第6章 智能技术

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1、人工智能AI(ArtificialIntelligence)是计算机科学和技术的一个重要分支。研究目标---用计算机产生人类智能的基本原理及其实现技术。基本特点---对符号信息系统的自动化处理。传统信息处理---以数值为处理对象的数值信息处理技术(仍是信息处理的主流)。第六章智能技术处理复杂的工程实际问题，以实现更高水平的自动化时，计算机要将这两种信息处理技术结合使用才能奏效。所以掌握AI技术对智能仪表设计人员是十分必要。主要内容6.1概述1.数值处理技术与符号处理技术2.智能技术的产生与发展3.智能程序设计语言6.2模

2、糊控制技术1.模糊集合2.隶属函数及其确定3.模糊集合的基本定义和基本运算4.模糊关系5.模糊推理6.模糊控制器的设计6.3软测量技术1.软测量技术的意义2.软测量技术的内容3.软测量技术的建模4.软测量技术应用实例6.4专家系统1.概述2.知识的表示与获取3.基于知识的推理4.专家系统应用实例2021/7/52一、数值处理技术与符号处理技术1、数值处理技术计算机的信息处理技术仍主要是数值处理技术---主要用于结构性问题的求解，针对确定的数学模型描述，有明确有效的算法解，可在计算机的时、空约束下编程进行问题的求解。如各种

3、算法。在各领域存在大量的非结构性问题，人类的认识水平还不能用确切的数学模型来描述、不能找到有效的算法解或无法获得求解所需的完整、准确的数据。如被控对象具有时变非线性特性时，要建立正确的数学模型十分困难，常规的控制算法就无能为力。6.1概述2021/7/536.1概述2、符号处理技术50年代科学家用计算机模拟人的智能行为对非结构性类复杂问题求解。许多用计算机数值处理技术难于解决的问题，由有经验的操作人员通过观察、判断，采取适当的对策，能完成控制任务。所以借助人工经验和仿人思维的智能控制技术应运而生。人的思维过程是大量的非数

4、值判断和逻辑推理，即对符号的处理，当用计算机模拟人脑思维规律时，主要涉及的是符号模型和符号推理技术，符号系统和符号信息处理构成人工智能的基础。数值处理技术和符号处理技术的结合，推动自动化技术向计算机集成制造系统(CIMS)发展。2021/7/546.1概述二、智能技术的产生与发展1、人工智能科学与技术1956年在美国召开了世界第一次人工智能学术研讨会，当年有两项重要的成果：逻辑理论机--模拟人类用数理逻辑证明定理。编制下棋程序--具有一定的自学习、自组织和自适应能力，能学习棋谱、自己积累下棋经验、不断改善能力，击败了它的

5、设计者和一些跳棋冠军。60年代后进入推理方法和问题求解模型的研究，探索通用问题求解技术和各种搜索策略。但随着研究的深入人们认识到解决问题的方法异常复杂和困难，就转向研究专门问题，1968年美国专家系统ES(Expertsystem)问世。2021/7/556.1概述2、智能工程IE(IntelligentEngineering)ES--针对性较强、较狭窄的应用领域，应用范围越大工作效率越低，超出应用领域就不能工作。IE--实现各专家子系统的集成进而实现ES与数值计算程序的集成，构成分布式人工智能系统，解决复杂工程问题所涉

6、及的各领域知识问题。IE是研究各智能单元（单一领域的ES）之间的相互作用、通信、协凋、管理和使用等一系列问题。IE是面向多种描述形式、多领域知识的以解决复杂问题为目的的知识自动化处理及应用技术，是借助计算机对知识进行获取、表达、集成、管理、协调及使用的技术。只有十多年历史，没有系统的、成熟的理论体系。2021/7/566.1概述三、智能程序设计语言传统语言如BASIC、FORTRAN数值处理能力很强但符号处理能力差。面向符号处理语言如函数型语言LISP和逻辑型语言PASCAL，能方便地表示知识和设计各种推理机制，对ES的

7、研究很有效，但系统开销大、运行速度慢、可移植性差、与其他语言接口差等缺点。面向对象的C++、C是智能系统的主语言。较强的数值计算和符号处理功能，较大的灵活性和适应性，适应不同的硬件环境，容易与其他语言接口，生成的代码质量高。实验研究阶段用面向符号语言---灵活优点加快研制速度。实用阶段用面向对象语言---时空效率高的运行。2021/7/576.2模糊控制技术依据精确模型是传统(经典)控制技术的明显特征。它根据控制系统的动力学特性建立起复杂的模型方程。由于数值计算与计算机技术的发展，求解这些方程的计算已不成问题。但在模型方

8、程中有众多的参数需要估计，求解这些参数却往往缺少足够的信息。如果不能很好地解决这些参数的估计问题，就不能建立精确模型，传统控制不能产生好的控制效果。针对难以建立精确数学模型的复杂对象，模糊控制是很好的智能解决方案。2021/7/586.2模糊控制技术模糊控制是基于模糊推理、模仿人的语言表达方式和思维方式对难以建立精确