智能控制 第一章 概述课件.ppt

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1、智能控制理论与应用宋建辉1第一章智能控制概述1.1智能控制的基本概念1.2智能控制系统的特点1.3智能控制理论的产生和发展1.4智能控制的理论框架1.5智能控制的主要形式1.6智能控制的发展趋势1.7智能控制的应用实例1.8智能控制的实现21.1智能控制的基本概念智能控制是自动控制发展的高级阶段，是人工智能、控制论、运筹学等多种学科的高度综合与集成，是一门新的交叉前沿学科。从广义上讲，智能控制是研究对复杂的不确定性被控对象（过程）采用人工智能的方法有效地克服系统的不确定性，使系统从无序状态到有序状态转移的方法。是当前的一个研究热点。研

2、究如何运用人工智能的方法来构造控制系统和设计控制器，是从事先进控制技术领域人员必修课。31.1智能控制的基本概念智能控制已经出现了相当长的一段时间，并且已取得了初步的应用成果。但是究竟什么是“智能”，什么是“智能控制”等问题，至今没有统一的明确定义。归纳各种说法，主要有四种说法：4定义一：智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制，也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。定义二:K.J.奥斯托罗姆则认为，把人类具有的直觉推理和试凑法等智能加以形式化或机器模拟，并用于控制系统的分析与设计中，以期在一定程度上实

3、现控制系统的智能化，这就是智能控制。他还认为自调节控制、自适应控制就是智能控制的低级体现。1.1智能控制的基本概念5定义三:智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制，也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。智能控制的定义定义四:智能控制实际只是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。1.1智能控制的基本概念6智能与智能控制的定义◆按系统的一般行为特征定义智能(Albus)什么叫智能？有不同的定义：在不确定环境中，作出合适动作的能力。合

4、适动作是指增加成功的概率，成功就是达到行为的子目标，以支持系统实现最终目标。！？低级智能：感知环境、作出决策、控制行为1.1智能控制的基本概念7高级智能：理解和觉察能力，在复杂和险恶环境中进行选择的能力，力求生存和进步。！？1.1智能控制的基本概念8◆按人类的认知的过程定义智能(A.Meystel)智能是系统的一个特征，当集中注意力（FocusingAttention)、组合搜索(CombinatorialSearch)、归纳（Generalization)过程作用于系统输入，并产生系统输出时，就表现为智能。系统输入系统输出智能集中注

5、意力组合搜索归纳FACSG1.1智能控制的基本概念9◆按机器智能定义(Saridis)机器智能是把信息进行分析、组织，并把它转换成知识的过程。知识就是所得到的结构性信息，它可用来使机器执行特定的任务，以消除该任务的不确定性或盲目性，达到最优或次优的结果。机器智能1.1智能控制的基本概念10智能控制的定义智能控制密切相关智能系统必是控制系统控制系统必需具有智能1.1智能控制的基本概念智能控制：是应用人工智能的理论与技术和运筹学的优化方法，并将其同控制理论方法与技术相结合，在未知环境下，仿效人的智能，实现对系统的控制。11第一章智能控制概

6、述1.1智能控制的基本概念1.2智能控制系统的特点1.3智能控制理论的产生和发展1.4智能控制的理论框架1.5智能控制的主要形式1.6智能控制的发展趋势1.7智能控制的应用实例1.8智能控制的实现12智能控制的特点1.自学习功能2.自适应功能3.自组织功能能对一个过程或其环境的未知特征所固有的信息进行学习，并将得到的经验用于进一步估计、分类、决策或控制，从而使系统的性能得以改善，具有从输入到输出的映射关系，可实现不依赖于模型的自适应控制，即使是在系统某一部分出现故障时，系统也能正常工作。对复杂的分布式信息具有自组织和协调的功能，当出现

7、多目标冲突时，它可以在任务要求的范围内自行决策，自动采取行动。4.优化能力能够通过不断优化控制参数和寻找控制器的最佳结构形式获得整体最优的控制性能1.2智能控制系统的特点13智能控制的三种形式具有仿人的组织、协商和决策的能力。分析、组织数据并将数据变换为机器理解的结构话信息的能力；在复杂环境中选取优化行为，使系统能在不确定情况下继续工作的能力。初级智能控制具有辩识对象和事件、在客观世界模型中获取和表达知识、进行思考和计划未来行动的能力。具有感知环境、做出决策和控制的能力。中级智能控制高级智能控制1.2智能控制系统的特点14第一章智能控

8、制概述1.1智能控制的基本概念1.2智能控制系统的特点1.3智能控制理论的产生和发展1.4智能控制的理论框架1.5智能控制的主要形式1.6智能控制的发展趋势15传统控制理论的局限性随着复杂系统的不断涌现，传统控制理论越来