仿人智能控制培训课件.ppt

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1、第九章仿人智能控制9.1仿人智能控制的原理9.1.1基本思想9.1.2仿人智能控制行为的特征变量9.1.3系统特性的模式识别9.2几种仿人智能控制方案9.2.1仿人智能开关控制9.2.2仿人比例控制9.2.3仿人智能积分控制9.3专家PID控制2021/8/131ManlikeIC智能控制的一个重要研究方向智能控制，根本上是要仿效人的智能行为进行决策和控制。必要的训练之后，人实现的控制方法接近最优。仿人智能控制不需要了解对象的结构、参数，即不依赖于对象的数学模型，而是根据积累的经验和知识进行在线的推理确定和变换控制策略。2021/8/132Ma

2、nlikeIC调节器参数的自动整定问题PID需要试验加试凑方法整定。需要熟练的技巧，并且相当费时。传统PID调节器无自适应能力。研究专家PID或者智能PID十分必要。2021/8/133ManlikeIC9.1.1基本思想PID－比例，积分和微分控制器反馈控制，按偏差调节控制器作用人脑P:比例，线性放大缩小I:积分，细调D:微分，变化趋势想象功能，具有非线性放大能力记忆功能，选择性记忆能力预见功能，远见卓识的预见能力PID控制作用是优良控制的必要条件，非充分条件。2021/8/134ManlikeICPID的改进：1．变增益控制（增益适应）2.

3、智能积分（非线性积分）3．智能采样控制等等2021/8/135ManlikeIC仿人控制基本思想：利用计算机模拟人的控制行为功能，最大限度地识别过程特征信息，进行启发和自觉推理，对缺乏精确数学模型的对象实现有效的控制。2021/8/136ManlikeIC9.1.2仿人智能控制行为的特征变量图9.1二阶系统的单位阶跃相应曲线2021/8/137ManlikeIC2021/8/138ManlikeIC几个不同点的分析点a,b,F的值均等于y，但动态特征不同点a:系统偏差有偏离平衡点的趋势；点b:系统偏差有趋于平衡点的趋势；点F:系统偏差恰好达到极

4、值。2021/8/139ManlikeIC9.1.3系统特性的模式识别根据输出偏差e和偏差变化Δe以及它们的组合的特征变量，划分动态特征模式，特征模式作为智能控制决策的依据。偏差:en=r-yn偏差变化:Δen=en–en-12021/8/1310ManlikeIC3)e*Δee*Δe的符号，表征动态偏差变化情况.>0,离开平衡点<0,趋于平衡点表9－1特征变量的符号变化OA段AB段BC段CD段DE段en>0<0<0>0>0Δe<0<0>0>0<0en*Δen<0>0<0>0<02021/8/1311ManlikeICen*Δen表征动态偏差变

5、化情况en*Δen>0偏差加大,偏差的绝对值逐渐增大en*Δen<0偏差减小,偏差的绝对值逐渐减小2021/8/1312ManlikeICΔen*Δen-1表征极值Δen*Δen-1>0无极值Δen*Δen-1<0有极值B点：Δen*Δen-1<0;en*Δen>0C’点：Δen*Δen-1<0;en*Δen<0B点之后，偏差趋于减小，C’点之后，偏差逐渐加大。2021/8/1313ManlikeIC与en*Δen联合使用，细化系统特征例如，曲线BC(DE)中间一段，偏差变化较大且偏差较大。具体数值满足en*Δen<0且b<

6、021/8/1314ManlikeICΔen/Δen-1表征偏差局部变化趋势Δen/Δen-1比值大,前期控制效果差2021/8/1315ManlikeICΔ(Δe)表征偏差变化的变化率Δ(Δe)>0超调阶段ABC段Δ(Δe)<0回调阶段CDE段特征变量是对系统动态特性的一种定性与定量相结合的描述，它体现了对人的形象思维的一种模拟。2021/8/1316ManlikeIC9.1.3仿人智能控制器的结构2021/8/1317ManlikeIC图9.3多变量仿人智能控制器的结构2021/8/1318ManlikeIC其中，A,B是解析式、逻辑关系式

7、和阈值集的集合;F,H是以IF(特征)THEN(控制模式)的形式写成的直觉推理规则集;V,W是以各种线性、非线性函数写成的模式集，分别存放于RB和DB中。ST产生的M进入DB取代原有的控制参数集,MC产生输出u*，经K输出u=Ku*，去控制被控对象G。2021/8/1319ManlikeIC9.2几种仿人智能控制方案9.2.1仿人智能开关控制(Bang-Bang)控制开关（on-off)控制—bang-bang控制，简单，易于实现。电加热炉的控制中常常应用。问题：精度较低，系统振荡幅度较大。分析：常规方法，两态：开、关；没有人工控制根据变化趋势

8、调节的特点。2021/8/1320ManlikeIC人工控制，可以根据误差和误差变化率选择开关接通的时间。智能开关控制即是”考虑实际误差变化规律和被控