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1、智能控制技术的研究ResearchforIntelligentControlTechnology(ICT)于卫平彭亦功(华东理工大学,上海200237)摘要:以智能控制产生背景为研究基础,分析了智能控制技术的特点,并将智能控制与传统控制进行比较,介绍了智能控制中常见的主要方法,从而突出了智能控制技术无可比拟的独特优势和发展潜力.关键词:智能控制经典控制模糊控制神经网络控制专家控制Abstract:BasedonthebackgroundofICT'sorigin,thepaperpresentsanalysisonth
2、efeaturesofICTandcomparesthedifferencebetweenIntelligentControlandConventionalControl.Furthermore,themainmethodsforICTaresignificantlyintroducedsotoshowtheadvantagesandtheprospectofintelligentcontrol.Keywords:IntelligentControlConventionalControlFuzzyControlNeur
3、alNetworkControlExpertControl0引言智能控制作为当今的一种交叉前沿学科,其研究中心始终是解决传统控制理论、方法(包括经典控制、现代控制、自适应控制、鲁棒控制、大系统方法等)所难以解决的不确定性问题.自智能控制概念的提出,自动控制界纷纷仿效,主流是人工智能技术引入到自动控制系统中,寻求难以精确建模的复杂系统的自动控制(自治)[1].自1985年在纽约召开第一届智能控制学术会议至今,智能控制已被广泛研究应用于工业、农业、服务业、军事航空等各个领域.近年来,随着人工智能技术和其它信息处理技术,尤其
4、是信息论、系统论和控制论的发展,智能控制在控制机理和应用实践方面均取得了突破性的进展.遗传算法与模糊逻辑、神经网络相互融合,通过模拟人类思维方式和结构来设计用于解决复杂的各种非线性问题的控制策略,并已在各种实际工程项目中得到应用,取得了良好的效果.分布式人工智能中的Agent和Multi-AgentSystem已成为研究的热点,构建基于Agent的集散递阶结构的智能控制系统为智能控制注入了新的活力[2].在理论研究取得进步的同时,国内外的研究者均意识到智能控制的研究不能只停留在计算仿真的层次上,智能控制应该直接面向传统
5、控制难以或无法解决的复杂的非线性系统,面向实际工程应用,这也是当今智能控制发展的主要方向之一.1智能控制技术的特点与优势1.1智能控制技术的特点智能控制主要用来解决传统控制难以解决的复杂系统的控制问题.根据智能控制的基本控制对象的开放型、复杂性和不确定性的特点,一个理想的智能控制系统应具有[2]:①学习能力.系统对一个未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习,并利用积累的经验进一步改善自身性能的能力;②适应功能.这种智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.此外,系统还应具有容错性和
6、鲁棒性;①组织功能.当出现多目标冲突时,智能控制器可在一定范围内自行解决,使系统能满足多目标、高标准的要求.2基于此,智能控制技术具有以下特点:①智能控制具有混合控制特点.智能控制是同时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程,并以知识进行推理,以启发来引导求解过程;②智能控制的核心在高层控制,即组织级.高层控制的任务在于对实际环境或过程进行组织,即决策和规划,实现广义问题求解;③智能控制是一门边缘交叉学科.智能控制技术的发展需要各相关学科的配合与支援,智能控制也是目前自动控制发展的最前沿阶段;④智
7、能控制系统具有判断决策能力.能够总体自动寻优,具有自适应和自协调的能力.1.2智能控制与传统控制的比较综合智能控制的诸多优点,将传统控制和智能控制在应用领域方面、理论方法上和性能指标方面进行比较,以更突出智能控制的优势.①在应用领域方面,传统控制着重解决不太复杂的过程控制和大系统的控制问题;而智能控制主要解决高度非线性、不确定性和复杂系统控制问题.②在理论方法上,传统控制理论通常采用定量方法进行处理,而智能控制系统大多采用符号加工的方法;传统控制通常捕获精确知识来满足控制指标,而智能控制通常是学习积累非精确知识;传统控
8、制通常是用数学模型来描述系统,而智能控制系统则是通过经验、规则用符号来描述系统.③在性能指标方面,传统控制有着严格的性能指标要求,智能控制没有统一的性能指标,而主要关注其目的和行为是否达到.但是,智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,互相取长补短,而并非互相排斥.基于智能控制与传统控制在应用领域方面、理论方法上和性能指标等方面
