智能控制研第五章专家控制系统.ppt

（1）知识库按递阶形式构成，便于以不同的方式来表示各子库的专家知识。（2）将规则集合分到各子知识库，便于检查各规则集的有效性。（3）采用递阶式多知识库结构来划分规则，可以改善推理效率。这种设计具有下列优点：在异常炉况预测系统中，实用的规则具有如下的形式：IF炉料下降的速度低于XX，THEN有可能发生沟道（确定因子为：X.XX）IF炉料下降速度的积分小于YY，THEN有可能发生沟道（确定因子为：Y.YY）在异常炉况预测系统知识库中,建立了约100条规则;在高炉熔炼监控系统的知识库中,约有300条规则。第50页,共55页，星期六，2024年，5月5传感数据的预处理第一步是对传感器数据进行平滑。第51页,共55页，星期六，2024年，5月在这个回归过程中，利用每分钟测量一次的N个数据，并以此拟合成以下的线性方程：(5.8)使(5.9)为最小，由此决定系统和，从中计算。这也就是最小平方法。第52页,共55页，星期六，2024年，5月第二步则是利用第一步的结果，抽取传感器数据特定的交变模式（这些数据造成炉况变化）。（1）比较数据变化的趋向。例如，计算气体入口温度、炉子轴向温度的变化率；计算气体利用率等。（2）计算数据的级别。即计算顶部气体压力、吹风压力损失及炉料下降速度等数据所处的范围，看它们是否大于（或小于）极限值。（3）计算方差。（4）计算数据的积分值。（5）预测（拟合）典型的变化模式。（6）计算变化的量。第53页,共55页，星期六，2024年，5月炉内传热可以分为5级，由于级别本身具有含糊性，也有必要引入隶属函数。对不同的传感器数据，可用右图所示的三维隶属函数。通过对隶属函数的复合运算和多种输入的组合，经过推理，系统会采取最合适的动作（或规则）来对高炉进行操作。以炉内传热过程为例第54页,共55页，星期六，2024年，5月5.5小结按照系统的控制机理，又可把专家控制系统分为直接专家系统和间接专家控制系统两种。前者由控制器直接向受控过程提供控制信号；而后者由控制器间接对受控制过程发生作用。专家控制系统是近年来最活跃和广泛应用的智能控制领域之一。根据系统结构的复杂性，可把专家控制系统分为两类，即专家控制器和专家控制系统。专家控制器的应用更为广泛，尤其是在工业过程控制上的应用。大多数专家控制器／控制系统具有递阶结构。在设计专家控制器时，应特别注重知识库和推理机或黑板的设计。第55页,共55页，星期六，2024年，5月5.2.3基于模型的专家系统1.基于模型专家系统的提出关于人工智能的一个观点；综合各种模型的专家系统比基于逻辑心理模型的系统具有更强的功能，从而有可能显著改进专家系统的设计；在诸多模型中，人工神经网络模型的应用最为广泛。第18页,共55页，星期六，2024年，5月2.基于神经网络的专家系统神经网络模型从知识表示、推理机制到控制方式，与目前专家系统中的基于逻辑的心理模型有本质的区别。三种神经网络模型与专家系统集成模式神经网络支持专家系统专家系统支持神经网络协同式的神经网络专家系统第19页,共55页，星期六，2024年，5月神经网络专家系统的基本结构知识获取学习示例网络结构学习算法解释器专家神经网络用户知识库推理机图5.7神经网络专家系统的基本结构第20页,共55页，星期六，2024年，5月关于神经网络专家系统的几个问题神经网络的知识表示是一种隐式表示；神经网络通过实例学习实现知识自动获取；神经网络的推理是个正向非线性数值计算过程，同时也是一种并行推理机制；同一知识领域的几个独立的专家系统可组合成更大的神经网络专家系统。第21页,共55页，星期六，2024年，5月5.3专家控制系统的结构与类型定义：应用专家系统的概念和技术，模拟人类专家的控制知识与经验而建造的控制系统，称为专家控制系统。专家系统与专家控制系统之间的差别：(1)专家系统——对专门领域的问题完成咨询作用，协助用户进行工作。专家系统的推理是以知识为基础的，其推理结果为知识项、新知识项或对原知识项的变更知识项。专家控制系统——需要独立和自动地对控制作用做出决策，其推理结果可为变更的知识项，或为启动（执行）某些解析算