智能控制第3章模糊控制的理论基础[1]
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《智能控制》课程教学大纲注:课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课;课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标(-)课程地位《智能控制》是自动化专业的专业教育课程,代表着自动控制理论发展的新阶段,教学目的是培养学生掌握智能控制的基本概念,熟悉智能控制系统分析设计的一般方法及其应用。
本课程以智能控制中发展比较成熟的模糊控制、神经网络技术的理论与应用作为主要教学内容,介绍在工业领域中用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。
学生通过本课程的学习,可掌握智能控制系统的基本概念、工作原理、设计方法和实际应用,具备初步的运用智能控制理论和技术,对复杂控制工程问题进行分析、设计及解决实际问题的能力。
(二)课程目标(1)理解智能控制的基本概念,熟悉智能控制系统分析与设计的理论知识体系,具有面向自动化领域复杂控制工程问题的理解能力;培养大学生的科学精神,实事求是、开拓进取;(2)掌握模糊控制及人工神经网络的基本原理,具有运用智能控制理论,针对复杂控制工程问题进行计算和模拟的能力;培养大学生顽强拼搏、不畏挫折、勇于创新的精神。
(3)掌握智能控制系统设计的基本方法,具有运用智能控制理论和技术,针对复杂控制工程问题进行分析、设计和改进的能力。
二、课程目标达成的途径与方法《智能控制》课程教学以课堂教学为主,结合自主学习和上机教学,针对难以建模的控制对象,学习用模糊控制或人工神经网络控制的基本理论和方法,分析控制系统任务需求, 设计控制器的专业基础知识。
培养学生掌握智能控制的基本概念,熟悉智能控制系统分析设计的一般方法,具备初步的运用智能控制理论和技术,针对复杂控制工程问题进行分析、设计和改进的能力。
(1)课堂教学主要讲述智能控制的基本概念,基本原理、基本设计方法,在课堂教学中,充分引入互动环节,提高教学效果。
通过指导学生学习使用MATLAB仿真软件,进行简单的工程实例设计,使学生能够更加容易理解抽象的理论知识,提高学习兴趣,熟悉智能控制系统分析与设计的理论知识体系,形成良好的思维方式和学习方法。
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。
智能控制题目及解答 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT智能控制题目及解答第一章绪论作业作业内容1.什么是智能、智能系统、智能控制2.智能控制系统有哪几种类型,各自的特点是什么3.比较智能控制与传统控制的特点。
4.把智能控制看作是AI(人工智能)、OR(运筹学)、AC(自动控制)和IT(信息论)的交集,其根据和内涵是什么5.智能控制有哪些应用领域试举出一个应用实例,并说明其工作原理和控制性能。
1 答:智能:能够自主的或者交互的执行通常与人类智能有关的智能行为,如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习等一系列活动的能力,即像人类那样工作和思维。
智能系统:是指具有一定智能行为的系统,对于一定的输入,它能产生合适的问题求解相应。
智能控制:智能控制是控制理论、计算机科学、心理学、生物学和运筹学等多方面综合而成的交叉学科,它具有模仿人进行诸如规划、学习、逻辑推理和自适应的能力。
是将传统的控制理论与神经网络、模糊逻辑、人工智能和遗传算法等实现手段融合而成的一种新的控制方法。
2 答:(1)人作为控制器的控制系统:人作为控制器的控制系统具有自学习、自适应和自组织的功能。
(2)人-机结合作为作为控制器的控制系统:机器完成需要连续进行的并需快速计算的常规控制任务,人则完成任务分配、决策、监控等任务。
(3)无人参与的自组控制系统:为多层的智能控制系统,需要完成问题求解和规划、环境建模、传感器信息分析和低层的反馈控制任务。
3 答:在应用领域方面,传统控制着重解决不太复杂的过程控制和大系统的控制问题;而智能控制主要解决高度非线性、不确定性和复杂系统控制问题。
在理论方法上,传统控制理论通常采用定量方法进行处理,而智能控制系统大多采用符号加工的方法;传统控制通常捕获精确知识来满足控制指标,而智能控制通常是学习积累非精确知识;传统控制通常是用数学模型来描述系统,而智能控制系统则是通过经验、规则用符号来描述系统。