基于粗糙集思维进化算法的应用研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文￥788317独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得太原理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本文研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本人签名：奎虫日期：超生年』月卫日太原理工大学硕士研究生学位论文第一章绪论传统的控制理论经历了古典控制理论和现代控制理论两个重要发展阶段，在许

2、多领域取得了成功应用，促进了生产力的发展。但是，随着科学技术的发展，致使被控对象结构上日益复杂和大型化，传统的控制理论已经无法解决复杂性所带来的困境。正当人们为寻找一种新的理论费尽心机时，人工智能得益于模糊逻辑、神经网络、专家系统、进化论等各门前沿学科的飞速发展，已经渐渐形成了一门学科，给智能控制注入了巨大的活力，于是自动控制理论与人工智能结合的产物一智能控制应运而生了，并在实际应用中显示出很强的生命力【l“。至此，控制理论的发展经历了古典控制理论、现代控制理论、智能控制理论三个阶段。1．1控制理论的新篇章一智

3、能控制1．1．1智能控制理论的发展及其特点随着现代科学技术的飞速发展，各种实际工程系统的发展规模越来越大，常规控制理论与技术已越来越难以满足工程上对提高自动化水平和扩大自动化范围的要求。经过较长时期的孕育与发展，人们逐渐认识到要解决复杂系统的控制闯题，必须跳出以纯理想数学模型为基础的框架，而是要面对其复杂、时变性，提出新的概念和模型探索新的方法和手段，开发出能够解决复杂任务、感知复杂环境、控制复杂对象的有效的控制策略。智能控制的研究正是在这种背景下，以常规控制为基础的进一步发展和提高。1965年，著名的美籍华裔

4、科学家傅京孙(KingsllIlFu)教授首先太原理工大学硕士研究生学位论文提出把人工智能的启发式推理规则用于学习控制系统，迈出了智能控制理论研究的第一步。提出了智能控制的二元交集理论即人工智能和自动控制的交叉；美国的G．N．s撕dis于1977年把傅京孙教授的二元结构扩展为三元结构，即人工智能、自动控制和运筹学的交叉：后来蔡自兴教授又将三元结构扩展为四元结构及人工智能、自动控制、运筹学和信息论的交叉，从而进一步完善了智能控制的结构理论，形成智能控制的理论体系。智能控制按照傅京孙、s新dis(萨里迪斯)和蔡自兴

5、提出的观点，可以把智能控制表示为二元结构、三元结构和四元结构3种思想：IC=AInACIC=AInACnoRIC=AInACnORnIT(1—1)其中，IC表示智能控制(IntelligentContf01)，AI表示人工智能(ArtificialIntelligent)，AC表示自动控制(AutomaticCon打01)，oR表示运筹学(OperationResearch)，IT表示信息论(Info彻ationT1leory或Infonnaticsl。智能控制的概念主要是针对被控系统的高度复杂性、高度不确定性

6、和人们要求越来越高的控制性能指标提出来的。为满足这些要求，一个理想的智能控制系统应该具备以下一些功能特点：(1)学习功能：一个系统如果能对一个过程或其环境的未知特征的信息进行识别、记忆、学习，并将得到的经验用于控制系统的进一步设计、分类、决策、或控制，从而能使系统的性能得到改善，那么便称该系统具有学习的功能。这种功能类似于人类的学习过程。(2)适应功能：与传统的自适应控制相比较，这里所说的适应功能具有更广泛的含义，它包含更高层次的适应性。系统应具有适应受控对象动力学特性变化、环境变化和运行条件变化的能力。这种智

7、能行为实质上是一种从输入到输出之间的映射关系，可看成是不依赖模型的自适应估计，较传统的自适应控制中的适应功能具有更广泛的意义。(3)容错性：系统对各类故障应具有自诊断、屏蔽和自恢复的功能。2太原理工大学硕士研究生学位论文(4)鲁棒性：系统性能应对环境干扰和不确定性因素不敏感。(5)组织功能：对子复杂任务和分散的传感信息具有自组织和协调功能，使系统具有主动性和灵活性。即智能控制器可以在任务要求的范围内自行决策，主动采取行动，当出现多目标冲突时，在一定限制下，各控制器可在一定范围内自行解决。使系统能满足多目标、商标

8、准的要求。(6)实时性：系统应具有相当的在线实时响应能力。(7)人一机协作：系统应具有友好的人一机界面，以保证人～机通讯，人一机互助和人一机协同工作。1．1．2智能控制的学科基础智能控制是常规控制发展的高级阶段，所以常规控制理论的某些思想和概念对于智能控制同样具有指导意义。如在常规控制中，反馈是个重要的概念，而在智能控制中，信息反馈是智能控制的重要组成部分。只是概念更加广义化和智能化了