安全生產(chǎn)智能化保障技術(shù) 第2版 課件 第三章 智能傳感器;第四章 智能專家系統(tǒng)

安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

第三章智能傳感器

1智能傳感器概述

2智能傳感器的實現(xiàn)途徑

3MEMS傳感器

4智能傳感器在工業(yè)安全中的應用主要內(nèi)容傳感器與傳感技術(shù)

傳感器：能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置傳感技術(shù)：傳感技術(shù)是研究傳感器的材料、設計、工藝、性能和應用的綜合技術(shù)。傳感技術(shù)是門涉及邊緣學科的高新技術(shù)，它涉及物理學、數(shù)學、化學、材料學、工藝學、統(tǒng)計學和各種現(xiàn)代前沿的學科技術(shù)。傳感器內(nèi)涵①傳感器是測量裝置，能完成檢測任務；②它的輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量等;③它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量可以是氣、光、電物理量，但主要是電物理量；④輸出輸入有對應關(guān)系，且應有一定的精確程度。

智能傳感器的概念

智能傳感器的概念于20世紀80年代由美國宇航局首次提出，是在傳統(tǒng)的傳感器基礎上發(fā)展起來的，它與傳統(tǒng)傳感器有著密不可分的關(guān)系，但絕不是傳統(tǒng)概念中的傳感器。所謂傳統(tǒng)傳感器是指:能感受規(guī)定的被測量，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。

智能傳感器克服了傳統(tǒng)傳感器只獲取而不處理信息的不足。智能傳感器技術(shù)是一門正在蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代傳感器技術(shù)，它涉及到傳感技術(shù)、微機械與微電子技術(shù)、信號與信息處理技術(shù)、電路與系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)等多種學科。

智能傳感器基本結(jié)構(gòu)

智能傳感器的功能和特點——功能1、信息存儲和傳輸2、自補償和計算功能3、自檢自校、自診斷功能4、復合敏感功能5、組態(tài)功能6、數(shù)字通訊功能

智能傳感器的功能和特點——特點1、高精度2、高可靠性3、高信噪比4、高自適應性5、高性價比

智能傳感器的發(fā)展趨勢1、向高精度發(fā)展2、向高可靠性、寬溫度范圍發(fā)展3、向微型化發(fā)展4、向微功耗和無源化發(fā)展5、向智能化數(shù)字化發(fā)展6、向網(wǎng)絡化發(fā)展發(fā)展趨勢

智能傳感器的發(fā)展趨勢1、應用機器智能的故障探測和預報2、非常態(tài)和誤動作下對故障的探測和預測3、多維狀態(tài)傳感的研究與開發(fā)4、目標成分分析的遠程傳感5、用于資源有效循環(huán)的傳感器智能發(fā)展重點

智能傳感器的發(fā)展趨勢1、物理轉(zhuǎn)換機理的研究2、多數(shù)據(jù)融合的研究發(fā)展熱點

智能傳感器的實現(xiàn)途徑利用計算機合成1、非集成化實現(xiàn)非集成化智能傳感器是將傳統(tǒng)的基本傳感器、信號調(diào)理電路、帶數(shù)字總線接口的微處理器組合為一個整體而構(gòu)成的智能傳感器系統(tǒng)。

智能傳感器的實現(xiàn)途徑利用計算機合成2、集成化實現(xiàn)集成化智能傳感器系統(tǒng)是采用微機械加工技術(shù)和大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)，利用硅作為基本材料制作的敏感元件、信號調(diào)理電路、微處理器單元，并把它們集成在一塊芯片上而構(gòu)成的

智能傳感器的實現(xiàn)途徑利用計算機合成3、混合實現(xiàn)所謂混合實現(xiàn)智能傳感器，是將智能傳感器的各個子系統(tǒng)，如敏感單元、信號調(diào)理電路、微處理器單元、數(shù)字總線接口，以不同的組合方式集成在兩塊或三塊芯片上，并封裝在同一殼體內(nèi)，實現(xiàn)智能傳感器的混合集成

智能傳感器的實現(xiàn)途徑利用智能材料——智能血糖儀在生物傳感器中酶和微生物對特殊物質(zhì)具有高選擇性，有時甚至能辨別出一個特殊分子，現(xiàn)已廣泛使用的血糖傳感器就是酶傳感器的一個典型例子

智能傳感器的實現(xiàn)途徑利用智能材料——“電子鼻”由不同的傳感材料制成厚膜氣體傳感器，對各種待測氣體有不同的敏感性。這些氣體傳感器被安裝在一個普通的基片上，用于各種氣體的傳感器的敏感模式辨識

智能傳感器的實現(xiàn)途徑利用智能結(jié)構(gòu)利用智能結(jié)構(gòu)途徑實現(xiàn)的智能傳感器又稱為幾何結(jié)構(gòu)型智能傳感器。其信號處理功能是通過傳感器裝置的幾何結(jié)構(gòu)或機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。MEMS傳感器概述MEMS傳感器是微機電系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)微機電系統(tǒng)感知、信號處理的功能器件。MEMS傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢1、開始由毫米、微米器件向更微小、更集成方向發(fā)展2、逐漸向非硅工藝與硅基MEMS傳感器工藝相兼容的方向發(fā)展3、感知檢測與信號處理、通信功能一體化已經(jīng)成為MEMS發(fā)展的主方向4、向智能復合多功能MEMS傳感器集成5、向標準化集成快速轉(zhuǎn)換MEMS傳感器的應用應用領(lǐng)域系統(tǒng)MEMS傳感器、器件

汽車安全系統(tǒng)MEMS硅加速計、角速度計、微慣性傳感器，位移、位置和壓力傳感器，微閥，硅陀螺儀發(fā)動機和動力控制系統(tǒng)硅壓阻、硅電容歧管（絕對）壓力傳感器，胎壓計、MEMS硅胎壓監(jiān)測芯片、ABS硅壓力傳感器、診斷和健康檢測系統(tǒng)壓阻型壓力傳感器、硅微動壓力開關(guān)

工業(yè)過程控制

力學量控制系統(tǒng)（力學、壓力、流體、慣性、角度姿態(tài)等）硅壓阻、硅電容、硅諧振、陶瓷電容、石英壓電、濺射薄膜等壓力、壓差、絕對壓力傳感器（變送器）、硅微應變計、多軸硅慣性器件環(huán)境控制系統(tǒng)（溫濕度、氣體等）硅材料、多晶硅材料、薄膜等溫濕度、氣體傳感器（變送器）電磁電量控制系統(tǒng)硅電磁電量、霍爾、多晶硅電磁電量（變送器）應用領(lǐng)域系統(tǒng)MEMS傳感器、器件

生物醫(yī)療臨床化驗系統(tǒng)生化分析儀用生物傳感器（硅微閥、微通道、微噴管）基因分析和遺傳診斷系統(tǒng)硅微鏡陣列、電泳微器件顱內(nèi)壓力檢測系統(tǒng)硅電容式壓力傳感器微型手術(shù)硅微驅(qū)動器超聲成像系統(tǒng)微型成像探測器（探頭）電磁微機電系統(tǒng)MEMS硅微磁泳器件、微電磁膜片鉗人工／仿生器官電子鼻、植入式微軸血泵液體測控系統(tǒng)微噴、微管路、微腔室、微閥、微泵、微傳感器藥物控釋系統(tǒng)微泵、微注射管陣列、微閥、微針刀、微傳感器、微激勵器

航空航天微型慣性導航系統(tǒng)微陀螺儀、微加速度計、壓力微傳感器空間姿態(tài)測定系統(tǒng)微型太陽和地球傳感器、磁強計、推進器動力和推進系統(tǒng)微噴嘴、微噴氣發(fā)動機、微壓力傳感器、化學傳感器、微推進器、陣列、微開頭通信和雷達系統(tǒng)RF微開頭、微鏡、微可變電容器、電導諧振器、微光機電系統(tǒng)控制和監(jiān)視系統(tǒng)微熱管、微散熱器、微熱控開頭、微磁強計、重力梯度監(jiān)視器微型衛(wèi)星微馬達、微傳感器、微處理器、微型火箭、微控制器等信息通訊光纖通信系統(tǒng)光開關(guān)、光檢測器、光纖耦合器、光調(diào)制器、光圖像顯示器無線通信系統(tǒng)微電感器、微電容器、微開關(guān)、微諧振器能源微動力系統(tǒng)微內(nèi)燃發(fā)動機、靜電、電磁、超聲微電機、微發(fā)電機、微渦輪機微電池微燃料電池、微太陽能電池、微鋰電池、微核電池智能傳感器在工業(yè)安全中的應用1、智能傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的應用汽車超聲波智能傳感器測距系統(tǒng)自動酒精檢測傳感器系統(tǒng)智能胎壓監(jiān)測系統(tǒng)智能雨刷系統(tǒng)智能傳感器在工業(yè)安全中的應用2、在環(huán)境監(jiān)測方面的應用民用氣體探測網(wǎng)絡家用燃氣管網(wǎng)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡火災報警系統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域氣體監(jiān)控網(wǎng)絡應用石化工業(yè)、電力工業(yè)、半導體微電子工業(yè)、食品工業(yè)、

汽車和窯爐工業(yè)智能傳感器在工業(yè)安全中的應用2、在環(huán)境監(jiān)測方面的應用環(huán)境檢測網(wǎng)絡氣象部門對于氮的氧化物、硫的氧化物、氫化氫等引起酸雨的氣體的檢測環(huán)保領(lǐng)域?qū)τ诙趸?、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟利昂等溫室效應氣體的監(jiān)測網(wǎng)絡市政系統(tǒng)對于氨氣、硫化氫和其他難聞氣體的檢測氣體傳感器在化工、石油、冶金領(lǐng)域應用智能傳感器在工業(yè)安全中的應用3、在煤炭安全中的應用

在煤礦瓦斯安全監(jiān)測中，應用基于模糊傳感技術(shù)的智能傳感器不僅可以給出瓦斯量測量結(jié)果的數(shù)值測量值，而且還可以給出測量結(jié)構(gòu)的擬人類語言描述。另外，模糊傳感器還可以將領(lǐng)域?qū)＜以谠摐y量領(lǐng)域的研究成果與有益經(jīng)驗融入到測量過程，從而減少井下復雜環(huán)境中非目標參量對測量結(jié)果的干擾，提高瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性。智能傳感器在工業(yè)安全中的應用4、在航空航天、通信領(lǐng)域中的應用在航空航天中的應用監(jiān)視飛行器各分系統(tǒng)與部件在飛行過程中的工作狀態(tài)監(jiān)視飛行器自身的工作狀態(tài)與相對位置等運動信息，向載人飛行器的測控系統(tǒng)中的故障檢測、環(huán)境控制逃逸救生、飛船艙外活動與再入登陸等系統(tǒng)提供有用信息在通信領(lǐng)域中的應用如智能手機廣泛采用智能圖像傳感器、指紋別傳感器、智能光電傳感器、智能加速度傳感器。思考題什么是智能傳感器？具有哪些特點？簡述智能傳感器的功能。智能傳感器的實現(xiàn)途徑有哪些？簡述如何利用計算機合成智能傳感器的途徑。什么是MEMS傳感器？舉例說明常用的MEMS氣體傳感器有哪些？試論述不同種類智能傳感器在安全生產(chǎn)中的應用。專家系統(tǒng)安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

1.專家系統(tǒng)的概述2.專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)與類型3.專家系統(tǒng)相關(guān)知識4.金屬非金屬礦山安全評價專家系統(tǒng)5.成套裝置動態(tài)風險管理專家系統(tǒng)

主要內(nèi)容

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)概念

專家系統(tǒng)是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。專家系統(tǒng)應該具備以下四個要素：

(1)應用于某專門領(lǐng)域；

(2)擁有專家級知識；

(3)能模擬專家的思維；

(4)能達到專家級水平。簡而言之，專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計算機程序系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展產(chǎn)生

（第一代）

世界第一個專家系統(tǒng)叫DENDRAL，它是由美國斯坦福大學的費根鮑姆教授于1965年開發(fā)的。與DENDRAL系統(tǒng)同時開發(fā)的，還有數(shù)學專家系統(tǒng)MACSYMA。它是一個大型的人機交互式系統(tǒng)。第四代

第四代專家系統(tǒng)是以大型多專家協(xié)作系統(tǒng)、多種知識表示、綜合知識庫、自組織解題機制、多學科協(xié)同解題與并行推理、專家系統(tǒng)工具與環(huán)境、人工神經(jīng)網(wǎng)絡知識獲取及學習機制等最新人工智能技術(shù)來實現(xiàn)具有多知識庫、多主體的專家系統(tǒng)。第二代

70年代的中期，MYCIN、PROSPECTOR、HEARSAY等一批卓有成效的專家系統(tǒng)相繼研制成功。人們稱這一批專家系統(tǒng)為第二代專家系統(tǒng)。第三代

第三代專家系統(tǒng)屬多學科綜合性系統(tǒng)，采用多種人工智能語言，綜合采用各種知識表示方法和多種推理機制及控制策略，并開始運用各種知識工程語言、骨架系統(tǒng)及專家系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境研制大型綜合專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)的特點啟發(fā)性專家系統(tǒng)能運用專家的知識與經(jīng)驗進行推理、判斷和決策透明性專家系統(tǒng)能夠解釋本身的推理過程和回答用戶提出的問題，以便讓用戶能夠了解推理過程，提高對專家系統(tǒng)的信賴感靈活性專家系統(tǒng)能不斷地增長知識，修改原有知識，不斷更新

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)的優(yōu)點專家系統(tǒng)能夠高效率、準確、周到、迅速和不知疲倦地進行工作不受周圍環(huán)境的影響，也不可能忘記或遺漏專家的專長不受時間和空間的限制使各領(lǐng)域?qū)＜业膶I(yè)知識和經(jīng)驗得到總結(jié)和精煉，能夠廣泛而有力地傳播專家的知識、經(jīng)驗和能力專家系統(tǒng)能夠匯集和集成多領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗以及他們協(xié)作解決重大問題的能力，擁有更淵博的知識、更豐富的經(jīng)驗和更強的工作能力軍事專家系統(tǒng)的水平是一個國家國防現(xiàn)代化和國防能力的重要標志之一專家系統(tǒng)的研制和應用，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的基本設計思想

專家系統(tǒng)的基本設計思想是將知識和控制推理策略分開，形成一個知識庫。專家系統(tǒng)在控制推理策略的引導下，利用存儲起來的知識分析和處理問題，在解決問題時，用戶為系統(tǒng)提供一些已知數(shù)據(jù)，然后從系統(tǒng)中獲得專家水平的結(jié)論。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前常談提及的有三種：基本結(jié)構(gòu)、一般結(jié)構(gòu)和理想結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)——只包括兩個主要部分：知識庫和推理機

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)——它包括六部分：知識庫、推理機、綜合數(shù)據(jù)庫、人機接口、解釋程序和知識獲取程序

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理想結(jié)構(gòu)——理想結(jié)構(gòu)是著名的知識工程和專家系統(tǒng)學者F.Hayes-Roth、D.A.Waterman和D.B.Lenat等提出的。目前還沒有專家系統(tǒng)能包括這個結(jié)構(gòu)的所有部件。此結(jié)構(gòu)的思想是來源于HEARSAY系統(tǒng)的黑板控制結(jié)構(gòu)和基于結(jié)構(gòu)的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

專家系統(tǒng)包括兩個主要模塊：知識庫和推理機。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成

下圖為通用專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。由于每個專家系統(tǒng)所需要完成的任務和特點不同，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不盡相同，一般只具有圖中部分模塊。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（1）知識庫知識庫用于存放系統(tǒng)求解問題所需要的領(lǐng)域?qū)ｉT知識，知識獲取過程中獲得的專門知識，以適當?shù)闹R表達式和結(jié)構(gòu)形式存入知識庫中。知識庫一般由規(guī)則庫、事實庫和語義網(wǎng)絡組成。規(guī)則庫存放啟發(fā)式知識；事實庫存放應用領(lǐng)域所需的數(shù)據(jù)、信息和事實；語義網(wǎng)絡用于表達領(lǐng)域的概念、事實、實體以及它們之間的關(guān)系。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（2）數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫用于存放所解問題的原始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的各種中間信息。隨著問題的不同，數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容也是動態(tài)變化的。為了使推理機能方便地求解問題，數(shù)據(jù)的表示和組織形式應盡量和知識庫的表示相容。（3）推理機推理機是一組程序，用來控制和協(xié)調(diào)整個專家系統(tǒng)的工作。當用戶的要求、數(shù)據(jù)和事實輸入到系統(tǒng)以后，推理機在一定的控制策略下，搜索知識庫中的規(guī)則、事實和語義網(wǎng)絡，并按正向推理或逆向推理的方式進行推理和判斷，最后獲得推理結(jié)果。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（4）解釋器解釋器負責對推理出的結(jié)果做出必要的解釋，包括系統(tǒng)的解題步驟、處理策略和選擇處理方法的理由等內(nèi)容。以便向用戶說明推理過程，使用戶容易接受推理結(jié)果，同時也有利于新手向?qū)＜蚁到y(tǒng)學習，為用戶維護和管理提供方便。（5）知識獲取知識獲取為建立知識庫、修改知識庫中已有知識和擴充新知識提供手段，用于把專家的知識轉(zhuǎn)換和加工為計算機的內(nèi)部表示，從而實現(xiàn)專家系統(tǒng)知識庫的不斷更新。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（6）人機接口

人機接口用于專家系統(tǒng)和用戶之間的交互作用，負責把用戶熟悉的自然語言、表格和圖形等信息表示手段轉(zhuǎn)換成內(nèi)部表示形式，再交給各相應的組成部分去處理。專家系統(tǒng)輸出的信息也用人機接口轉(zhuǎn)換成用戶能理解的形式，并顯示給用戶。◆

解釋專家系統(tǒng)◆

預測專家系統(tǒng)◆

診斷專家系統(tǒng)◆

設計專家系統(tǒng)◆

規(guī)劃專家系統(tǒng)◆監(jiān)視專家系統(tǒng)◆控制專家系統(tǒng)◆調(diào)試專家系統(tǒng)◆教學專家系統(tǒng)◆修理專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型解釋專家系統(tǒng)◆任務：通過對已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它們的含義?！籼攸c：數(shù)據(jù)量很大，常不準確、有錯誤、不完全。能從不完全的信息中得出解釋，并能對數(shù)據(jù)做出某些假設，推理過程可能很復雜和很長?！衾樱赫Z音理解、圖象分析、系統(tǒng)監(jiān)視、化學結(jié)構(gòu)分析和信號解釋等。如，衛(wèi)星圖像（云圖等）分析、集成電路分析、DENDRAL化學結(jié)構(gòu)分析等實用專家系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型預測專家系統(tǒng)◆任務：通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可能發(fā)生的情況?！籼攸c：系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時間變化，且可能是不準確和不完全，系統(tǒng)需要有適應時間變化的動態(tài)模型，能夠從不完全和不準確的信息中得出預報，并達到快速響應的要求?！衾樱簹庀箢A報、軍事預測、人口預測、交通預測、經(jīng)濟預測和谷物產(chǎn)量預測等。如，惡劣氣候（包括暴雨、颶風、冰雹等）預報、戰(zhàn)場前景預測和農(nóng)作病蟲害預報等專家系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型診斷專家系統(tǒng)◆任務：根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來推斷出某個對象機能失常(即故障)的原因。◆特點：能夠了解被診斷對象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系；能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象；能夠向用戶提出測量的數(shù)據(jù)，并從不確切信息中得出盡可能正確的診斷?！衾樱横t(yī)療診斷、電子機械和軟件故障診斷以及材料失效診斷等。如，用于抗生素治療的MYCIN,肝功能檢驗的PUFF和血清蛋白診斷等醫(yī)療專家系統(tǒng)，計算機故障診斷系統(tǒng)，雷達故障診斷系統(tǒng)和太空站熱力控制系統(tǒng)的故障檢測與診斷系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型設計專家系統(tǒng)◆任務：根據(jù)設計要求，求出滿足設計問題約束的目標配置。◆特點：善于從多種約束中得到符合要求的設計結(jié)果；系統(tǒng)需要檢索較大的可能解空間；能試驗性地構(gòu)造出可能設計，并易于對所得設計方案進行修改；善于分析各種子問題，并處理好子問題間的相互作用；能夠使用已有的正確設計來解釋當前新的設計?！衾樱篤AX計算機結(jié)構(gòu)設計專家系統(tǒng)、花布立體感圖案設計和花布印染專家系統(tǒng)、大規(guī)模集成電路設計專家系統(tǒng)以及齒輪加工工藝設計專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型規(guī)劃專家系統(tǒng)◆任務：尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟?！籼攸c：所要規(guī)劃的目標可能是動態(tài)的或靜態(tài)的，需要對未來動作做出預測，所涉及的問題可能很復雜，要求系統(tǒng)能抓住重點，處理好各子目標間的關(guān)系和不確定的數(shù)據(jù)信息，并通過實驗性動作得出可行規(guī)劃?！衾樱很娛轮笓]調(diào)度系統(tǒng)、ROPES機器人規(guī)劃專家系統(tǒng)、汽車和火車運行調(diào)度專家系統(tǒng)以及小麥和水稻施肥專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型監(jiān)視專家系統(tǒng)◆任務：對系統(tǒng)、對象或過程的行為進行不斷觀察，并把觀察到的行為與其應當具有的行為進行比較，以發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出警報?！籼攸c：系統(tǒng)應具有快速反應能力，應在造成事故之前及時發(fā)出報警；發(fā)出的警報要有很高的準確性，不能假報警；能夠隨時間和條件的變化動態(tài)地處理其輸入信息?！衾樱嚎捎糜诤穗娬镜陌踩O(jiān)視、防空監(jiān)視與預警、國家財政的監(jiān)控、傳染病疫情監(jiān)視及農(nóng)作物病蟲害監(jiān)視與報警等。如粘蟲測報專家系統(tǒng)是監(jiān)視專家系統(tǒng)的一個實例。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型控制專家系統(tǒng)◆任務：自適應地管理一個受控對象或客體的全面行為，使之滿足預期要求?！籼攸c：控制專家系統(tǒng)具有解釋、預報、診斷、規(guī)劃和執(zhí)行等多種功能?！衾樱嚎罩薪煌ü苤?、商業(yè)管理、自主機器人控制、作戰(zhàn)管理、生產(chǎn)過程控制和生產(chǎn)質(zhì)量控制等方面。如，已經(jīng)對海、陸、空無人駕駛車，生產(chǎn)線調(diào)度和產(chǎn)品質(zhì)量控制等課題進行控制專家系統(tǒng)的研究。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型調(diào)試專家系統(tǒng)◆任務：對失靈的對象給出處理意見和方法。◆特點：同時具有規(guī)劃、設計、預報和診斷等專家系統(tǒng)的功能?！衾樱嚎捎糜谛庐a(chǎn)品或新系統(tǒng)的調(diào)試，也可用于維修站進行被修設備的調(diào)整、測量與試驗。在這方面的實例還比較少見。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型教學專家系統(tǒng)◆任務：根據(jù)學生的特點、弱點和基礎知識，以最適當?shù)慕贪负徒虒W方法對學生進行教學和輔導。◆特點：同時具有診斷和調(diào)試等功能；具有良好的人機界面?！衾樱?/p>

MACSYMA符號積分與定理證明系統(tǒng)，計算機程序設計語言和物理智能計算機輔助教學系統(tǒng)以及聾啞人語言訓練專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型修理專家系統(tǒng)◆任務：對發(fā)生故障的對象(系統(tǒng)或設備)進行處理，使其恢復正常工作。◆特點：具有診斷、調(diào)試、計劃和執(zhí)行等功能。◆例子：美國貝爾實驗室的ACI電話和有線電視維護修理系統(tǒng)。此外，還有決策專家系統(tǒng)和咨詢專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設計思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型

專家系統(tǒng)相關(guān)知識知識表示◆

邏輯表示法◆

產(chǎn)生式表示法◆

框架表示法◆

語義網(wǎng)絡表示法◆本體表示法◆過程表示法◆面向?qū)ο蟊硎痉?/p>

專家系統(tǒng)相關(guān)知識知識表示◆

邏輯表示法邏輯表示法以謂詞形式來表示動作的主體、客體，是一種敘述性知識表示方式。利用邏輯公式，人們能描述對象、性質(zhì)、狀況和關(guān)系。主要分為命題邏輯和謂詞邏輯。例：用謂詞邏輯表示知識“所有教師都有自己的學生”。首先定位謂詞：TEACHER(x)：表示x是教師。STUDENT(y)：表示y是學生。TEACHES(x，y)：表示x是y的老師。此時，該知識可用謂詞表示：該謂詞公式可讀作：對所有x，如果x是一個教師，那么一定存在一個個體y，x是y的老師，且y是一個學生。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識知識表示◆

產(chǎn)生式表示法

產(chǎn)生式表示法又稱規(guī)則表示法，表示一種條件-結(jié)果形式，是目前應用最多的一種知識表示方法，也是一種比較成熟的表示方法。其一般形式為：前件→后件，前件為條件，后件為結(jié)果，由邏輯運算符AND、OR、NOT組成表達式。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識知識表示◆

框架表示法

框架表示法適用于表達結(jié)構(gòu)性的知識，概念、對象等知識最適用于框架表示?？蚣苓€可以表示行為（動作），有些過程性事件或情節(jié)也可用框架網(wǎng)絡來表示。例：框架名：<診斷規(guī)則>癥狀1：咳嗽癥狀2：發(fā)燒癥狀3：打噴嚏infer:<結(jié)論>可信度：0.8框架名：<結(jié)論>病名：感冒用藥：口服感冒清

服法：一日三次，每次2粒

專家系統(tǒng)相關(guān)知識知識表示◆

語義網(wǎng)絡表示法

語義網(wǎng)絡表示法是通過概念及其語義關(guān)系來表示知識的一種網(wǎng)絡圖，利用結(jié)點和“帶標記的有向圖”，描述時間、概念、狀況、動作以及客體之間的關(guān)系。語義網(wǎng)絡通常由語法、結(jié)構(gòu)、過程和語義4部分組成。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識知識表示◆

本體表示法

本體表示法適用于知識庫的知識建模，建立領(lǐng)域本體知識庫，用概念對知識進行表示，解釋知識之間內(nèi)在的關(guān)系?！?/p>

過程表示法

過程表示方法將知識的控制性策略均表述為求解問題的過程。過程表示法適用于子程序或模塊實現(xiàn)。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識知識表示◆

面向?qū)ο蟊硎痉?/p>

面向?qū)ο蟊硎痉ㄊ前凑彰嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O計原則組成一種混合知識表示形式，以對象為中心，把對象的屬性、動態(tài)行為、領(lǐng)域知識和處理