智能控制简明教程课件.ppt

1、1.1 控制理论的发展过程控制理论的发展过程控制科学发展过程开环控制开环控制对象的复杂性对象的复杂性进展方向进展方向确定性反馈控制确定性反馈控制最优控制最优控制随机控制随机控制自适应控制自适应控制 鲁棒控制鲁棒控制自学习控制自学习控制自组织控制自组织控制智能控制智能控制自主控制自主控制1.控制理论和应用发展的概况控制理论和应用发展的概况控制理论的发展始于控制理论的发展始于WattWatt飞球调节蒸汽机以后的飞球调节蒸汽机以后的100100年。年。1.20年代以反馈控制理论为代表，形成经典控制理论，著名的年代以反馈控制理论为代表，形成经典控制理论，著名的 控制科学家有：控制科学家有：Black,

2、Nyquist,Bode.2.随着航空航天事业的发展随着航空航天事业的发展,5060年代形成以多变量控制为特年代形成以多变量控制为特 征的现代控制理论征的现代控制理论,主要代表有主要代表有:Kalman 的滤波器的滤波器,Pontryagin 的极大值原理的极大值原理,Bellman 的的 动态规划动态规划,Lyapunov 的稳定性理论的稳定性理论.3.70年代初年代初,以分解和协调为基础以分解和协调为基础,形成了大系统控制理论形成了大系统控制理论,用于复用于复 杂系统的控制杂系统的控制,重要理论有递阶控制理论、分散控制理论、队重要理论有递阶控制理论、分散控制理论、队 论等。主要用于资源管理

3、、交通控制、环境保护等。论等。主要用于资源管理、交通控制、环境保护等。以上控制理论称之为传统控制和现代控制理论。阶段阶段第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段形成时间形成时间40-50年代年代60-70年代年代80年代以来年代以来理论基础理论基础经典控制理论经典控制理论现代控制理论现代控制理论智能控制理论智能控制理论研究对象研究对象单变量控制单变量控制多变量控制多变量控制多层次多变量多层次多变量控制控制分析方法分析方法传递函数、频传递函数、频域法域法状态方程、时状态方程、时域法域法智能算子，多智能算子，多级控制级控制研究重点研究重点反馈控制反馈控制最优、随机、最优、随机、自适应控制自

4、适应控制大系统理论，大系统理论，智能控制智能控制核心装置核心装置自动调节器自动调节器计算机计算机智能机器系统智能机器系统 应应 用用单机自动化单机自动化机组自动化机组自动化综合自动化综合自动化 标标 志志调节原理调节原理状态空间法状态空间法企业自动化系统结构火星机器人步行机器人组织级协调级执行级对象识别组织级组织级协调级协调级执行级执行级精精 度度智智 能能组织级协调级执行级对象识别分级递阶智能分级递阶智能控制控制模糊控制模糊控制神经网络控制神经网络控制计算计算智能控制智能控制专家控制专家控制集成集成智能控制智能控制控制器对象教师()r t()y t控制器对象控制器设计参数估计()y t()r

5、 t()u t控制参数对象参数输入输入输入输出非线性映射pp1xp1x pnpm输入输出它具有多层网络结构输入输出1x2xnxixf()1w2wnwy物竞天择物竞天择,适者生存适者生存遗传遗传:作为一种指令遗作为一种指令遗传码封装在每个细胞传码封装在每个细胞中中,并以基因的形式包并以基因的形式包含在染色体中含在染色体中,每个基每个基因有特殊的位置并控因有特殊的位置并控制某个特殊的性质制某个特殊的性质.知识库推理机知识获取解释机用户专家专家系统结构专家系统结构推理机推理机知识库知识库综合数据库综合数据库知识获取知识获取解解释释接接口口专家专家用用户户QuestionAnswer专家控制可定义为：

6、具有模糊专家智能的功能，采用专家控制可定义为：具有模糊专家智能的功能，采用专家系统技术与控制理论相结合的方法设计控制系统专家系统技术与控制理论相结合的方法设计控制系统。仿人智能控制的核心思想是在控制过程中，利仿人智能控制的核心思想是在控制过程中，利用计算机模拟人的控制行为功能，最大限度地识别用计算机模拟人的控制行为功能，最大限度地识别和利用控制系统动态过程提供的特征信息，进行启和利用控制系统动态过程提供的特征信息，进行启发和直觉推理，从而实现对缺乏精确模型的对象进发和直觉推理，从而实现对缺乏精确模型的对象进行有效地控制。行有效地控制。其基本原理是模仿人的启发式直觉推理逻辑，其基本原理是模仿人的

7、启发式直觉推理逻辑，即通过特征辩识判断系统当前所处的特征状态，确即通过特征辩识判断系统当前所处的特征状态，确定控制的策略，进行多模态控制。定控制的策略，进行多模态控制。v智能控制的两个发展方向智能控制的两个发展方向 模拟人类的专模拟人类的专家控制经验来家控制经验来进行控制进行控制智能控制智能控制模拟人类的学模拟人类的学习能力来进行习能力来进行控制控制1.智能机器人控制智能机器人控制 2.家电家电 3.工业控制工业控制 4.航空航天航空航天本章知识点1.智能控制2.智能控制系统3.模糊控制、专家控制、神经网络控制4.学习控制、仿人控制、自适应控制思考题1.智能控制的特点？2.智能控制系统的基本结构和功能？3.智能控制的主要内容？4.智能控制的应用领域？