智能控制习题解.

3、比较智能控制与传统控制的特点。
答：智能控制的特点：1）能为复杂系统（如非线 性、快事变、多变量、强耦合、不确定性等）进行 有效的全局控制，并具有较强的容错能力。2）定 性决策和定量控制相结合的多模态组合控制。3） 从系统的功能和整体优化的角度来分析和综合系统， 以实现预定的目标，并应具有自组织能力。4）同 时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学表示 的数学模型的混合控制过程，系统在信息处理上， 既有数学运算，又有逻辑和知识推理。 传统控制中，稳定性、准确性和快速性。主要是以 数字解析为结构的为基础的控制理论。
2、已知年龄的论域为[0.200]，且设“年老O”
和“年轻Y”两个模糊集的隶属函数分别为
0 a 50 0 2 1 O a a 50 50 a 200 1 5
1 2 1 Y a a 25 1 5
0 a 25 25 a 200
求：“很年轻W”、“不年老也不年轻 个模糊集的隶属函数。
V”两Fra Baidu bibliotek
2解
（1）语气算子“很” λ=2，即μｗ（a） =μｒ(a) ² “很年轻”模糊集隶属度函数为
（2）：“不老也不年轻” V=/OI/Y

3、设误差的离散论域为【-30，-20，10,0,10,20,30】，且已知误差为零（ZE）和误差为 正小（PS）的隶属函数为
0 0 0.4 1 0.4 0 0 30 20 10 0 10 20 30 0 0 0 0.3 1 0.3 0 PS e 30 20 10 0 10 20 30
ZE e
求：（1）误差为零和误差为正小的隶属函 数 ZE e PS e ； （2）误差为零和误差为正小的隶属函数 ZE e PS e 。
习题解析
1、请论述智能控制产生的背景与原因。

答：随着科学技和生产的迅速发展。对自动化的要求不断提 高，以单纯数学解析结构为基础的控制理论，其局限日益明 显，尤其是对一些大型、复杂、高维、非线性和非确定性严 重的现象，其数学模型难以描述，用以传统的控制理路无法 对其进行有效的控制，所以人们转寻求新的控制方法和理论。 人们发现在许多系统中，复杂性不仅仅表现在高维性上，更 多的是表现在系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完 全性上，是否可以改变一下思路，不要完全以控制对象为研 究主题，而是以控制为研究主体？能否用人工控制的逻辑推 理、启发式知识等解决复杂对象的控制问题呢？在这种思想 的指导下，智能控制应运而生了。



1、 设有一模糊控制器的输出结果为模糊集合C ，其隶属度 为 C = 0.3/-1 + 0.8/-2 + 1/-3 + 0.5/-4 + 0.1/-5 试用重心法计算模糊判决的结果。 2、已知某一加热炉温控系统，要求温度保持在600度恒定。 目前此系统采用人工控制方式，并有以下控制经验： （1）若炉温低于600度，则升压；低的越多升的越高。 （2）若炉温高于600度，则降压；高的越多降的越低。 （3）若炉温等于600度，则保持电压不变。 设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为 控制电压。两个变量的量化等级为7级，取五个语言值。隶 属函数确定的原则任意确定。试按常规模糊控制器的设计方 法设计出模糊控制表。
2、简述智能控制的概念。

答：1)智能控制是自动化科学的崭新分支，是人工 智能、控制理论和运筹学的交叉学科。智能控制必 须具有模拟人类学习和自适应的能力。2)智能控制 是由智能机器自主地实现其目标的过程.而智能机器 则定义为,在结构化或非结构化的,熟悉的或陌生的 环境中,自主地或与人交互地执行人类规定的任务的 一种机器. 3)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.

3解
（1）
（2）
4、已知模糊矩阵P、Q、R、S为
0.6 0.9 P 0.2 0.7 0.5 0.7 Q 0.1 0.4 0.2 0.3 R 0.7 0.7 0.1 0.2 S 0.6 0.5
求：（1）P Q R ； （2）P Q S ； （3）P S Q S 。

5解
先求关系矩阵 R=A × B R=A × B=
A′= 则方向角的变化 B′= A′O R =
6、设有论域 X u1 , u2 , u3 , u4 , u5
，Y v
1
, v2 , v3 , v4 , v5
，并定义
A 轻 1 / u1 0.8 / u 2 0.6 / u3 0.4 / u 4 0.2 / u5 B 重 0.2 / v1 0.4 / v2 0.6 / v3 0.8 / v4 1 / v5
4解
（1）P。Q=

POQOR=
(2) PUQ=
PUQOS=
(3) (POQ)U(QOS)=(PUQ)O S=
5、考虑如下条件语句： 如果 转角误差远远大于15○ 那么快速减小方向角 其隶属度函数定义为 A=转角误差远远大于15○=0/15 + 0.2/17.5 + 0.5/20 + 0.8/22.5 + 1.0/25 B=那么快速减小方向角=1/-20 + 0.8/-15 + 0.4/-10 + 0.1/-5 + 0/0 问：当A‘=转角误差大约在20○时方向角应该怎样 变化？ 设A‘=转角误差大约在20○的隶属函数=0.1/15 + 0.6/17.5 + 1/20 + 0.6/22.5 + 0.1/25。（用 Mamdani推理算法计算）

4、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。
答：主要应用的领域有：模糊系统、神经网
络、专家控制、工业系统、电力系统、机器 人等其他领域的控制。 实例：模糊控制的交流伺服系统
1、比较模糊集合与普通集合的异同。
答：模糊集合是对普通集合的扩展，采样模
糊不清晰的集合边界，它们都是指具有某种 属性的对象的全体，都一样也有交，并，补 得运算 。 不同点：普通集合中对象的属性所表达的概 念是清晰地，每个对象对于集合的隶属关系 也是明确的；而模糊集合中对象的属性所表 达的概念本身不是清晰地，对象对集合的隶 属关系也不是明确的。
试确定模糊条件语句“如果x轻，则y 重，否则y不非常重”所决定的模糊关系 矩阵R，并计算出当x为非常轻、重条件下 所对应的模糊集合y。
6
解 B′= 非常重=
B″=不非常重=B =
关系矩阵R=(A×B)U
A×B=
1、已知语言变量x，y，z。 X的论域为{1,2,3}，定义有两个语言值： “大”＝{0, 0.5, 1}； “小”={1, 0.5, 0}。 Y的论域为{10,20,30,40,50}，语言值为： “高”={0, 0, 0, 0.5, 1}; “中”={0, 0.5, 1, 0.5, 0}; “ 低”={1, 0.5, 0, 0, 0}。 Z的论域为{0.1,0.2,0.3}，语言值为： “长”={0, 0.5, 1}；“短”={1, 0.5, 0} 则1）试求规则： 如果 x 是 “大” 并且 y 是“高” 那么 z是“长”； 否则，如果 x 是“小” 并且 y 是 “中” 那么 z是“短”。 所蕴涵的x，y，z之间的模糊关系R。 2）假设在某时刻，x是“略小”={0.7, 0.25, 0}， y是“略高”={0, 0, 0.3, 0.7, 1} 试根据R通过Zadeh法模糊推理求出此时输出z的语言取值。