智能控制基本原理

1、關(guān)于智能控制基本原理第一張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)容簡介1，智能控制系統(tǒng)的基本概念2，智能控制的發(fā)展前景3，智能控制的應(yīng)用場合4，智能控制的研究內(nèi)容5，智能控制的主要功能特點第二張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月智能控制的基本概念 智能控制（IC：Intelligent Control）是一門新興的交叉學(xué)科，具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。智能控制這一術(shù)語于1967年由Leondes和Mendel首先使用，1971年著名美籍華人科學(xué)家傅京孫（K.S.Fu）教授從發(fā)展學(xué)習(xí)控制的角度首次正式提出智能控制概念與建立智能控制學(xué)科的構(gòu)思。 傅京孫把智能控制概括為自動控制（AC：Automa

2、tic Control）和人工智能（AI：Artificial Intelligence）的交集，即 這種交叉關(guān)系可用右圖形象地表示，它主要強(qiáng)調(diào)人工智能中“智能”的概念與自動控制的結(jié)合。自動控制AC人工智能AI智能控制IC智能控制的二元結(jié)構(gòu)第三張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 以上關(guān)于智能控制結(jié)構(gòu)理論的不同見解中，存在著以下幾點共識： （1）智能控制是由多種學(xué)科相互交叉而形成的一門新興學(xué)科； （2）智能控制是自動控制發(fā)展到新階段的產(chǎn)物，它以人工智能和自動控制的相互結(jié)合為主要標(biāo)志； （3）智能控制在發(fā)展過程中不斷地吸收著控制論、信息論、系統(tǒng)論、運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)

3、、仿生學(xué)等學(xué)科的思想、方法以及新的研究成果，目前仍在發(fā)展和完善之中。智能控制的基本概念第四張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 由于智能控制是一門新興學(xué)科且正處于發(fā)展階段，所以至今尚無統(tǒng)一的定義，故有多種描述形式。 從三元交集論的角度定義智能控制：它是一種應(yīng)用人工智能的理論和技術(shù)以及運(yùn)籌學(xué)的優(yōu)化方法，并和控制理論中的方法與技術(shù)相結(jié)合，在不確定的環(huán)境中，仿效人的智能（學(xué)習(xí)、推理等），實現(xiàn)對系統(tǒng)控制的理論與方法。 從系統(tǒng)一般行為特性出發(fā)，J.S.Albus認(rèn)為：智能控制是有知識的“行為舵手”，它把知識和反饋結(jié)合起來，形成感知 交互式、以目標(biāo)為導(dǎo)向的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以進(jìn)行規(guī)劃，產(chǎn)生有效的、有目

4、的的行為，并能在不確定的環(huán)境中，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。智能控制的基本概念第五張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 從認(rèn)知過程出發(fā)：智能控制是一種推理計算，它能在非完整的性能指標(biāo)下，通過一些基本的操作，如歸納(Generalization)和組合搜索(Combinatorial Search)等，把表達(dá)不完善、不確定的復(fù)雜系統(tǒng)引向規(guī)定的目標(biāo)。 從控制論的角度出發(fā)：智能控制是驅(qū)動智能機(jī)器自主地實現(xiàn)其目標(biāo)的過程?；蛘哒f，智能控制是一類無需人的干預(yù)就能獨(dú)立地驅(qū)動智能機(jī)器實現(xiàn)其目標(biāo)的自動控制方法。 以上各種描述說明：智能控制具有認(rèn)知和仿人的功能；能適應(yīng)不確定性的環(huán)境；能自主處理信息以減少不確定性；能可靠地

5、進(jìn)行規(guī)劃，產(chǎn)生和執(zhí)行有目的的行為，以獲取最優(yōu)的控制效果。智能控制的基本概念第六張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 人工智能產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，它是控制論、信息論、系統(tǒng)論、計算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)以及哲學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的結(jié)果，也是電子計算機(jī)出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用的結(jié)果。 智能控制的提出和發(fā)展歷程，一直伴隨著人工智能的發(fā)展而發(fā)展，人工智能作為智能控制的基礎(chǔ)和重要組成部分，它的每一個研究成果都對智能控制的發(fā)展起到了積極的推動作用。智能控制的基本概念第七張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 可以預(yù)見，隨著系統(tǒng)論、人工智能理論和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能控制將會有更大的發(fā)展空間，并在實

6、際中得到更加廣泛的應(yīng)用。 智能控制作為一門新興控制技術(shù)，目前還處于發(fā)展初期?；谶z傳算法的智能控制，基于Petri網(wǎng)理論的智能控制，遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制相結(jié)合的綜合優(yōu)化控制等新的智能控制理論和方法在不斷涌現(xiàn)和發(fā)展之中。智能控制的發(fā)展前景第八張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 智能控制是自動控制的最新發(fā)展階段，主要用于解決傳統(tǒng)控制技術(shù)與方法難以解決的控制問題。主要應(yīng)用場合有： （1）具有高度非線性、時變性、不確定性和不完全性等特征，一般無法獲得精確數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題； （2）需要對環(huán)境和任務(wù)的變化具有快速應(yīng)變能力并需要運(yùn)用知識進(jìn)行控制的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題； （3）采用傳統(tǒng)

7、控制方法時，必須遵循一些苛刻的線性化假設(shè)，否則難以達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題； （4）采用傳統(tǒng)控制方法時，控制成本高、可靠性差或控制效果不理想的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。智能控制的應(yīng)用場合第九張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 根據(jù)智能控制基本研究對象的開放性、復(fù)雜性、多層次和信息模式的多樣性、模糊性、不確定性等特點，其研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面。（1）智能控制基本機(jī)理的研究（2）智能控制基本理論和方法的研究 離散事件和連續(xù)時間混雜系統(tǒng)的分析與設(shè)計； 基于故障診斷的系統(tǒng)組態(tài)理論和容錯控制方法； 基于實時信息學(xué)習(xí)的規(guī)則自動生成與修改方法； 主要對智能控制認(rèn)識論和方法論進(jìn)行研究，探索人

8、類的感知、判斷、推理和決策等活動的機(jī)理。 主要有以下幾個方面的內(nèi)容：智能控制的研究內(nèi)容第十張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 智能控制系統(tǒng)有學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)功能、組織功能三大主要功能特點。（1）學(xué)習(xí)功能 智能控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)功能指的是對一個過程或其環(huán)境的未知特征所固有的信息進(jìn)行學(xué)習(xí)，并將得到的經(jīng)驗用于進(jìn)一步的估計、分類、決策和控制，從而使系統(tǒng)的性能得到改善。 智能控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力有高低之分，低層次的學(xué)習(xí)主要指對控制對象參數(shù)的學(xué)習(xí)，高層次的學(xué)習(xí)則主要指對知識的更新。（2）適應(yīng)功能 智能控制系統(tǒng)的適應(yīng)功能指的是當(dāng)智能控制系統(tǒng)的輸入不是已經(jīng)學(xué)習(xí)過的樣本時，照樣可給出合適的輸出。甚至當(dāng)系統(tǒng)中某些部分出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)仍能正常工作。智能控制系統(tǒng)的主要功能特點第十一張，PPT共十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）組織功能 智能控制系統(tǒng)的組織功能指的是對于復(fù)雜的控制任務(wù)和分散的傳感器信息，智能控制系統(tǒng)具有自行組織和協(xié)調(diào)的功能。智能控制器可以在任務(wù)要求范圍內(nèi)自行決策、主動地采取行動；當(dāng)出現(xiàn)多目標(biāo)沖突時，在一定條件下，控制器有權(quán)自行裁決和處理。 一個理想的智能控制系統(tǒng)，除了以上三大主要功能之外，往往還應(yīng)該具有其它一些功能：如對各類故障進(jìn)行自診斷、屏蔽和自恢復(fù)的