智能控制专家控制

1、智能控制: 即设计一个控制器（或系统），使之具有学习、抽象、推理、决策等功能，并能根据环境（包括被控对象或被控过程）信息的变化做出适应性反应，可以有各种人工智能的水平，从而实现由人来完成的任务。

2、智能控制由哪几部分组成？各自的特点是什么？①模糊控制（通过模拟人脑的思维方法设计控制器，可实现复杂系统的控制）②神经网络控制（从机理上对人脑生理系统进行简单结构的模拟，具有并行机制、模式识别、记忆和自学习能力的特点，能充分逼近任意复杂的非线性系统，能够学习与适应不确定系统的动态特性，有很强的鲁棒性和容错性）③遗传算法（可用于模糊控制规则的优化及神经网络参数及权值的学习）3、比较智能控制和传统控制的特点传统控制和智能控制的主要区别：①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。

②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。

在这个意义上，传统控制和智能控制可以统一在智能控制的框架下，而不是被智能控制所取代。

智能控制研究对象的特点：(1)不确定性的模型 (2)高度的非线性 (3)复杂的任务要求智能控制的特点：(1)分层递阶的组织结构 (2)自学习能力 (3)自适应能力 (4)自组织能力(5)优化能力4、专家系统：是一类包含着知识和推理的智能计算机程序，其内部含有大量的某个领域的专家水平的知识和经验，具有解决专门问题的能力。

专家控制：是将专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合，在未知环境下，仿效专家的经验，实现对系统的控制。

第一章：1、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，适于解决线性、时不变性等相对简单的控制。

2、智能控制的研究对象具备以下的一些特点：不确定性的模型、高度的非线性、复杂的任务要求。

3、IC(智能控制)=AC(自动控制)∩AI(人工智能) ∩OR(运筹学)4、AC：描述系统的动力学特征，是一种动态反馈。

AI ：是一个用来模拟人思维的知识处理系统，具有记忆、学习、信息处理、形式语言、启发推理等功能。

OR：是一种定量优化方法，如线性规划、网络规划、调度、管理、优化决策和多目标优化方法等。

5、智能控制：即设计一个控制器，使之具有学习、抽象、推理、决策等功能，并能根据环境信息的变化作出适应性，从而实现由人来完成的任务。

6、智能控制的几个重要分支为模糊控制、神经网络控制和遗传算法。

7、智能控制的特点：1，学习功能2，适应功能3，自组织功能4，优化功能8、智能控制的研究工具：1，符号推理与数值计算的结合2，模糊集理论3，神经网络理论4，遗传算法5，离散事件与连续时间系统的结合。

9、智能控制的应用领域，例如智能机器人控制、计算机集成制造系统、工业过程控制、航空航天控制和交通运输系统等。

第二章：10、专家系统：是一类包含知识和推理的智能计算机程序，其内部包含某领域专家水平的知识和经验，具有解决专门问题的能力。

11、专家系统的构成：由知识库和推理机（知识库由数据库和规则库两部分构成）12、专家系统的建立：1，知识库2，推理机3，知识的表示4，专家系统开发语言5，专家系统建立步骤。

13、专家控制：是智能控制的一个重要分支，又称专家智能控制。

所谓专家控制，是将专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合，在未知环境下，仿效专家的经验，实现对系统的控制。

14、专家控制的基本结构：15、专家控制与专家系统的区别：1，专家控制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。

1、什么是专家系统？它具有哪些特点和优点?1）专家系统：专家系统（Expert System）是一种在特定领域内具有专家水平解决问题能力的程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的经验方法来处理该领域的高水平难题。

也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家才能处理好的复杂问题。

简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。

2）专家系统的特点：①启发性：专家系统要解决的问题，其结构往往是不合理的，其问题求解知识不仅包括理论知识和常识，而且包括专家本人的启发知识；②透明性：专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以便让用户了解推理过程，增大对专家系统的信任感；③灵活性：专家系统的灵活性是指它的扩展和丰富知识库的能力，以及改善非编程状态下的系统性能，即自学习能力；④符号操作：与常规程序进行数据处理和数字计算不同，专家系统强调符号处理和符号操作（运算），使用符号表示知识，用符号集合表示问题的概念。

一个符号是一串程序设计，并可用于表示现实世界中的概念；⑤ 不确定性推理：领域专家求解问题的方法大多数是经验性的，经验知识一般用于表示不精确性并存在一定概率的问问题。

止匕外，所提供的有关问题的信息往往是不确定的。

专家系统能够综合应用模糊和不确定的信息与知识，进行推理；⑥为解决特定领域的具体问题，除需要一些公共的常识，还需要大量与所研究领域问题密切相关的知识；⑦ 一般采用启发式的解题方法；⑧在解题过程中除了用演绎方法外，有时还要求助于归纳方法和抽象方法；⑨需处理问题的模糊性、不确定性和不完全性；⑩能对自身的工作过程进行推理（自推理或解释）；11采用基于知识的问题求解方法；12知识库与推理机分离。

我对智能控制的理解1、引言自1971年傅京孙教授提出“智能控制”概念以来，智能控制已经从二元论（人工智能和控制论）发展到四元论（人工智能、模糊集理论、运筹学和控制论），在取得丰硕研究和应用成果的同时，智能控制理论也得到不断的发展和完善。

智能控制是多学科交叉的学科，它的发展得益于人工智能、认知科学、模糊集理论和生物控制论等许多学科的发展，同时也促进了相关学科的发展。

智能控制也是发展较快的新兴学科，尽管其理论体系还远没有经典控制理论那样成熟和完善，但智能控制理论和应用研究所取得的成果显示出其旺盛的生命力，受到相关研究和工程技术人员的关注。

随着科学技术的发展，智能控制的应用领域将不断拓展，理论和技术也必将得到不断的发展和完善。

2、智能控制理论的产生原因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，适于解决线性、时不变性等相对简单的控制问题，难以解决对复杂系统的控制。

在传统控制的实际应用遇到很多难解决的问题，主要表现以下几点：（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）针对实际系统往往需要进行一些比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，如机器人控制、CIMS、社会经济管理系统等复杂任务无能为力。

在生产实践中，复杂控制问题可通过熟练操作人员的经验和控制理论相结合去解决，由此，产生了智能控制。

智能控制将控制理论的方法和人工智能技术灵活地结合起来，其控制方法适应对象的复杂性和不确定性。

3、智能控制的分支智能控制的概念和原理主要是针对被控对象、环境、控制目标或任务的复杂性而提出来的。

智能控制与传统控制的主要区别在子传统的控制方法必须依赖于被控制对象的模型，而智能控制可以解决非模型化系统的控制问题。

智能控制理论及应用 PPT智能控制是控制理论发展的高级阶段，它综合了人工智能、自动控制、运筹学等多学科的知识，旨在解决那些传统控制方法难以处理的复杂系统控制问题。

本 PPT 将带您深入了解智能控制理论及其广泛的应用领域。

一、智能控制的概念智能控制是指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。

与传统控制相比，智能控制具有以下显著特点：1、不确定性：能够处理系统中的不确定性，如模型不确定性、参数变化和外部干扰等。

2、复杂性：适用于复杂的、非线性的和时变的系统。

3、自适应性：可以根据系统的运行情况和环境变化自动调整控制策略。

4、学习能力：能够从数据和经验中学习，不断优化控制性能。

二、智能控制的主要理论1、模糊控制模糊控制是基于模糊集合理论和模糊逻辑推理的一种智能控制方法。

它通过将精确的输入量模糊化，利用模糊规则进行推理，最后将模糊输出解模糊化为精确的控制量。

模糊控制适用于那些难以建立精确数学模型的系统，例如温度控制、速度控制等。

2、神经网络控制神经网络控制是利用人工神经网络的学习和自适应能力来实现控制的方法。

神经网络可以通过对大量数据的学习，提取系统的特征和规律，从而实现对系统的有效控制。

在机器人控制、模式识别等领域有着广泛的应用。

3、专家控制专家控制是将专家系统的知识和经验与控制理论相结合的一种智能控制方法。

专家系统包含了大量的领域知识和控制策略，能够根据系统的状态和需求提供准确的控制决策。

4、遗传算法遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法，通过模拟自然选择和遗传变异的过程来寻找最优的控制参数或策略。

它在控制器的参数优化、系统的建模和优化等方面发挥着重要作用。

三、智能控制的应用领域1、工业生产在工业生产过程中，智能控制可以提高生产效率、产品质量和设备的可靠性。

例如，在化工生产中，通过智能控制可以实现对反应过程的精确控制，优化生产工艺；在机器人制造中，利用神经网络控制可以实现机器人的精确动作和轨迹规划。

第一章复杂系统的特点在传统的控制系统中，控制的任务要求输出为定值，或者要求输出量跟随期望的值变化，因此控制任务比较单一。

而对于复杂的控制任务：如：智能机器人系统、复杂工业过程控制系统、计算机集成制造系统、航天航空控制系统、社会经济管理系统、环境及能源系统等，传统的控制理论都无能为力。

传统控制理论的局限性1.传统的控制理论建立在精确的数学模型基础上——用微分或差分方程来描述。

不能反映人工智能过程：推理、分析、学习。

丢失许多有用的信息2.不能适应大的系统参数和结构的变化自适应控制和自校正控制——通过对系统某些重要参数的估计以克服小的、变化较慢的参数不确定性和干扰。

鲁棒控制——在参数或频率响应处于允许集合内，保证被控系统的稳定。

注：自适应控制鲁棒控制不能克服数学模型严重的不确定性和工作点剧烈的变化。

3.传统的控制系统输入信息模式单一通常处理较简单的物理量：电量（电压、电流、阻抗）；机械量（位移、速度、加速度）复杂系统要考虑：视觉、听觉、触觉信号，包括图形、文字、语言、声音等。

智能定义（Albus）：按系统的一般行为特性，指在不确定环境中作出合适动作的能力是自动控制（Au tomati c Control）和人工智能（A rtifi cial Intelligen ce）的交集和运筹学（OR）模糊控制与传统控制的区别：传统控制是从被控制对象的数学模型上考虑进行控制；模糊控制是从人类智能活动的角度和基础上去考虑实施控制。

模仿人的控制经验而不是依赖控制对象的模型智能控制的几个重要分支：一、专家系统和专家控制二、模糊控制三、神经网络控制四、学习控制智能控制系统的结构1. 定义a. 实现某种控制任务的智能系统。

智能系统是具备一定智能行为的系统。

若对于一个问题的激励输入，系统具备一定的智能行为，能够产生合适的求解问题的响应。

举例：智能洗衣机b.（Saridis的定义）通过驱动自主智能机来实现其目标而无需操作人员参与的系统举例：智能机器人智能控制系统的特点一混合控制过程，数学模型和非数学广义模型表示；适用于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性和不存在已知算法的生产过程。

智能控制作业第2章2-3：专家PID控制仿真程序：%Expert PID Controllerclear all; %清理数据库中所有数据close all; %关闭所有界面图形ts=0.001; %对象采样时间，1mssys=tf(133,[1,25,0]); %受控对象的传递函数, transfer functiondsys=c2d(sys,ts,'z'); %连续系统转化为离散系统,continous to discrete [num,den]=tfdata(dsys,'v'); %离散化后参数，得到num和den值u_1=0;u_2=0; %设定初值，u_1是第(k-1)步控制器输出量y_1=0;y_2=0; %设定初值，y_1是第(k-1)步系统对象输出量x=[0,0,0]'; %设定误差x1、误差导数x2、误差积分x3三个变量的初值，x2_1=0; %设定误差导数x2_1的初值error_1=0; %设定误差error_1的初值kp=0.6; %设定比例环节系数kd=0.01; %设定微分环节系数ki=0.03; %设定积分环节系数for k=1:1:5000 %for循环开始，k从1变化到500，每步的增量为1time(k)=k*ts; %仿真时长[0.001 0.5]sr(k)=1.0; %系统输入信号，Tracing Step Signalu(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3); %PID控制器，PID Controller%开始设计专家PID控制器及规则，Expert control rule%规则1：开环控制，Rule1:Unclosed control ruleif abs(x(1))>0.8 %if循环开始，产生式规则，if...then...；误差的绝对值大于..u(k)=0.45; %控制器输出量等于..elseif abs(x(1))>0.40u(k)=0.40;elseif abs(x(1))>0.20u(k)=0.12;elseif abs(x(1))>0.01u(k)=0.10;end %if循环结束%规则2，Rule2if x(1)*x(2)>0|(x(2)==0) %if循环开始，如果误差增大或不变if abs(x(1))>=0.05 %内嵌if循环开始，如果误差绝对值大于..u(k)=u_1+2*kp*x(1); %控制器输出量施加较强控制else %否则u(k)=u_1+0.4*kp*x(1); %控制器输出量施加一般控制end %内嵌if循环结束end %if循环结束%规则3，Rule3 if (x(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1>0)|(x(1)==0) %if循环开始，如果误差减小或消除u(k)=u(k); %控制器输出量不变end %if循环结束%规则4，Rule4if x(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1<0 %if循环开始，如果误差处于极值状态if abs(x(1))>=0.05 %内嵌if循环开始，如果误差绝对值大于..u(k)=u_1+2*kp*error_1; %控制器输出量施加较强控制else %否则u(k)=u_1+0.6*kp*error_1; %控制器输出量施加一般控制end %内嵌if循环结束end %if循环结束%规则5，运用PI控制来消除误差 Rule5:Integration separation PI controlif abs(x(1))<=0.001 %if循环开始，如果误差绝对值小于..（很小）u(k)=0.5*x(1)+0.010*x(3); %控制器输出量用比例和积分输出end %if循环结束%对控制输出设限，Restricting the output of controllerif u(k)>=10u(k)=10; %设控制器输出量上限值endif u(k)<=-10u(k)=-10; %设控制器输出量下限值end%z变化后系统的线性模型，Linear modely(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(1)*u(k)+num(2)*u_1+num(3)*u_2;error(k)=r(k)-y(k); %系统误差error的表达式，等于系统输入减去输出%----------Return of parameters------------%每步计算时的参数更新u_2=u_1;u_1=u(k); %u(k)代替u_1,..y_2=y_1;y_1=y(k); %y(k)代替y_1,.x(1)=error(k); % 赋误差error值于x1，Calculating Px2_1=x(2); % 赋当前步计算时的误差导数x2的值于x2_1 x(2)=(error(k)-error_1)/ts; % 求误差导数x2，用于下一步的计算，Calculating Dx(3)=x(3)+error(k)*ts; % 求误差积分x3；Calculating Ierror_1=error(k); %% 赋误差error值于error_1end %for循环结束，整个仿真时长计算全部结束figure(1); %图形1plot(time,r,'b',time,y,'r'); %画图，以时间为横坐标，分别画出系统输入、输出随时间的变化曲线xlabel('time(s)');ylabel('r,y'); %标注坐标figure(2);plot(time,r-y,'r'); %画r-y,即误差随时间的变化曲线xlabel('time(s)');ylabel('error');Matlab仿真的图形：图1 系统输入、输出随时间变化曲线图2 误差随时间的变化曲线通过本章学习，了解到了什么是专家控制。

GK-5智能控制功能该系统是我公司国内首创、自主研发、拥有自主知识产权的高性能智能加工系统，只需选择“材料”“厚度”“粗糙度”“电极丝直径”智能专家系统即可为您实现完全智能化加工，具体功能如下：1、高频参数智能化：系统将根据用户选择的工件材料、工件厚度，自动选择高频参数。

2、切割次数智能化：系统将根据用户所需的工件表面质量，提供切割所需的次数，指导用户编程。

3、加工余量智能化：在多次切割时，为保证良好的表面光洁度和工件尺寸，系统将根据用户的工件要求，将每次切割的加工余量列成表格，指导用户编程。

4、切割跟踪智能化：系统将根据高频参数和加工余量，自动调节进给跟踪频率。

5、短路判断智能化：系统可自动监测放电状态，根据放电状态控制工作台进给，避免发生实际上的短路。

6、丝速控制智能化：在切割过程中，系统可以根据切割的高频参数自动切换走丝速度。

9、专家数据库为开放式设计，用户可可根据自己的经验对数据进行修改，形成自己的专用数据库。

12、低能量高速进给自动切换功能：在进行第一次切割时的电流较大，在工件表面因氧化层易烧断钼丝；本系统在电极丝未接触工件时高速进给，当电极丝接触工件时自动切换为低能量切割，可避免烧断钼丝，当电极丝完全切入工件后，系统自动将恢复正常高能量设定，进行正常切割。

（自主创新）13、全自动高效断续加工功能：当钼丝与工件没有接触时（空切），系统自动将进给跟踪速度调至最快，而一旦当钼丝与工件接触后，系统又自动将跟踪频率恢复正常设定，进行正常切割。

该功能可以提高无效切割时的空走速度，减少无效切割的时间；在无人看守的情况下实现高效断续加工。

（自主创新）14、放电加工动态频谱显示：用户可以直观的了解切割跟踪情况。

15、用户可以根据实际情况选择多次切割或单次切割控制，在单次切割控制时系统将根据用户选择的不同加工电流，自动将选择佳参数。

16、本系统具有使用时间限制功能：当设定时间到达，系统将停止工作，用户可通过输入密码进行删除限制或更改使用权限。