智能控制第1章-绪论.pptVIP

智能控制

;课程目标;课程目标;学习方法;考试方式;教材及参考书;主要内容(1);主要内容(2);第一章绪论

;第一章绪论;Item;Data,Information,Knowledge,Intelligence;Data;传统控制面临的挑战;针对实际系统往往需要进行一些比较苛刻的线性化假设，而这些假设往往与实际系统不相符。

实际控制任务复杂，而传统的控制任务要求低，对复杂的控制任务如智能机器人控制、CIMS、社会经济管理系统等无能为力。

传统控制往往不能满足某些系统的性能要求。;智能控制研究对象的特点;智能控制的二元论;智能控制的三元论;人工智能(AI)：是一个用来模拟人思维的知识处理系统，具有记忆、学习、信息处理、形式语言、启发推理等功能。

自动控制(AC)：描述系统的动力学特性，是一种动态反响。

运筹学(OR)：是一种定量优化方法，如线性规划、网络规划、调度、管理、优化决策和多目标优化方法等。;三元论除了“智能”与“控制”外，还强调了更高层次控制中调度、规划和管理的作用，为递阶智能控制提供了理论依据。

所谓智能控制，即设计一个控制器或系统，使之具有学习、抽象、推理和决策等功能，并能根据环境(包括被控对象或被控过程)信息的变化做出适应性反响，从而实现由人来完成的任务。;智能控制的四元论;智能控制的多元论;控制策略的渗透与融合;智能控制与传统控制的关系;智能控制与传统控制的关系;智能控制与传统控制的关系;智能控制与传统控制的关系;经典控制、现代控制与智能控制;控制科学开展过程;从二十世纪60年代起，由于空间技术、计算机技术及人工智能技术的开展，控制界学者在研究自组织、自学习控制的根底上，为了提高控制系统的自学习能力，开始注意将人工智能技术与方法应用于控制中。;1966年，首先提出将人工智能技术应用于飞船控制系统的设计；

1971年，傅京逊首次提出“智能控制”这一概念，并归纳了三种类型的智能控制系统：

〔1〕人作为控制器的控制系统：人作为控制器的控制系统具有自学习、自适应和自组织的功能；;〔2〕人机结合作为控制器的控制系统：机器完成需要连续进行的并需快??计算的常规控制任务，人那么完成任务分配、决策、监控等任务；

〔3〕无人参与的自主控制系统：多层的智能控制系统，需要完成问题求解和规划、环境建模、传感器信息分析和低层的反响控制任务。如自主机器人。;智能控制的开展;智能控制的开展;近年来，神经网络、模糊数学、专家系统、进化论等各门学科的开展给智能控制注入了巨大的活力，由此产生了各种智能控制方法。

智能控制的几个重要分支为专家控制、模糊控制、神经网络控制和遗传算法。;1.2智能控制的几个重要分支;专家系统的根本特征;专家控制系统(ExpertCS);1.2智能控制的几个重要分支;1965年美国加州大学伯克利分校L.A.Zadeh提出模糊集合理论，奠定了模糊控制的根底；

1974年伦敦大学的Mamdani博士利用模糊逻辑，开发了世界上第一台模糊控制的蒸汽机，从而开创了模糊控制的历史。;1983年日本富士电机开创了模糊控制在日本的第一项应用—水净化处理；

之后，富士电机致力于模糊逻辑元件的开发与研究，并于1987年在仙台地铁线上采用了模糊控制技术；

1989年将模糊控制消费品推向高潮，使日本成为模糊控制技术的主导国家。

;模糊控制(FuzzyControl);模糊控制的开展可分为三个阶段：

(1)1965年-1974年为模糊控制开展的第一阶段，即模糊数学开展和形成阶段；

(2)1974年-1979年为模糊控制开展的第二阶段，产生了简单的模糊控制器；

(3)1979年—现在为模糊控制开展的第三阶段，即高性能模糊控制阶段。;?神经网络的研究已经有几十年的历史。

1943年McCulloch和Pitts提出了神经元数学模型；

1950年-1980年为神经网络的形成期，有少量成果，如1975年Albus提出了人脑记忆模型CMAC网络，1976年Grossberg提出了用于无导师指导下模式分类的自组织网络；;1980年以后为神经网络的开展期，1982年Hopfield提出了Hopfield网络，解决了回归网络的学习问题，1986年美国的PDP研究小组提出了BP网络，实现了有导师指导下的网络学习，为神经网络的应用开辟了广阔的开展前景。

将神经网络引入控制领域就形成了神经网络控制。;神经网络控制是从机理上对人脑生理系统进行简单结构模拟的一种新兴智能控制方法。神经网络具有并行机制、模式识别、记忆和自学习能力的特点，它能充分逼近任意复杂的非线性系统，能够学习与适应不确定系统的