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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。
在性能指标方面，传统控制有着严格的性能指标要求，智能控制没有统一的性能指标，而主要关注其目的和行为是否达到。
智能控制课后题答案智能计算与智能控制的关系
智能计算和智能控制是紧密相关的概念。
智能计算是指利用计算机技术和算法来模拟人类智能的过程。
使计算机具备某种程度的智能。
而智能控制是指利用智能计算方法来设计和实现自动控制系统，使其具备更高级的控制能力和适应性。
智能计算和智能控制的关系可以简要概括为：智能计算是实现智能控制的基础，而智能控制是智能计算的应用之一。
在智能控制中，智能计算方法可以用于模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等方面。
这些方法利用智能计算的技术和算法，通过学习、优化和适应性调整等方式，使控制系统能够更好地适应不确定性、非线性和复杂性等问题，提高控制系统的性能和鲁棒性。
在无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。
对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。
定量方法与定性方法相结合的目的是，要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。
因此，在研究和设计智能系统时，主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面，而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上，即智能控制的关键问题
不是设计常规控制器，而是研制智能机器的模型。
《智能控制》题集一、选择题（共10小题，每小题3分）1.智能控制是基于哪种理论发展起来的一种新型控制方法？（）A. 经典控制理论B. 现代控制理论C. 人工智能与自动控制理论相结合D. 模糊数学理论答案：C解析：智能控制是人工智能与自动控制理论相结合的产物，它利用人工智能的方法和技术，对复杂的非线性系统进行控制，具有自学习、自组织和自适应的能力。
2.下列哪项不属于智能控制的主要特点？（）A. 能够处理复杂的非线性系统B. 依赖于精确的数学模型C. 具有自学习和自适应能力D. 能够实现多目标优化控制答案：B解析：智能控制的一个显著特点是能够处理复杂的非线性系统，并且不依赖于精确的数学模型，而是通过学习和适应来实现控制目标。
3.模糊控制是智能控制的一个重要分支，其核心思想是什么？（）A. 利用模糊逻辑进行推理和控制B. 精确计算控制量C. 依赖于系统的精确数学模型D. 仅适用于线性系统答案：A解析：模糊控制的核心思想是利用模糊逻辑进行推理和控制，它允许使用模糊的语言变量和模糊规则来描述系统的行为和控制策略，从而实现对复杂系统的有效控制。
4.神经网络控制在智能控制中扮演什么角色？（）A. 仅仅是一种数据处理方法B. 能够模拟人脑的学习和记忆功能C. 仅适用于静态系统D. 无法处理非线性问题答案：B解析：神经网络控制在智能控制中扮演着重要角色，它能够模拟人脑的学习和记忆功能，通过训练和学习来适应系统的变化，实现对非线性系统的有效控制。
5.专家系统在智能控制中的主要作用是什么？（）A. 提供精确的数学模型B. 模拟人类专家的决策过程C. 仅用于故障诊断D. 无法处理不确定性问题答案：B解析：专家系统在智能控制中的主要作用是模拟人类专家的决策过程，通过知识库和推理机制解决复杂控制问题，提供精确的控制策略和调整建议。
6.遗传算法在智能控制中常用于哪方面的优化？（）A. 控制参数优化B. 系统模型建立C. 数据处理D. 故障诊断答案：A解析：遗传算法在智能控制中常用于控制参数的优化，通过模拟自然选择和遗传机制，对控制参数进行编码、选择、交叉和变异等操作，不断迭代优化，直到找到最优解或近似最优解。
习题集第一章概论1.试从学科和能力两个方面说明什么是人工智能。
2.哪些思想、思潮、时间和人物在人工智能发展过程中起了重要作用?3.近年来人工智能研究取得哪些重要进展?4.为什么能够用计算机模拟人类智能?5.目前人工智能学界有哪些学派?它们的认知观为何?6.自动控制存在什么机遇与挑战?为什么要提出智能控制?7.简述智能控制的发展过程,并说明人工智能对自动控制的影响。
8.傅京孙对智能控制有哪些贡献?9.什么是智能控制?它具有哪些特点?10.智能控制器的一般结构和各部分的作用为何?它与传统控制器有何异同?11.智能控制学科有哪几种结构理论?这些理论的内容是什么?12.为什么要把信息论引入智能控制学科结构?13.人工智能不同学派的思想在智能控制上有何反映?第二章知识表示方法1.状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点?2.设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?3.利用下图,用状态空间法规划一个最短的旅行路程:此旅程从城市A开始,访问其他城市不多于一次,并返回A。
选择一个状态表示,表示出所求得的状态空间的节点及弧线,标出适当的代价,并指明图中从起始节点到目标节点的最佳路径。
4.试说明怎样把一棵与或解树用来表达下图所示的电网络阻抗的计算。
单独的R、L或C可分别用R、jωL或1/jωC来计算,这个事实用作本原问题。
后继算符应以复合并联和串联阻抗的规则为基础。
5.试用四元数列结构表示四圆盘梵塔问题,并画出求解该问题的与或图。
6.用谓词演算公式表示下列英文句子(多用而不是省用不同谓词和项。
例如不要用单一的谓词字母来表示每个句子)。
A computer system is intelligent if it can perform a task which,if performed by a human, requires intelligence.7.把下列语句表示成语义网络描述:(1)All man are mortal.(2)Every cloud has a silver lining.(3)All branch managers of DEC participate in a profit-sharing plan.8.作为一个电影观众,请你编写一个去电影院看电影的剧本。
智能控制习题⼀、填空题（每空1分，共20分）1．控制论的三要素是：信息、反馈和控制。
2．传统控制是经典控制和现代控制理论的统称。
3．智能控制系统的核⼼是去控制复杂性和不确定性。
4．神经元（即神经细胞）是由细胞体、树突、轴突和突触四部分构成。
5．按⽹络结构分，⼈⼯神经元细胞可分为层状结构和⽹状结构按照学习⽅式分可分为：有教师学习和⽆教师学习。
6．前馈型⽹络可分为可见层和隐含层，节点有输⼊节点、输出节点、计算单元。
7．神经⽹络⼯作过程主要由⼯作期和学习期两个阶段组成。
⼆、判断题：（每题1分，共10分）1．对反馈⽹络⽽⾔，稳定点越多，⽹络的联想与识别能⼒越强，因此，稳定点的数据⽬越多联想功能越好。
（错）2．简单感知器仅能解决⼀阶谓词逻辑和线性分类问题，不能解决⾼阶谓词和⾮线分类问题。
（对）3． BP算法是在⽆导师作⽤下，适⽤于多层神经元的⼀种学习，它是建⽴在相关规则的基础上的。
（错）4．在误差反传训练算法中，周期性函数已被证明收敛速度⽐S型函数慢。
（错）5．基于BP算法的⽹络的误差曲⾯有且仅有⼀个全局最优解。
（错） 6．对于前馈⽹络⽽⾔，⼀旦⽹络的⽤途确定了，那么隐含层的数⽬也就确定了。
（错）7．对离散型HOPFIELD⽹络⽽⾔，如权矩阵为对称阵，⽽且对⾓线元素⾮负，那么⽹络在异步⽅式下必收敛于下⼀个稳定状态。
（对）8．对连续HOPFIELD⽹络⽽⾔，⽆论⽹络结构是否对称，都能保证⽹络稳定。
（错）9．竞争学习的实质是⼀种规律性检测器，即是基于刺激集合和哪个特征是重要的先验概念所构造的装置，发现有⽤的部特征。
（对）10．⼈⼯神经元⽹络和模糊系统的共同之处在于，都需建⽴对象的精确的数学模型，根据输⼊采样数据去估计其要求的决策，这是⼀种有模型的估计。
（错）三、简答题（每题5分，共30分）1．智能控制系统有哪些类型？答:1）多级递阶智能控制 2）基于知识的专家控制3）基于模糊逻辑的智能控制——模糊控制4）基于神经⽹络的智能控制——神经控制5）基于规则的仿⼈智能控制6）基于模式识别的智能控制7）多模变结构智能控制8）学习控制和⾃学习控制9）基于可拓逻辑的智能控制——可拓控制10）基于混沌理论的智能控制——混沌控制2．⽐较智能控制与传统控制的特点？1）传统控制⽅法在处理复杂性、不确定性⽅⾯能⼒低⽽且有时丧失了这种能⼒智能控制在处理复杂性、不确定性⽅⾯能⼒⾼2）传统控制是基于被控对象精确模型的控制⽅式，可谓“模型论”智能控制是智能决策论，相对于“模型论”可称为“控制论”3）传统的控制为了控制必须建模，⽽利⽤不精确的模型⼜采⽤摸个固定控制算法，使整个的控制系统置于模型框架下，缺乏灵活性，缺乏应变性，因此很难胜任对复杂系统的控制。
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。
作业11 简述智能控制的概念。
定义一: 智能控制是由智能机器自主地实现其目标的过程。
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现控制系统的智能化，这就是智能控制。
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。
2 智能控制由哪几部分组成？各自的特点是什么？智能控制由人工智能、自动控制、运筹学组成。
人工智能是一个知识处理系统，具有记忆、学习、信息处理、形式语言、启发推理等功能。
自动控制描述系统动力学特性，是一种动态反馈。
运筹学是一种定量优化的方法。
如线性优化，网络规划，调度管理，优化决策和多目标优化的方法等等。
3 比较智能控制和传统控制的特点？1）传统控制方法在处理复杂性、不确定性方面能力低而且有时丧失了这种能力，智能控制在处理复杂性、不确定性方面能力高2）传统控制是基于被控对象精确模型的控制方式，可谓“模型论”智能控制是智能决策论，相对于“模型论”可称为“控制论”3）传统的控制为了控制必须建模，而利用不精确的模型又采用摸个固定控制算法，使整个的控制系统置于模型框架下，缺乏灵活性，缺乏应变性，因此很难胜任对复杂系统的控制智能控制的可信是控制决策，次用灵活机动的决策方式迫使控制朝着期望的目标逼近。
4）传统控制适用于解决线性、时不变等相对简单的的控制问题智能控制是对传统控制理论的发展，传统控制室智能控制的一个组成部分，是智能控制的低级阶段。
4 智能控制有哪些应用领域？试举出一个应用实例。
应用领域：模糊系统、神经网络、专家控制、工业想、系统、电力系统、机器人等其他领域的控制。
应用实例：模糊控制的交流伺服系统作业21.在完成上次作业的基础上,进一步细化,给出使用智能控制的必要性 ,以及智能控制结果的验证比较方法;传统控制方法包括经典控制和现代控制，是基于被控对象精确模型的控制方式，缺乏灵活性和应变能力，只适用于解决线性、时不变线等相对简单的控制问题。
而现代的控制系统存在着复杂性、时变性、非线性、不确定性和不完全性等，很难建立精确的数学模型。
由于智能控制将控制理论的方法和人工智能技术灵活的结合起来，其控制方法适应对象的复杂性和不确定性，所以使用智能控制很有必要。
2.完成下页作业,需要程序和结果.强化算子H4 H3 H2 H1.5 极其非常很相当解：（1）语言算子“很”λ=2，即）（a w μ（a)=2r(a)μ “很年轻”模糊集隶属度函数）（a wμ=2002525a 0)550(1022≤<≤≤⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-a a（2）“不老也不年轻”模糊集隶属度函数）（a w μ=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤<⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-≤<⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-≤≤---2009.51550119.51255501125011212a a a a a %Membership function for Old Peoplefor k=1:1:2001 x(k)=(k-1)*0.10; if x(k)>=0&x(k)<=50 y(k)=0; elsey(k)=1/(1+((x(k)-50)/5)^(-2)); end endplot(x,y,'b');xlabel('XYears');ylabel('Degree of membership');2040608010012014016018020000.10.20.30.40.50.60.70.80.91X YearsD e g r e e o f m e m b e r s h i p%Membership function for Young People clear all; close all;for k=1:1:2001 x(k)=(k-1)*0.10; if x(k)>=0&x(k)<=25 y(k)=1.0; elsey(k)=1/(1+((x(k)-50)/5)^2); end endplot(x,y,'b');xlabel('XYears');ylabel('Degree of membership');2040608010012014016018020000.10.20.30.40.50.60.70.80.91X YearsD e g r e e o f m e m b e r s h i p%Membership function for Very Young Peoplefor k=1:1:2001 x(k)=(k-1)*0.10; if x(k)>=0&x(k)<=25 y(k)=0; elsey(k)=(1/(1+((x(k)-50)/5)^2))^2; end endplot(x,y,'b');xlabel('X Years');ylabel('Degree of membership');2040608010012014016018020000.10.20.30.40.50.60.70.80.91X YearsD e g r e e o f m e m b e r s h i p%Membership function for Not Old People and Not Young Peoplefor k=1:1:2001 x(k)=(k-1)*0.10; if x(k)>=0&x(k)<=25; y(k)=1;elseif x(k)>=25&x(k)<=51.9; y(k)=1-1/(1+((x(k)-50)/5)^2); elsey(k)=1-1/(1+((x(k)-50)/5)^(-2)); end endplot(x,y,'b');xlabel('X Years');ylabel('Degree of membership');2040608010012014016018020000.10.20.30.40.50.60.70.80.91X YearsD e g r e e o f m e m b e r s h i p作业34-1 模糊控制器有哪几部分组成？各完成什么功能？答：模糊控制系统的主要部件是模糊化过程、知识库（数据库和规则库）、推理决策和精确化计算。
4-2模糊控制器的设计步骤设计步骤如下：1、模糊控制器的结构单变量二维模糊控制器是最常见的结构形式。
2、定义输入、输出模糊集对误差e、误差变化ec及控制量u的模糊集论域定义如下：3、定义输入、输出隶属函数对误差e、误差变化ec及控制量u的模糊集和论域确定后，需对模糊变量确定隶属函数，即对模糊变量赋值，确定论域内元素对模糊变量的隶属度。
4、建立模糊控制规则根据人的直觉思维推理，有系统输出的误差及误差的变化趋势来设计消除系统误差的模糊控制规则。
模糊控制规则语句构成了描述众多被控过程的模糊模型。
例如卫星的姿态与作用的关系、工业锅炉中的压力与加热的关系等，都可用模糊规则来描述。
在条件语句中，误差e、误差变化ec及控制量u对于不同的被控对象有着不同的意义。
5、建立模糊控制表6、模糊推理模糊推理是模糊控制的核心，它利用某种模糊推理算法和模糊规则进行推理，得出最终的控制量。
7、反模糊化（1）最大隶属度法（2）重心法（3）加权平均法4-3 已知某一炉温控制系统，要求温度保持在600℃恒定。
针对该控制系统有以下控制经验：（1）若炉温低于600℃，则升压；低得越多升压越高。
（2）若炉温高于600℃，则降压；高得越多降压越低。
（3）若炉温等于600℃，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七级、取五个语言值。
隶属度函数根据确定的原则任意确定。
试设计隶属度的函数误差变化划分表、控制电压变化划分表和模糊控制规则表。
那么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七级、取五个语言值。
量化等级为七级量化等级-3 -2 -1 0 1 2 3五个语言值PB、PS、ZE、NS、NB给定值600℃模糊控制器选用的系统的实际温度T与温度给定值Td的误差e ,T d-T作为输入语言变量，把控制加热装置的供电电压u选作输出语言变量。
误差隶属度函数/模糊输出量隶属函数Ke=0.01 Ku=20/3温度℃900以上800 700 600 500 400 300以下误差e -300 -200 -100 0 100 200 30010 20 25 30 35 40 50控制电压u量化等级-3 -2 -1 0 1 2 3状态变量误差隶属度函数/模糊输出量隶属函数PB 0 0 0 0 0 0.3 1PS 0 0 0 0 0.4 1 0.4ZE 0 0 0.1 1 0.1 0 0NS 0.4 1 0.4 0 0 0 0NB 1 0.3 0 0 0 0 0规则库的制定E NB NM NS ZE PM PS PBU PB PM PS ZE NS NM NB4-4 已知被控对象为s e s s G 5.01101)(-+=，假设系统给定为阶跃值r=30，采样时间为0.5s ，系统的初始值0)0(=r ，试分别设计，（1）常规的PID 控制器； （2）常规的模糊控制器； （3）模糊PID 控制器；分别对上述三种控制器进行matlab 仿真，并比较控制效果。
（1）基于simulink 的常规的PID 控制器的仿真及其调试：利用Z-N 整定公式，算出Kp ，Ki ，Kd 分别为：18,1.65,0。
示波器观察到的波形为：（2）基于simulink的模糊控制器的仿真及其调试：（3）模糊PID控制器①启动matlab后，在主窗口中键入fuzzy回车，确定模糊控制器结构：根据具体的系统确定输入输出量。
选取二维控制结构，输入误差e，和误差变化量ec, 输出u屏幕上就会显现出如下图所示的“FIS Editor”界面，即模糊推理系统编辑器。
②双击输入量或输出量模框中的任何一个，都会弹出隶属函数编辑器，简称MF编辑器。
③在FIS Editor界面顺序单击菜单Editor—Rules出现模糊规则编辑器。
本次设计采用双输入（偏差E和偏差变化量EC）单输出（U）模糊控制器，E的论域是[-6,6]，EC的论域是[-6,6]，U的论域是[-6,6]。
