的，是智能控制的最早理论之一。 两种分级递阶控制理论: 基于知识/解析混合多层智能控制理论以及递阶智能控制理论。 * 1. 定义与假设 智能控制系统各级的共同要素涉及机器各种作用的不确定性，采用概率模型来描述这些具有共同度量的作用，