智能控制完整可编辑版本精选ppt课件.ppt

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1、（第7课）第四章专家控制智能控制IntelligentControlExpertControlSystemECS专家系统+工程控制论ECS广泛应用于故障诊断、工业设计及过程控制。第四章专家控制14.1专家系统专家系统（ExpertSystem)是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一。1965年第一个化学专家系统DENDRAL诞生。2专家系统是一个智能计算机程序系统内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题基于知识库的程序，知识来源于专家处理现实需要由专家分析解决的

2、问题通过推理解决问题3专家系统的类型解释专家系统预测专家系统诊断专家系统设计专家系统规划专家系统监视专家系统控制专家系统调试专家系统教学专家系统修理专家系统4专家系统的特点启发性：推理思考透明性：解释本身的推理过程，回答用户的提问灵活性：增长、修改、更新知识5专家系统结构P241图4.1知识库推理机专家知识输入或提问答案6知识库和推理机是两个主要组成部分。知识库：判断性知识叙述性知识推理机：解释程序调度程序接口：人机交互专家系统是一种智能计算机程序7接口事实规则解释器计划议程中间解执行器调度器协调器黑板推理机知识库用户8专

3、家系统建立过程知识获取：来源与专家、教科书、资料库及工程师知识表达：由知识工程师整理、以正确形式储存于知识库中。知识表达方式具备：表达专家知识能力能方便使用系统建立9产生式系统ProductionSystem,PSES是基于PS的基础上发展起来的，基于POST（1943）提出的产生式规则。第一个化学领域的专家系统DENDRAL（Stanford）即采用PS知识表达方式10PS由事实和规则构成事实：静态的知识，如事物、事件和它们之间的关系。规则（产生式规则）：表示推理和行为的过程。IF—THEN前项表示条件，可由各条件用逻辑

4、连接词组成不同组合；后项为当条件为真时采取的行动或结论。11产生式系统结构控制策略产生式规则数据库12产生式系统推理：13框架理论Frame着重结构、组织七十年代由MT的M.Minsky提出的一种知识表达方法，作为理解视觉、自然语言对话及其它复杂行为的一种基础。框架：人类日常分析和思维，使用从过去的经验中积累的知识。这些知识规模巨大而以很好的形式保留在人们的记忆中。14FrameFrame_nameSlot_name_1:Aspect_11,Aspect_value_11Aspect_12,Aspect_value_12S

5、lot_name_n:Aspect_n1,Aspect_value_n1Aspect_n2,Aspect_value_n2框架通常描述一类物体，由一组描述物体的各方面的槽组成，每个槽有自己的名字和值。在复杂结构中，槽下面可设几个侧面，每个侧面各有自己的值。15槽或侧面的取值可以是二值逻辑的T或F，可以是实数值，可以是文字以及其它形式的定义域。还可以是一组子程序，称为框架的程序附件框架结构中，各框架有联系：纵向，继承关系，利于学习横向，信息联系。16例，学校人员Personnel网络Teacher_1PersonnelFac

6、ultyFaculty-TeacherFaculty-CarderStudentTeacher_217在框架表示的知识库中，主要有两种活动，一是填槽，即框架中未知内容的槽需要填写；二是“匹配”，根据已知事件寻找合适的框架，并将该内容填入槽中。主要推理形式：默认推理：通过继承关系匹配18语义网络由语言符号的网络格式表示人类知识构造的一种形式。19不确定性结论不确定性证据不确定性知识的不确定性专家系统应用于某些领域时，结论很少是完全确定的，因而，面临不确定问题。20证据不确定性PS前提部分，事实（观察到的）具有不确定性，如看到

7、的物体白色/灰色？可信度-1~+1（或0~1）当规则具有一个以上的条件时，就需要根据各条件的可信度求总条件的可信度。21以模糊理论为基础的处理方法（取最小）ANDAND0.90.51.00.5ANDAND0.90.51.00.45以概率论为基础的处理方法（相乘）22OROR0.90.51.01.0取最大23专家控制目标模拟、延伸、扩展“控制专家”的思想、策略和方法ECS的功能P2464.2专家控制基本原理24专家控制系统与专家系统的区别专家系统：专门领域的问题咨询、推理辅助用户决策专家控制：对控制动作独立决策专家系统：离线

8、专家控制：在线25专家控制算法实质：解析控制规律+启发式逻辑算法传统控制的特长：能够针对精确描述的解析模型进行精确的数值求解。传统控制的缺陷：难于在大范围或复杂环境中取得完美控制效果。需要启发式逻辑26其实，传统控制技术中也存在许多启发式逻辑，如：PID参数整定和优化不同算法的协调未建模动态的处理系统在