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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。
智能控制技术考试题及答案《智能控制技术》考试试题A《智能控制》课程考试试题A参考答案一、填空题(1) OPEN (2) 最有希望 (3) 置换 (4) 互补文字 (5) 知识库(6) 推理机 (7) 硬件 (8) 软件 (9) 智能 (10) 傅京孙(11) 萨里迪斯 (12) 蔡自兴 (13) 组织级 (14) 协调级(15) 执行级 (16) 递阶控制系统 (17) 专家控制系统(18) 模糊控制系统 (19) 神经控制系统 (20) 学习控制系统二、选择题1、D2、A3、C4、B5、D6、B7、A8、D9、A 10、D三、问答题1、答:传统控制理论在应用中面临的难题包括:(1) 传统控制系统的设计与分析是建立在精确的系统数学模型基础上的,而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,一般无法获得精确的数学模型。
(2) 研究这类系统时,必须提出并遵循一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不相吻合。
(3) 对于某些复杂的和包含不确定性的对象,根本无法以传统数学模型来表示,即无法解决建模问题。
(4) 为了提高性能,传统控制系统可能变得很复杂,从而增加了设备的初投资和维修费用,降低系统的可靠性。
传统控制理论在应用中面临的难题的解决,不仅需要发展控制理论与方法,而且需要开发与应用计算机科学与工程的最新成果。
人工智能的产生和发展正在为自动控制系统的智能化提供有力支持。
人工智能影响了许多具有不同背景的学科,它的发展已促进自动控制向着更高的水平──智能控制发展。
智能控制具有下列特点:(1) 同时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型(含计算智能模型与算法)表示的混合控制过程,也往往是那些含有复杂性、不完全性、模糊性或不确定性以及不存在已知算法的过程,并以知识进行推理,以启发式策略和智能算法来引导求解过程。
(2) 智能控制的核心在高层控制,即组织级。
高层控制的任务在于对实际环境或过程进行组织,即决策和规划,实现广义问题求解。
智能控制技术考试题及答案《智能控制技术》考试试题 A《智能控制》课程考试试题 A 参考答案(1) OPEN (2) 最有希翼(3) 置换(4) 互补文字(5) 知识库(6) 推理机(7) 硬件(8) 软件(9) 智能(10) 傅京孙(11) 萨里迪斯(12) 蔡自兴(13) 组织级(14) 协调级(15) 执行级(16) 递阶控制系统(17) 专家控制系统(18) 含糊控制系统(19) 神经控制系统(20) 学习控制系统1 、D2 、A3 、C4 、B5 、D6、B7、A8、D9、A 10、D1、答:传统控制理论在应用中面临的难题包括:(1) 传统控制系统的设计与分析是建立在精确的系统数学模型基础上的,而实际系统由于存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不彻底性等,普通无法获得精确的数学模型。
(2) 研究这种系统时,必须提出并遵循一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不相吻合。
(3) 对于某些复杂的和包含不确定性的对象,根本无法以传统数学模型来表示,即无法解决建模问题。
(4) 为了提高性能,传统控制系统可能变得很复杂,从而增加了设备的初投资和维修费用,降低系统的可靠性。
传统控制理论在应用中面临的难题的解决,不仅需要发展控制理论与方法,而且需要开辟与应用计算机科学与工程的最新成果。
人工智能的产生和发展正在为自动控制系统的智能化提供有力支持。
人工智能影响了许多具有不同背景的学科,它的发展已促进自动控制向着更高的水平——智能控制发展。
智能控制具有下列特点:(1) 同时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型(含计算智能模型与算法)表示的混合控制过程,也往往是那些含有复杂性、不彻底性、含糊性或者不确定性以及不存在已知算法的过程,并以知识进行推理, 以启示式策略和智能算法来引导求解过程。
(2) 智能控制的核心在高层控制, 即组织级。
高层控制的任务在于对实际环境或者过程进行组织, 即决策和规划,实现广义问题求解。
复习题（二）第一组一、填空题1、PLC输出继电器的触点与输出端子相连，输出端除了提供一对继电器常开触头用于接通负载以外，还可以提供____无数___对常开和常闭触点供程序使用。
2、PLC是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期包括__输入采样_____、_____用户程序执行__、____输出刷新___三个阶段。
3、定时器线圈_____得电__ 时开始定时，定时时间到时其常开触点___闭合____ ，常闭触点____断开___ 。
4、通用定时器的____断电___ 时被复位，复位后其常开触点___断开____ ，常闭触点___闭合____ ，当前值为_____0__ 。
二、简答题1、什么是可编程控制器？它有哪些主要特点？答：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
特点：1、可靠性高，抗干扰能力强2、编程简单，易于掌握3、组合灵活使用方便4、功能强，通用性好5、开发周期短，成功率高6、体积小、重量轻、功耗低7、安装简单，维修方便2、当前 PLC 的发展趋势如何？（课本65页）答：1）高速、大容量2）联网和通信能力加强3）致力于智能 I/O 功能模块4）增强外部故障的检测与处理能力5）编程语言的多样化6）软PLC技术出现3、PLC 的基本结构如何？试阐述其基本工作原理。
答：结构：PLC主要由中央处理单元，存储器，输入输出单元，电源四部分组成原理：PLC 采用周期循环扫描、集中输入、集中输出的工作方式，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
4、PLC 主要有哪些技术指标？答：见课本84页。
一般技术指标、性能技术指标（输入指标、输出指标、电源指标、功能指标）5、PLC 有哪些编程语言？常用的是什么编程语言？答：梯形图、指令语句表、顺序功能图、级式编程语言、逻辑图编程语言、高级编程语言；常用的有梯形图和指令语句表6、说明 FX 2 系列 PLC 的主要编程组件和它们的组件编号。
智能控制复习第一章选择题1．智能控制的概念首次由著名学者（ D ）提出A 蔡自兴B J.S.AlbusC J.M.MendelD 傅京孙2．经常作为智能控制典型研究对象的是（ D ）A 智能决策系统B 智能故障诊断系统C 智能制造系统D 智能机器人3．解决自动控制面临问题的一条有效途径就是，把人工智能等技术用入自动控制系统中，其核心是（ B ）A 控制算法B 控制器智能化C 控制结构D 控制系统仿真4．智能自动化开发与应用应当面向（ C ）A 生产系统B 管理系统C 复杂系统D 线性系统5．不．属于．．智能控制是（ D ）A 神经网络控制B专家控制C 模糊控制D 确定性反馈控制6．以下不属于智能控制主要特点的是（ D ）A 具有自适应能力B 具有自组织能力C 具有分层递阶组织结构D 具有反馈结构7．以下不属于智能控制的是( D )A 神经网络控制B 专家控制C 模糊控制D 自校正调节器第二章选择题1．地质探矿专家系统常使用的知识表示方法为（ D ）A 语义网络B 框架表示C 剧本表示D 产生式规则2．自然语言问答专家系统使用的知识表示方法为（ B ）A 框架表示B语义网络C 剧本表示D 产生式规则3．专家系统中的自动推理是基于（ C ）的推理。
A 直觉B 逻辑C 知识D 预测4．适合专家控制系统的是（ D ）A 雷达故障诊断系统B 军事冲突预测系统C 聋哑人语言训练系统D 机车低恒速运行系统5．直接式专家控制通常由( B )组成A 控制规则集、知识库、推理机和传感器B 信息获取与处理、知识库、控制规则集和推理机C 信息获取与处理、知识库、推理机和传感器D 信息获取与处理、控制规则集、推理机和传感器6．专家控制可以称作基于（ D ）的控制。
A 直觉B 逻辑C 预测D 知识7．直接式专家控制通常由( C )组成A 信息获取与处理、知识库、推理机构和传感器B 信息获取与处理、知识库、控制规则集和传感器C 信息获取与处理、知识库、推理机构和控制规则集D 信息获取与处理、控制规则集、推理机构和传感器8．专家系统的核心部分是（ B ）A 人机接口、过程接口、推理机构B 知识库、数据库、推理机构C 人机接口、知识获取结构、推理机构 D知识库、数据库、人机接口9．以下不属于专家系统知识表示法的是（ C ）A 彩色Petri网络B 语义知识表示C 样本分类D 产生式规则10．产生式系统的推理方式不包括（ C ）A 正向推理B 反向推理C 简单推理D 双向推理11．肺病诊断专家系统使用的知识表示方法为（ D ）A 语义网络B 产生式规则C 剧本表示D 框架表示12．以下不属于专家系统组成部分的是 ( A )A 专家B 数据库C 知识库D 解释部分13．黑板专家控制系统的组成有（ C ）A 黑板、数据库、调度器B 数据库、知识源、调度器C黑板、知识源、调度器 D 黑板、规则库、调度器14．建立专家系统，最艰难（“瓶颈”）的任务是（ B ）A 知识表示B 知识获取C 知识应用D 知识推理15． 在专家系统中， （ D ）是专家系统与用户间的人-机接口A 知识库B 数据库C 推理机D 解释机构16． 产生式系统包含的基本组成 （ A ）A 知识库、规则库和数据库B 规则库、模型库和控制器C 知识库、规则库和模型库D 规则库、数据库和控制器第三章 模糊控制1． 某模糊控制器输出信息的解模糊判决公式为()()101n i U i i n U i i u u u u m m ==´=åå，该解模糊方法为 （ D ）A 最大隶属度法B 取中位数法C 隶属度限幅元素平均法D 重心法2．在温度模糊控制系统中，二维模糊控制器的输入是 （ A ）A 温度的误差e 和温度误差变化量d eB 控制加热装置的电压的误差e 和电压误差变化量deC 控制加热装置的电压的误差e 和温度误差变化量d eD 控制加热装置的电压的误差e 和温度误差变化量de3．下列概念中不能用普通集合表示的是 （ D ）A 控制系统B 低于给定温度C 工程师D 压力不足4．以下应采用模糊集合描述的是 （ B ）A 高三男生B 年轻C 教师D 社会5．总结手动控制策略，得出一组由模糊条件语句构成的控制规则，据此可建立（ D ）A 输入变量赋值表B 输出变量赋值表C 模糊控制器查询表D 模糊控制规则表6．某模糊控制器的语言变量选为实际温度与给定温度之差即误差e 、误差变化率△e ；以及加热装置中可控硅导通角的变化量u ，故该模糊控制器为（ A ）A 双输入一单输出B 单输出一单输入C 双输入一双输出D 单输出一双输入7．在论域U 中，模糊集合A 的支集只包含一个点u ，且()A u m =1，则A 称为 （ B ）A a 截集B 模糊单点C 核D 支集8．在模糊控制中，隶属度 ( C )A 不能是1或0B 根据对象的数学模型确定C 反映元素属于某模糊集合的程度D 只能取连续值9．模糊集合中，()A u m =0.5对应的元素u 称为 （ A ）A 交叉点B 模糊单点C 核D 支集10．在模糊控制器的推理输出结果中，取其隶属度最大的元素作为精确值，去执行控制的方法称为 （ B ）A 重心法B 最大隶属度法C 系数加权平均法D 中位数法11．若模糊集合A 表示模糊概念“老”，其隶属度函数为A m ，则模糊概念“略微老”相当于A λμ，其中 λ为， （ C ）A 2B 4C 1／2D 1／412． 若对误差、误差变化率论域X 、Y 中元素的全部组合计算出相应的控制量变化ij u ，可写成矩阵()ij n m u ´，一般将此矩阵制成 （ C ）A 输入变量赋值表B 输出变量赋值表C 模糊控制器查询表D 模糊控制规则表13．在温度模糊控制系统中，二维模糊控制器的输出是 （ C ）A 温度的误差eB 温度误差变化量d eC 控制加热装置的电压UD 控制加热装置的电压的误差e 和温度误差变化量d e14．以下的集合运算性质中，模糊集合不满足的运算性质 （ D ）A 交换律B 结合律C 分配律D 互补律15. 以下属于模糊集合表示方法的是 （ B ）A 重心法B 扎德法C 系数加权平均法D 中位数法16．在选定模糊控制器的语言变量及各个变量所取的语言值后，可分别为各语言变量建立各自的（ C ）A 控制规则表B 控制变量赋值表C 语言变量赋值表D 论域量化表17．模糊控制方法是基于（ D ）A 模型控制B 递推的控制C 学习的控制D 专家知识和经验的控制18. 以下应采用模糊集合描述的是（ B ）A 学生B 大苹果C 老师D 演员19．若模糊集合A表示模糊概念“老”，其隶属度函数为Am，则模糊概念“极老”相当于A λμ，其中λ为，（ D ）A 2B 4C 1／2D 1／420．某液位模糊控制系统的语言变量选为实际温度与给定温度之差即误差e以及加热装置中可控硅导通角的变化量u，但不考虑温度误差变化率△e，该模糊控制器应为（ B ）A 双输入一单输出B 单输入一单输出C 双输入一双输出D 单输入一双输出21．模糊隶属度函数曲线的形状可以为 ( C )A 椭圆形B 平行四边形C 梯形D 圆形22．在选定模糊控制器的语言变量及各个变量所取的语言值后，可分别为各语言变量建立各自的（ C ）A 控制规则表B 控制查询表C 语言变量赋值表D 基本论域量化表23．某模糊控制器的语言变量选为实际水位与给定水位之差即误差e，以及调节阀门开度的变化量u，故该模糊控制器为( B )．A. 单输出—双输入 B．单输入—单输出C. 双输入—双输出D. 双输入—单输出24．某一隶属度函数曲线的形状可以选为（ C ）A 椭圆形B 圆形C 三角形D 正方形25．模糊控制器的术语“正中”，可用符合（ D ）表示A PB B NMC ZED PM26．以下关于模糊关系的正确说法是（ B ）A 模糊关系是普通关系的一个特例B 模糊关系描述元素之间的关联程度C 模糊关系中的元素都是整数D 模糊关系矩阵一定是方阵27．模糊控制以模糊集合为基础，最早提出模糊集合的学者是（ A ）A L.A.ZadehB MamdaniC TakagiD Sugeno28．在模糊控制器的推理输出结果中，取其隶属度函数曲线与横坐标围成面积的重心作为输出值，去执行控制的方法称为（ A ）A 重心法B 最大隶属度法C 系数加权平均法D 中位数法29．下列概念中不能．．用普通集合表示的是（ D ）A 控制系统B 压力不足C 机电工程师D 低于给定温度30．在模糊控制中，隶属度 ( C )A 不能是1或0B 是根据对象的数学模型确定的C 反映元素属于某模糊集合的程度D 只能取连续值31．最适合作为语言变量的值是（ A ）A 速度B 天气C 特别D 表演32．若模糊集合A表示模糊概念“老”，其隶属度函数为Am，则模糊概念“非常老”相当于A λμ，其中λ为，（ C ）A 2B 4C 1／2D 1／4第4 章神经网络1. BP网络使用的学习规则是（ B ）A 相关规则B 纠错规则C 竞争规则D 模拟退火算法2．BP神经网络所不具备的功能是（ C ）A 自适应功能B 泛化功能C 优化功能D 非线性映射功能3．由于各神经元之间的突触连接强度和极性有所不同并可进行调整，因此人脑才具有( A ) 的功能。
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。
2010级智能控制基础期末复习思考题一重要概念解释1 智能控制所谓的智能控制，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，并能根据环境信息的变化做出适应性反应，从而实现由人来完成的任务。
2 专家系统与专家控制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。
专家控制是智能控制的一个重要分支。
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。
它由知识库和推理机构构成主体框架，通过对控制领域知识的获取与组织，按某种策略及时的选用恰当的规则进行推理输出，实现对实际对象的控制 3 模糊集合与模糊关系，模糊推理模糊控制● 1）模糊集合：给定论域U 上的一个模糊集A 是指：对任何元素u U ∈ 都存在一个数()[]0,1A u μ∈与之对应，表示元素u 属于集合A 的程度，这个数称为元素u 对集合A 的隶属度，这个集合称为模糊集合。
● 模糊关系：二元模糊关系：设A 、B 是两个非空集合，则直积(){},|,A B a b a A b B ⨯=∈∈中的一个模糊集合 称为从A 到B 的一个模糊关系。
模糊关系R 可由其隶属度(),R a b μ完全描述，隶属度(),R a b μ 表明了元素a 与元素b 具有关系R 的程度。
● 模糊推理：知道了语言控制规则中蕴含的模糊关系后，就可以根据模糊关系和输入情况，来确定输出的情况，这就叫“模糊推理”。
4 神经网络？答：人工神经网络是模拟人脑思维方式的数学模型。
神经网络是在现代生物学研究人脑组织成果的基础上提出的，用来模拟人类大脑神经网络的结构和行为,对人脑进行抽象和简化，反映了人脑的基本特征，信息处理、学习、联想、模式分类、记忆等。
5 遗传算法答：遗传算法将“优胜劣汰，适者生存”的生物进化原理引入优化参数形成的编码串联群体中，按所选择的适配置函数并通过遗传的复制、交叉及变异对个体进行筛选，使适配值高的个体被保留下来，组成新的群体，新的群体既继承了上一代的信息，又优于上一代。
机电系统智能控制技术综合练习题一、判断题1.智能控制适合处理具有不确定性的问题和非线性系统的控制问题，而处理复杂性问题，还要依靠传统控制方法。
（）2.智能控制系统具有仿人的智能，有较高的处理复杂性、不确定性问题的能力。
（）3.智能模糊控制系统的数学模型虽然不够精确，但具有更高的灵活性和应变性，能够胜任对复杂系统的控制。
（）4.模糊控制只是在一定程度上模仿人的模糊决策和推理，用它解决较复杂问题时，还需要建立数学模型。
（）5.分层递阶智能控制结构中，执行级的任务是对数值的操作运算，它具有较高的控制精度。
（）6.分层递阶智能控制按照自下而上精确程度渐减、智能程度渐增的原则进行控制分配。
（）7.在模糊集合的向量表示法中，隶属度为0的项必须用0代替而不能舍弃。
（）8.在模糊控制中，隶属度是根据对象的数学模型来确定的。
（）9.模糊控制只是在一定程度上模仿人的模糊决策和推理，用它解决较复杂问题时，还需要建立数学模型。
（）10. 模糊化算子和判断化算子同为语气算子，前者的作用是减弱语气的肯定程度，而后者的作用则是加强语气的肯定程度。
11.判断化算子的作用是对模糊值进行肯定处理或倾向性判断。
（）12.模糊关系是普通关系的推广，它描述元素之间的关联程度。
（）13.通常，模糊控制器的输入、输出语言变量分别取为控制系统的误差和误差变化率。
（）14.模糊控制器的输入语言变量一般取控制系统的误差及其变化率。
（）15.在模糊控制中，为把输入的确定量模糊化，需要建立语言变量赋值表。
（）16.反馈型神经网络中，每个神经元都能接收所有神经元输出的反馈信息。
（）17.一般情况下，神经网络系统模型的并联结构可以保证系统辨识收敛。
（）18.从模糊控制查询表中得到控制量的相应元素后，乘以量化因子即为控制量的变化值。
（）19.BP神经网络是一种多层全互连型结构的网络。
（）20.运算效率高，收敛速度快是BP神经网络的主要特点之一。
（）21.神经元的各种不同数学模型的主要区别在于采用了不同的转移函数，从而使神经元具有不同的信息处理特性。
1．递阶智能控制系统的主要结构特点有哪些。
答：递阶智能控制是在研究早期学习控制系统的基础上，从工程控制论角度总结人工智能与自适应控制、自学习控制和自组织控制的关系后逐渐形成的。
递阶智能控制系统是由三个基本控制级（组织级、协调级、执行级）构成的。
如下所示：1. 组织级组织级代表控制系统的主导思想，并由人工智能起控制作用。
根据贮存在长期存储交换单元内的本原数据集合，组织器能够组织绝对动作、一般任务和规则的序列。
其结构如下：2．协调级协调级是组织级和执行级间的接口，承上启下，并由人工智能和运筹学共同作用。
协调级借助于产生一个适当的子任务序列来执行原指令，处理实时信息。
它是由不同的协调器组成，每个协调器由计算机来实现。
下图是一个协调级结构的候选框图。
该结构在横向上能够通过分配器实现各协调器之间的数据共享。
3. 执行级执行级是递阶智能控制的最底层，要求具有较高的精度但较低的智能；它按控制论进行控制，对相关过程执行适当的控制作用。
其结构模型如下：2．信息特征，获取方式，分层方式有哪些？答：一、信息的特征1，空间性：空间星系的主要特征是确定和不确定的（模糊）、全空间和子空间、同步和非同步、同类型和不同类型、数字的和非数字的信息，比传统系统更为复杂的多源多维信息。
2，复杂性：复杂生产制造过程的信息往往是一类具有大滞后、多模态、时变性、强干扰性等特性的复杂被控对象，要求系统具有下层的实时性和上层的多因素综合判断决策能力，以保证现场设备局部的稳定运行和在复杂多变的各种不确定因素存在的动态环境下，获得整个系统的综合指标最优。
3，污染性：复杂生产制造过程的信息都会受到污染，但在不同层次的信息受干扰程度不同，层次较低的信号受污染程度较大。
二、获取方式信息主要是通过传感器获得，但经过传感器后要经过一定的处理来得到有效的信息，具体处理方法如下：1，选取特征变量可分为选择特征变量和抽取特征变量。
选择特征变量直接从采集样本的全体原始工艺参数中选择一部分作为特征变量。
智能控制智能控制试卷（练习题库）1、简述智能控制的概念。
2、比较智能控制和传统控制的特点？3、智能控制的概念首次由著名学者（）提出的。
4、经常作为智能控制典型研究对象的是（）。
5、智能自动化开发与应用应当面向（）。
6、不属于智能控制是（）。
7、以下不属于智能控制主要特点的是（）。
8、以下不属于智能控制的是（）。
9、地质探矿专家系统常使用的知识表示方法为（）。
10、自然语言问答专家系统使用的知识表示方法为（）。
11、专家系统中的自动推理是基于O的推理。
12、适合专家控制系统的是（）。
13、直接式专家控制通常由O组成。
14、产生式系统的推理方式不包括（）。
15、黑板专家控制系统的组成有O16、建立专家系统，最艰难（“瓶颈”）的任务是（）。
17、产生式系统包含的基本组成O18、下列概念中不能用普通集合表示的是（）。
19、以下应采用模糊集合描述的是（）。
20、某模糊控制器的语言变量选为实际温度与给定温度之差即误差e、误差变化率4e；以及加热装置中可控硅导通角21、在论域U中，模糊集合A的支集只包含一个点u,且OAum=I,则A称为（）。
22、在模糊控制中，隶属度（）。
23、在模糊控制器的推理输出结果中，取其隶属度最大的元素作为精确值, 去执行控制的方法称为（）。
24、在温度模糊控制系统中，二维模糊控制器的输出是（）。
25、以下的集合运算性质中，模糊集合不满足的运算性质（）。
26、模糊控制方法是基于（）。
27、以下应采用模糊集合描述的是（）。
28、模糊隶属度函数曲线的形状可以为（）。
29、某模糊控制器的语言变量选为实际水位与给定水位之差即误差e,以及调节阀门开度的变化量u,故该模糊控制器30、某一隶属度函数曲线的形状可以选为（）。
31、模糊控制器的术语“正中”，可用符合O表示。
32、在模糊控制器的推理输出结果中，取其隶属度函数曲线与横坐标围成面积的重心作为输出值，去执行控制的方法称33、下列概念中不能用普通集合表示的是（）。
（书本 P 13）上海第二工业大学《智能控制系统》练习卷一、填空题1、机器智能是把信息进行组织 、并 把它转换成知识 的过程。
2、智能控制方法比传统的控制方法更能适应对象的 时变性 、 非线性 和 不确定性 。
3、智能控制中的三元论指的是： 人工智能 、 自动控制 和 运筹学 。
4、从 工程控制角度看，智能控制三个基本要素是： 归纳 、 集注 、 组合操作 。
（这道题有点疑问，大家找找资料）5、生物神经元经抽象化后，得到的人工神经元模型，它有三个基本要素 连接权值 、 求和函数 和 激发函数 。
6、神 经网络的结构按照神经元连接方式可分成 层状 和 网状 。
7、定义一个语言变量需要定义 4 个方面的内容： 定义变量名称 、 定义变量的论域 、 定义变量的语言 、 定义每个模糊集合的隶属函数 。
8、� = 0.2 + 0.3 + 0.4 + 0.9，则 A0.2={x1, x2, x3, x4}，A0.4={ x3, x4} ，A0.9={ x4 }�1�2�3 �49、假设论域为 5 个人的体重分别为 110kg 、95kg 、85kg 、78kg 、65kg ，他们 的体重对于“肥胖”的模糊概念的隶属度分别为 0.95、0.88、0.8、0.72、0. 5。
试用：(1) Zadeh 表示法表示模糊集“肥胖” 答：肥胖=0. 95 +0. 88+0. 8+0. 72+ 0. 511095 85 78 65(2)序偶表示法表示模糊集“ 肥胖”答：肥胖={(110,0.95), (95,0.88)(85,0.8)(78,0.72)(65,0.5)}（或肥胖={0.95, ,0.88,0.8,0.72,0.5}）10、专家系统的核心部分是：知识库子系统、推理子系统。
11、在专家系统中，解释器是专家系统与用户间的人-机接口。
12、人工神经网络常见的激发函数或作用函数有：阈值型函数、饱和型函数、和双曲函数（此外还有 S 型函数，高斯函数等）。
13、智能控制是一门新兴的交叉学科，它具有非常广泛的应用领域,例如航空航天、军事、工业和服务业。
14、模糊控制的数学基础为模糊数学。
二、简答题1、一般特征定义，何谓“智能控制”?答：按照一般行为特征定义，智能控制是有知识的“行为舵手”，它把知识和反馈结合起来，形成感知—交互式、以目标导向的控制系统。
系统可以进行规划、决策，产生有效的、有目的的行为，在不确定环境中，达到既定的目标。
2、请筒述智能控制与传统控制的特点。
答：3、请简述传统控制理论的局限性有哪些?答：4、简述神经网络特征有哪些?答: (1)非线性映射逼近能力。
任意的连续非线性西数映射关系可由多层神经网络以任意精度加以逼近。
(2)自适应性和自组织性。
神经元之间的连接具有多样性，各神经元之间的连接强度具有可塑性，网络可以通过学习与训练进行自组织，以适应不同信息处理的要求。
(3)并行处理性。
网络的各单元可以司时进行类似的处理过程，整个网络的信息处理方式是大规模并行的，可以大大加快对信息处理的速度。
(4)分布存储和容错性。
信息在神经网络内的存储按内容分布于许多神经元中，而且每个神经元存储多种信息的部分内容。
网络的每部分对信息的存储具有等势作用，部分的信息丢失仍可以使完整的信息得到恢复，因而使网络具有容错性和联想记忆功能。
(5)便于集成实现和计算模拟。
神经网络在结构上是相同神经元的大规模组合，特别适合于用大规模集成电路实现。
5、简述BP 神经网络的基本思想及其优缺点。
答：（基本思想自行归纳，注意题目要求）优点：1) 非线性映射能力2) 自学习和自适应能力3) 泛化能力4) 容错能力缺点：1) 局部极小化问题2) BP 神经网络算法的收敛速度慢3) BP 神经网络结构选择不一4) 应用实例与网络规模的矛盾问题5) BP 神经网络预测能力和训练能力的矛盾问题6）BP 神经网络样本依赖性问题。
6、在神经网络学习算法中，何谓无导师的学习?有导师学习的含义又是什么?答：①有导师学习神经网络：为神经网络提供样本数据，对网络进行训练，使网络的输入输出关系逼近样本数据的输入输出关系。
②无导师学习神经网络：不为神经网络提供样本数据，学习过程中网络自动将输入数据的特征提取出来。
7、简述基本遗传算法中主要算子有哪些?基本遗传算法的基本原理?答：1）选择运算：使用比例选择算子2）交叉运算：使用单点交叉算子3）变异运算：使用基本位变异算子（基本原理请自行总结表述）如：基本原理：遗传算法就是对这串群进行基因操作：复制，交叉和变异，产生出新的一代串群，比父代更适应“环境”，这样不断重复，直至搜索到问题的最优解。
三、画图题1、绘制智能控制系统的组成结构,简述它由哪几部分组成?各自的作用是什么? 答:智能控制系统一般由五部分组成:广义对象、感知信息处理、认知部分、规划和控制部分、常规控制器及执行器。
其作用如下:➢广义对象:通常意义下的控制对象和所处的环境。
➢感知信息处理:将传感器得到的原始信息加以处理，并与内部环境模型产生的期望信息进行比较，完成信息的获取、辨识、整理及更新的功能。
➢认知部分:主要用来接收和存储信息、知识、经验和数据，并对他们进行分 析、推理做出行动的决策，送至规划和控制部分。
➢规划和控制部分:是整个系统的核心，它根据给定的任务要 求，反馈信息以及经验知识，进行信息自动搜索、推理决策、动作规划，最终 产生具体的控制作用。
➢常规控制器及执行器:作用于控制对象。
2、分别画出以下应用场合下适当的隶属函数：(a)我们绝对相信 附近的 e(t)是 “正小”，只有当 e(t)足够远离 2时，我们才失去2 e{t)是“正小”的信心； 答：(b)我们相信3附近的 e(t)是“正大”，而对于远离3的 e(t)，我们很快失去 e(t)是 “正大”的信心： 答：.(c)随着 e(t)从6向左移动，我们很快失去 e(t)是“正小”的信心，而随着 e(t)从 向 6右移动，我们较慢失去 e(t)是“ 正小”的信心。
答：3、请画出模糊控制系统的组成框图，并结合该图说明模糊控制器的基本结构和模糊控制器的基本结构：由模糊化接口、规则库、模糊推理及清晰化接口四个 部分组成。
工作原理：（请自行总结） 4、用结构图描述专家系统的基本结构。
答：非线性函数2输入2f=1，� =，� =5、绘制人工神经元模型并简述(1)神经元的构成: (2)人工神经元的基本原理。
答：人工神经元模型如图神经元的构成（后面所答内容为人工神经元，如果是生物神经元请自行更改为：树突、细胞体、轴突、细胞膜）：神经元由连接权值、求和单元和激发函数三个基本要素构成。
人工神经元的基本原理：（请自行总结）四、计算题1、某人工神经元模型为三输入单输出节点，神经元作用函数为非对称Sigmoid函效(s)=11+ⅇ−s，阈值=0，权矩阵W=[w1 w2 w3]"=[1/3 1/6 1/9]。
若输入[�1 �2 �3]=[1 2 3]，试给出神经元的输出取值？答：�() =(∑3��)=[1/3*1+1/6*2+1/9*3]= (1)=1+2、设论域U={x1, x2, x3, x4}上有两个模糊集分别为：� = 0.6 + 0.2 + 0.4 + 0.80.4+0.7+0.3+0.2，求：�∩�，��，��1�2�3�4�1�2�3 �4答：（请参照智控复习要点三、2 自行计算）3、对于一个系统，当输入为 A 时，输出为 B，否则输出为 C,且有：� = 0.7 + 0.4 + 0.2，� = 0.4 + 0.6 + 0.3 0.6+0.7+0.3����1 �2�3�1 �2 �3已知当前输入�′=0.2 + 0.1 + 0.4，求输出 D。
[提示:先计算 = (�×�) ∪(×�)，���再得到D =A'o R]答：（提示已经给的很清楚了，请参照智控复习要点三、7 自行计算）4、在遗传算法求解(�) = 2�2 − 3� + 5在某一区间的函数最大值问题中，代表染色体 x 的一对二进制串为 S 1=00110011，S 2=01001101, 其串为 S 1 所对应的适配度函′′数值是多少?随机整数 k=5,求交叉后得到的两个新串1，2？ 答：f(S1)=f(51)=2*51*51-3*51+5=5045''K=5 时进行交叉后 S 1 =00110101，S 2 =010010115、设论域 X=Y={1, 2, 3, 4, 5}，X. Y 上的模糊集合� = 1 +0.7+0 .3, � = 1 +0.6+0.4+0.2, � =0.4+0.7+112 31123 4 3 45设 A=“小”则 B=“大”，使用 Mamdani 极大极小推理，求 A 1=“较小”时,输出 B 1 的模糊集合？ 答：答案只做参考，也会有错误。
最后这道题再做补充，时间比较紧，先给大家这些，大家抓 紧背诵理解，祝大家顺利，加油！（from lao four ）。
