自动控制原理和应用.doc

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1、...... AI&RobotsIns.(InstituteofArtificialIntelligence and Robots)，即人工智能与机器人研究所，是隶属于北京工业大学控制科学与工程学科的研究机构，自然地，其所致力于研究的，是人工智能(Artificial Intelligence)和机器人(Robot)。   Robot是大家熟悉的一个英文名词，常常被译作“机器人”。然而，无论就其形态或结构，还是就其运动方式或行为方式，多数Robot不象人。准确地说，Robot是一种自动机器，一种仿生的自动机器，具有类似生命的特征，具有类似生物的行为，甚至具有类似生物的

2、智慧。   《控制论》之父Wiener有一句名言：       “就其控制行为而言，所有的技术系统都是模仿生物系统的，然而，决没有哪一种生物系统是模仿技术系统的。”       Wiener所说的“技术系统”(TechnicalSystem)就是人造系统，就是机器，准确地说，就是自动机器。       AI&Robots旨在研究具有智能的自动机器，并努力使机器具有生命特征和生物行为，具有感知能力和认知能力，包括记忆和学习的行为能力。   实际上，AI&Robots的研究领域是综合而宽广的，是一个多学科融合的科学研究领域，其中：·控制论(Cybernetics)· 人工

3、智能(ArtificialIntelligence)·机器人学(Robotics)扮演着重要角色。在AI&Robots的标识中，黄色代表着“控制论”，红色代表着“人工智能”，蓝色代表着“机器人学”。       AI&Robots渗透着《控制论》的思想。.专业资料.......       1948年，美国科学家NorbertWiener将机器与动物类比，将计算机与人脑类比，创立了《控制论》。       Wiener是一个天才，8岁上中学，11岁上大学，14 岁大学毕业，18岁获得博士学位，其后，师从英国数学家和哲学家Rosu。虽然主修数学和哲学，Wiener却始终

4、思索着动物和机器的辨证关系。Wiener的《控制论》是关于动物和机器共性的科学，是关于动物和机器同一性和统一性的科学。Wiener兴趣广泛，在理论物理学、生物学、神经生理学和心理学、哲学、文学等领域都有涉猎和建树。正是Wiener广博的知识，使《控制论》成为科学融合的艺术。   正如Wiener在《控制论》中所指出：       “我们正研究这样一种自动机器，它不仅通过能量流动和新陈代谢，而且通过信息流动和传递信号，引起动作流动，并和外界有效地联系起来。自动机器接收信息的装置相当于人和动物的感觉器官；相当于动作器官的可以是电动机或其它不同性质的工具。自动机器接收到的信

5、息不一定立即使用，可以储存起来以备未来之需，这与记忆相似。自动机器运转时，其操作规则会依历史数据产生变化，这就象是学习的过程。”   在《控制论》中，Wiener虚拟设计了一个机器蠕虫，模拟蠕虫的负趋光行为，以阐明动物和机器的共性。Wiener的机器蠕虫具有类似动物神经的反射弧结构：Å感觉器官：一对左右对称的光电管Å传入神经：带信号放大器的输入线路Å神经中枢：一个用于平衡两个光电管           输出的电桥Å传出神经：带功率放大器的输出线路Å动作器官：两个推电动马达　.专业资料.......                                    

6、其中，光电管受光刺激并将光信号变换为电信号；电信号放大后经输入线路送达电桥；电桥对来自不同光电管的信号进行鉴别和比较，给出关于运动方向的指令信号；指令信号经功率放大后送达运动机构，驱动电马达，于是，蠕虫就避开光，向光线较弱的方向运动。       Wiener的机器蠕虫是《控制论》的一个思想实验，其深刻的思想，既是控制科学与工程的源泉，也是人工智能和机器人学的源泉。  《控制论》是一种理念，一部哲学；是世界观和方法论；是AI&Robots一切科学活动的思想基础。                                                      

7、               阮晓钢                                                        2006年4月6日星期四诺伯特·维纳（NorbertWiener）（1894年11月26日－1964年3月18日），美国应用数学家，在电子工程方面贡献良多。他是随机过程和杂讯过程的先驱，又提出了“控制论”一词。.专业资料.......1894年11月26日，美国数学家、控制论的创始人诺伯特·维纳（NorbertWiener）(1894～1964)诞生。1894年11月26日生于美国密苏里州的哥伦比亚，19