最新仿人智能控制系统-西安工程大学控制工程与智能检测实验教学示范中心教学讲义ppt课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气

2、的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅仿人智能控制系

3、统-西安工程大学控制工程与智能检测实验教学示范中心5仿人控制1仿人控制原理与原型算法2仿人控制器的智能属性3仿人控制的特征模型和决策模态4仿人控制器的设计与实现5仿人控制器的设计与实现示例5仿人控制1.仿人控制的基本原理在模拟人的控制结构的基础上，进一步研究和模拟人的控制行为与功能，并把它用于控制系统，实现控制目标。仿人控制研究的主要目标：控制器本身如何对控制专家结构和行为的模拟。仿人控制理论的具体研究方法：从递阶控制系统的最底层（执行级）入手，充分应用已有各种控制理论和计算机仿真结果直接对人的控制

4、经验、技巧和各种直觉推理能力进行测辨和总结，编制成各种实用、精度高、能实时运行的控制算法，并把它们直接应用于实际控制系统，进而建立起系统的仿人控制理论体系，最后发展成智能控制理论。1仿人控制原理与原型算法根据受控系统输出偏差e、偏差导数以及它们的适当组合构成的特征变量,划分动态特征模式,并通过这些特征模式描述系统的动态行为特征,或用这些特征模式直观地反映系统的动态过程,以期为智能控制决策提供依据。3仿人控制的特征模型和决策模态1.人控制的特征模式与特征辨识（1）描述动态系统特征状态的特征基元和特征模

5、式受控系统动态过程的输入和输出数据(序列)包含受控过程的全部信息。由系统输出偏差e、偏差导数、偏差二阶导数构成描述受控系统特征状态的特征信息源,并用集合E表示:3仿人控制的特征模型和决策模态1.人控制的特征模式与特征辨识(2)特征模型的定义及形式化描述特征模型Φ是一种智能控制系统动态特性的定量与定性综合描述的模型,是根据不同的控制问题求解和控制指标要求而对系统动态信息空间∑的一种划分；划分出的每个子区域表示系统的一种特征状态φi。特征模型Φ为全部特征状态的集合,即:Φ={φ1，φ2，…，φr}，φi

6、∈Σ特征状态由一些特征基元qi的组合来描述。3仿人控制的特征模型和决策模态1.人控制的特征模式与特征辨识3.特征辨识与特征记忆特征辨识:智能控制系统根据特征模型对采样信息进行在线处理和模式识别，确定系统当前所处状态的过程。特征记忆：智能控制对反映前期决策与控制效果的特征量及反映控制任务要求和受控对象性质的特征量的记忆。令特征记忆量的集合为:在仿人智能控制系统中,往往利用特征记忆来消除偏差,改善控制品质,直接影响控制输出。控制(决策)模态集合Ψ是控制输出U与误差信息E和特征记忆信息(合记为R)间的一种

7、定量或定性映射关系F的集合,记为:3仿人控制的特征模型和决策模态1.仿人控制的多模态控制1.多模态控制(决策)特征辨识根据特征模型在线确定系统当前所处特征运动状态,而控制器按照特征辨识结果选择相应的控制模态。或者Fi→IF(条件)THEN(操作或结论)智能控制中这种不断变化的控制策略为多模态控制(决策)。典型的仿人控制模态基元有比例(m1)控制模态基元、微分控制(m2)模态基元、积分控制(m3)模态基元及其组合(如PID)模态基元、极值采样保持(m5)与稳态保持(m4)模态基元、开关控制(m6)模态

8、基元等。3仿人控制的特征模型和决策模态1.仿人控制的多模态控制2启发与直觉推理.通过特征辩识识别出系统的当前状态并采用相应控制模态的过程,可看成对人的启发式和直觉推理的一种模仿。启发与直觉推理规则集Ω是对人决策过程的一种模仿;它根据特征辨识结果确定控制与决策策略。可用产生式规则“IF…THEN…”进行描述。4仿人控制器的设计与实现1.仿人控制系统的设计依据仿人控制器的设计建立在系统特征模型和特征辨识的多模态控制方式基础上，为设计受控系统的特征模型和控制模态集，并设定其