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《智能控制》课程笔记第一章绪论1.1 智能控制的产生和发展智能控制是随着科技的发展而逐渐兴起的一个领域，它是自动控制理论的重要组成部分。
智能控制的概念最早可以追溯到20世纪60年代，当时人工智能、模式识别、系统辨识等领域的研究成果为智能控制的发展奠定了基础。
进入20世纪70年代，随着计算机技术的飞速发展，智能控制得到了迅速推广和应用。
20世纪80年代以来，智能控制已成为自动控制领域的研究热点，并在许多领域取得了显著成果。
智能控制的发展受到了许多领域的推动，如计算机科学、人工智能、自动控制、电子学、生物学等。
这些领域的研究成果为智能控制的理论和方法提供了丰富的素材。
目前，智能控制已在工业生产、交通运输、生物医学、能源等领域得到了广泛应用。
1.2 智能控制的定义和特点智能控制是指采用人工智能、模式识别、系统辨识等技术，对复杂系统进行建模、分析、设计和控制的方法。
智能控制的特点主要包括：1. 自适应性：智能控制系统能够根据环境和任务的变化，自动调整控制策略，实现最优控制。
2. 鲁棒性：智能控制系统具有较强的鲁棒性，能够在一定范围内适应不确定性和外部干扰。
3. 学习能力：智能控制系统能够通过学习，不断优化控制策略，提高控制性能。
4. 解释能力：智能控制系统能够对控制结果进行解释，为用户提供决策支持。
5. 实时性：智能控制系统能够在实时环境下运行，满足实时性要求。
1.3 智能控制的研究内容智能控制的研究内容主要包括以下几个方面：1. 智能控制理论：研究智能控制的基本原理和方法，包括人工智能、模式识别、系统辨识等。
2. 智能控制器设计：研究如何设计智能控制器，实现复杂系统的稳定、高效运行。
3. 智能控制应用：研究智能控制在各个领域的应用，如工业生产、交通运输、生物医学等。
4. 智能控制仿真与实验：利用计算机仿真和实验手段，验证智能控制理论和方法的有效性。
5. 智能控制与其他学科的交叉研究：探讨智能控制与生物学、心理学、经济学等学科的交叉研究，为智能控制的发展提供新的思路和方法。
![[课件]智能控制复习PPT](https://uimg.taocdn.com/15a00039ff00bed5b9f31d9b.webp)
智能控制技术复习题课后答案-图文一、填空题1．智能控制是一门新兴的学科，它具有非常广泛的应用领域，例如、、和1、交叉学科在机器人控制中的应用在过程控制中的应用飞行器控制2．传统控制包括和2、经典反馈控制现代理论控制3．一个理想的智能控制系统应具备的基本功能是、、和3、学习功能适应功能自组织功能优化能力4．智能控制中的三元论指的是：、和4、运筹学，人工智能，自动控制5．近年来，进化论、、和等各门学科的发展给智能控制注入了巨大的活力，并由此产生了各种智能控制方法。
5、神经网络模糊数学专家系统6．智能控制方法比传统的控制方法更能适应对象的、和6、时变性非线性不确定性7．傅京逊首次提出智能控制的概念，并归纳出的3种类型智能控制系统是、和7、人作为控制器的控制系统、人机结合作为控制器的控制系统、无人参与的自主控制系统8、智能控制主要解决传统控制难以解决的复杂系统的控制问题，其研究的对象具备的3个特点为、和8、不确定性、高度的非线性、复杂的任务要求9．智能控制系统的主要类型有、、、、和9、分级递阶控制系统，专家控制系统，神经控制系统，模糊控制系统，学习控制系统，集成或者（复合）混合控制系统10．智能控制的不确定性的模型包括两类：(1)；(2)10、(1)模型未知或知之甚少；(2)模型的结构和参数可能在很大范围内变化。
11．控制论的三要素是：信息、反馈和控制12．建立一个实用的专家系统的步骤包括三个方面的设计，它们分别是、和知识库的设计推理机的设计人机接口的设计13．专家系统的核心组成部分为和知识库、推理机14．专家系统中的知识库包括了3类知识，它们分别为、、和判断性规则控制性规则数据15．专家系统的推理机可采用的3种推理方式为推理、和推理。
15、正向推理、反向推理和双向推理16．根据专家控制器在控制系统中的功能，其可分为和16、直接型专家控制器、间接型专家控制器17．普通集合可用函数表示,模糊集合可用函数表示。
智能控制理论及应用第1章绪论■《智能控制》在自动化课程体系中的位置《智能控制》是一门控制理论课程，研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。
与《自动控制原理》和《现代控制原理》一起构成了自动控制课程体系的理论基础。
■《智能控制》在控制理论中的位置《智能控制》是目前控制理论的最高级形式，代表了控制理论的发展趋势，能有效地处理复杂的控制问题。
其相关技术可以推广应用于控制之外的领域：金融、管理、土木、设计等等。
■经典控制和现代控制理论的统称为传统控制，智能控制是人工智能与控制理论交叉的产物，是传统控制理论发展的高级阶段。
智能控制是针对系统的复杂性、非线性和不确定性而提出来的。
■传统控制和智能控制的主要区别：➢传统控制方法在处理复杂化和不确定性问题方面能力很低；智能控制在处理复杂性、不确定性方面能力较高。
智能控制系统的核心任务是控制具有复杂性和不确定性的系统，而控制的最有效途径就是采用仿人智能控制决策。
➢传统控制是基于被控对象精确模型的控制方式；智能控制的核心是基于知识进行智能决策，采用灵活机动的决策方式迫使控制朝着期望的目标逼近。
传统控制和智能控制的统一：智能控制擅长解决非线性、时变等复杂的控制问题，而传统控制适于解决线性、时不变等相对简单的控制问题。
智能控制的许多解决方案是在传统控制方案基础上的改进，因此，智能控制是对传统控制的扩充和发展，传统控制是智能控制的一个组成部分。
■智能控制与传统控制的特点。
传统控制：经典反馈控制和现代理论控制。
它们的主要特征是基于精确的系统数学模型的控制。
适于解决线性、时不变等相对简单的控制问题。
智能控制：以上问题用智能的方法同样可以解决。
智能控制是对传统控制理论的发展，传统控制是智能控制的一个组成部分，在这个意义下，两者可以统一在智能控制的框架下。
■智能控制应用对象的特点(1)不确定性的模型模型未知或知之甚少；模型的结构和参数可能在很大范围内变化。
(2)高度的非线性(3)复杂的任务要求■自动控制的发展过程■智能控制系统的结构一般有哪几部分组成，它们之间存在什么关系？答：智能控制系统的基本结构一般由三个部分组成：人工智能（AI）：是一个知识处理系统，具有记忆、学习、信息处理、形式语言、启发式推理等功能。
《智能控制》课程复习提纲1.自动控制的发展经历了三个阶段：经典控制论、现代控制论和智能控制。
请分别陈述上述三个阶段的研究对象的特点、数学工具和数学模型、主要研究内容和主要研究成果。
2.智能控制系统的主要功能特点包括：学习功能、适应功能和组织功能。
请分别陈述上述三个功能特点的具体含义。
3.请列举2个智能控制应用的例子，并说明被控对象的特点和所使用的数学工具。
4.预测控制算法包括以下三个步骤：建立预测模型、滚动时域优化和反馈校正。
请分别陈述上述三个步骤的具体过程。
5.设论域{}1234,,,U x x x x =，A 和B 是论域上的两个模糊集合，已知： 12340.30.50.70.4A x x x x =+++，1230.510.8B x x x =++请分别计算：A ，B ，A B ⋃和A B ⋂。
6.设论域{}12345,,,,U x x x x x =，A 和B 是论域上的两个模糊集合，已知： 12350.20.40.90.5A x x x x =+++，13450.10.7 1.00.3B x x x x =+++ 请分别计算：A B ⋅，A B +，A B ⊕和A B ⊗。
7.已知输入的模糊集合A 和输出的模糊集合B ： 123451.00.80.50.20.0A a a a a a =++++，12340.7 1.00.60.0B b b b =+++，1）请计算A 到B 的模糊关系R 。
2）若输入123450.4/0.7/ 1.0/0.6/0.0/A a a a a a '=++++，求输出'B 。
8.有模糊控制规则如下：“如果温度低，则将风门开大”|。
设温度和风门开度的论域为{1，2，3，4，5}。
“温度低”=1/1+0.6/2+0.3/3+0.0/4+0/5，“风门大”=0/1+0.0/2+0.3/3+0.6/4+1/5。
已知“温度较低”=0.8/1+1/2+0.6/3+0.3/4+0/5，请用模糊推理确定风门开度。
智能控制理论复习资料一．智能控制概述1.什么是智能？什么是人工智能？答：能有效地获取、传递、处理、再生和利用信息，从而在任意给定的环境下能成功地达到预定目的的能力。
是研究、开发用于模拟、延伸、扩展人的智能的理论、方法、技术与应用系统的一门新的科学技术。
2. 什么是控制？什么是自动控制？什么是智能控制？答：按照主体的意愿，使事物向期望的目标发展。
在没有人直接参与的情况下，利用外加设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
在没有人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。
3. 智能控制的二元结构和三元结构分别是什么？答：二元结构：人工智能、自动控制三元结构：人工智能、自动控制、运筹学4.智能控制系统的主要功能特点是什么？答：学习功能、适应功能、组织功能、优化功能5.智能控制的研究对象具备什么特点？答：①不确定性的模型。
传统的控制是基于模型的控制，这里的模型包括控制对象和干扰模型。
②高度的非线性。
传统控制理论中的线性系统理论比较成熟。
③复杂的任务要求。
传统的控制系统中，控制任务或者是要求输出值为定值，或者要求输出值跟随期望值的运动轨迹，因此控制任务的要求比较单一，而智能控制的任务要求往往比较复杂。
6.智能控制与自动控制的关系是什么？答：①自动控制是智能控制的基础，智能控制是对自动控制的进步与延伸；②自动控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用自动控制的方法来解决“低级”的控制问题；③智能控制具有模拟人进行诸如规划、学习和自适应的能力，所以它就是让自动控制系统拥有学习的功能。
7.智能控制与传统控制相比有哪些优点？答：传统控制难以解决的问题包括以下几点：①实际系统由于存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等，无法获得精确的数学模型；②某些复杂的和包含不确定性的控制过程无法用传统的数学模型来描述，即无法解决建模问题；③针对实际系统往往要进行一些较苛刻的线性化假设，而这些假设往往与实际系统不符合；④实际控制任务复杂，而传统的控制任务要求低，对复杂的控制任务无能为力。
智能控制——简答复习自动化内部交流，个人见解，不保证全部正确智能控制的特点1.学习功能智能控制器能通过从外界环境所获得的信息进行学习，不断积累知识，使系统的控制性能得到改善。
2.适应功能智能控制器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，当系统某一部分出现故障时，也能进行控制。
3.自组织功能智能控制器对复杂的分布式信息具有自组织和协调的功能，当出现多目标冲突时，它可以在任务要求的范围内自行决策，主动采取行动。
4.优化能力智能控制器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。
专家控制和专家系统的区别专家控制引入了专家系统的思想，但与专家系统存在以下区别。
1.专家系统能完成专门领域的功能，辅助用户决策；专家控制能进行独立的、实时的自动决策。
专家控制比专家系统对可靠性和抗干扰性有着更高的要求。
2.专家系统处于离线工作方式，而专家控制要求在线获取反馈信息，即要求在线工作方式。
模糊控制器的设计步骤1.模糊控制器的结构2.定义输入、输出模糊集3.定义输入、输出隶属函数4.建立模糊控制规则5.建立模糊控制表6.模糊推理7.反模糊化模糊控制面临的主要任务1．模糊控制的机理及稳定性分析，新型自适应模糊控制系统、专家模糊控制系统、神经网络模糊控制系统和多变量控制系统的分析与设计。
2．模糊集成控制系统的设计方法研究。
现代控制理论、神经网络与模糊控制的相互结合及相互渗透，可构成模糊集成控制系统。
3．非线性系统应用中的模糊建模、模糊规则的建立和模糊推理算法的深入研究。
4．自学习模糊控制策略的研究。
5．常规模糊控制系统稳定性的改善。
6．模糊控制芯片、模糊控制装置及通用模糊控制系统的开发及工程应用。
神经网络的特征1.能逼近任意非线性函数。
2.信息的并行分布式处理与存储。
3.可以多输入、多输出。
4.便于用超大规模集成电路(VISI)或光学集成电路系统实现，或用现有的计算机技术实现。
一、填空题1 .传统控制方法包括经典控制和现代控制2.智能控制具有学习、抽象、推理、决策等功能3.智能控制的几个重要分文为专家控制、模糊控制、神经网络控制和遗传算法4.神经网络具有并行机制、模式识别、记忆和£1学习能力的特点5.遗传算法是基干A然选择和某因遗传学原理的搜索算法6.遗传算法可用于模糊控制规则的优化及神经M络参数及权值的学习7.遗传算法根据适者生存、优胜劣汰等£）然进化规则來进行搜索计算和问题求解。
8.智能控制的成用包括智能机器人控制、计算机集成制造系统（CIMS）、工业过程控制、航空航天控制、社会经济管理系统、交通运输系统、环保及能源系统等。
9.专家系统是一类毡含知识和推理的智能计算机程序10.专家系统的发展分为3个时期：初创期、成熟期、发展期11.专家系统主要由知识库和推理机构成12.知识库包含多种功能模块，主要有知识查询、检索、增删、修改和扩充等13.推理机包括三种推理方式：正向推理、反向推理、双向推理14.常用的知识表示方法为：产生式规则，框架，语义网络，过程。
其屮产生式规则是专家系统最流行的表达方法。
15.智能是脑特别是人脑的属性或产物。
智能的基础是知识。
智能的太键是思维。
智能取决于感知和行为。
内涵：智能二知识+思维；外延：智能就是发现规律、运用规律和分析问题、解决问题的能力。
16.专家系统知识库的数据库似括事实、证据、假设、FI标因素。
17.专家控制器分为以K两种类型：且接型专家控制器、间接型专家控制器18.专家控制的特点：灵活性、适应性、鲁棒性19.模糊集是用隶属函数来表征的20.模糊集合的逻辑运算实质上就足求属函数的运算过程。
21.模糊控制中应用较多的隶屈函数有以下6种隶屈函数：高斯型隶屈函数、广义钟型隶屈函数、S 形隶属函数、梯形隶属函数、三角形隶属函数、Z形隶属函数22.隶属函数是梭糊控制的应川基础23.遵照这一原则的隶属函数选择方法有以卜‘儿种：模糊统计法、主观经验法、祌经网络法24.模糊控制足以模糊集理论、模糊语言变S和模糊逻辑推理为葙础的一种智能控制方法25.知识库由数据库和规则库两部分构成。
