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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。
控制系统工程设计一、引言控制系统工程设计是指根据特定需求和目标，设计并构建能够实现自动化控制的系统。
这个过程涉及到多个关键步骤，包括需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发等。
本文将介绍控制系统工程设计的基本步骤和常用工具。
二、需求分析在进行控制系统工程设计之前，首先需要明确需求和目标。
需求分析是控制系统设计的重要环节，其目的是确保设计满足用户的要求。
在需求分析阶段，需要明确以下几个方面的内容：1.控制目标：包括要控制的对象、控制的目标变量、控制的误差等。
2.系统约束：包括系统的响应时间、精度要求、可靠性等。
3.环境因素：包括工作环境的温度、湿度等对系统性能的要求。
4.用户需求：根据用户需求，确定系统所需要的功能和界面设计等。
需求分析的结果将作为设计和实施的基础，对于最终系统的性能和可靠性具有重要影响。
三、系统设计在需求分析的基础上，进行系统设计。
系统设计包括以下几个方面：1.系统框架设计：确定系统的基本架构，包括硬件和软件的组成部分，以及它们之间的关系和通信方式。
2.硬件选型：根据需求分析的结果，选择适合的硬件设备，包括传感器、执行器、控制器等。
3.软件开发：根据系统需求，编写相应的控制算法和程序代码，实现对系统的控制和管理。
4.系统集成：将所选硬件设备和编写的软件进行集成测试，确保系统各部分能够协同工作。
系统设计是控制系统工程设计的核心环节，其设计质量直接影响到系统的性能和可靠性。
四、硬件选型硬件选型是控制系统设计中非常重要的一环。
在硬件选型时，需要考虑以下几个因素：1.功能要求：根据系统的需求，确定所需硬件设备的功能和性能参数。
2.可靠性要求：根据系统的可靠性要求，选择具备一定可靠性的硬件设备。
3.成本因素：考虑硬件设备的成本，选择适合项目预算的设备。
4.可拓展性：在选型时需要考虑硬件设备的可拓展性，以便今后根据需要进行升级和扩展。
合理的硬件选型能够满足系统需求，并且对于系统的稳定性和可靠性具有重要影响。
1. 题目题目一、需要对专家控制规则做出明确的设计、编写控制器程序并作解释。
已知典型二阶系统的单位阶跃响应输出曲线和误差曲线如图1所示。
假设某二阶系统的的传递函数为s25 + s 133)(2=s G ，对象采样时间为1ms ，试设计一个专家PID 控制器，根据其响应误差制定专家控制规则，以改善响应特性，并进行Matlab 仿真。
2. 专家PID 控制过程分析专家控制的实质是基于受控对象和控制规律的各种知识，并以智能的方式利用这些知识来设计控制器。
利用专家经验来设计PID 参数便构成了专家PID 控制。
(1)首先通过传递函数离散取样，采样时间间隔为1ms 。
(2)然后取PID 初始值：kp=0.6; ki=0.03; kd=0.01;(3)二阶系统阶跃过程分析如下，取阶跃信号rin （k ）=1令e(k)表示离散化的当前采样时刻的误差值，e(k-1)、e(k-2)、分别表示前一个和前两个采样时刻的误差值，则有)1()()(--=∆k e k e k e)2()1()1(---=-∆k e k e k e根据误差及其变化，对二阶系统单位阶跃响应误差曲线做如下定性分析：首先定义如下参数:误差界限，021>>M M ;其中1M 可取0.8，0.6，0.4，三值,M 2=0.1增益抑制系数，102<<k ；2k =0.5增益放大系数，11>k ；1k =2第k 次和第k-1次控制器输出)1(),(-k u k u ;ε=0.001—————任意小正实数。
Ⅰ.8.0)(>k e 时,说明误差的绝对值已经很大。
不论误差变化趋势如何，都应考虑控制器按定值0.7输出。
以达到迅速调整误差，使得误差绝对值以最大速度减小，同时避免超调。
此时，它相当于开环控制。
同理，当6.0)(>k e ，定值输出0.5；当4.0)(>k e ，定值输出0.2。
Ⅱ.当2)(0)()(M k e k e k e ≥>∆或，说明误差很大，并且在朝着误差绝对值增大方向变化，这时可以考虑由控制器实施较强的控制作用，使得误差绝对值朝减小方向变化，迅速减小误差的绝对值，控制器的输出为)()1()(1k kpe k k u k u +-= 当2)(0)()(M k e k e k e <>∆且，说明误差一般大，并且在朝着误差绝对值增大的方向变化，这时可以考虑实施一般的控制作用，扭转误差变化的趋势，使其朝误差绝对值减小的方向变化，控制器的输出为)()1()(2k kpe k k u k u +-=Ⅲ.当0)(0)1()(,0)()(=>-∆∆<∆k e k e k e k e k e 或时，即)2()1()(-<-<k e k e k e 0)(=k e 或，说明误差向着绝对值减小的方向变化或者已经达到平衡状态。
《控制系统的设计与实施》作业设计方案第一课时一、作业设计背景随着科技的不断发展，控制系统在工业、交通、农业等各个领域中扮演着越来越重要的角色。
控制系统的设计与实施是实现自动化、提高效率的关键步骤。
因此，本作业旨在帮助学生加深对控制系统设计与实施的理解，提高解决实际问题的能力。
二、作业设计目标通过本次作业，学生应该能够：1.理解控制系统的基本原理和设计思想；2.分析不同类型的控制系统在实际中的应用；3.掌握控制系统的设计方法和实施步骤；4.运用所学知识解决实际控制问题。
三、作业设计内容1.简答题：回答控制系统的定义、分类、设计要求等问题，约200字。
2.案例分析：选取一个实际的控制系统案例，分析其设计过程、实施步骤和效果，约500字。
3.设计题目：设计一个包含传感器、执行器和控制器的简单控制系统，描述其工作原理和实现过程，约300字。
4.计算题：给定一个控制系统的传递函数，要求求解其稳定性、阶跃响应等参数，约200字。
5.实验报告：结合块状图、信号流图等工具，对一个控制系统进行仿真实验，并撰写实验报告，约400字。
四、作业设计要求1.作业字数要求在1300字以上，排版整洁，语言流畅。
2.第二课时一、课程背景《控制系统的设计与实施》是一门旨在帮助学生更好地理解控制系统原理及应用的课程。
通过本课程的学习，学生将掌握控制系统的基本概念、设计方法和实施技巧，为将来在工程领域中的实际应用打下坚实的基础。
二、作业设计目标1. 理解控制系统的基本原理和概念；2. 掌握控制系统设计和实施的方法和步骤；3. 提高学生解决实际问题的能力和实践能力。
三、作业设计内容1. 选择一个控制系统案例进行分析和研究；2. 设计一个简单的控制系统，并进行仿真实验；3. 撰写实验报告，总结设计过程和结果。
四、作业设计步骤1. 选择案例：学生可以根据自己的兴趣和实际需求选择一个控制系统案例，例如温度控制系统、水位控制系统等。
2. 系统分析：对所选择的案例进行系统性分析，包括系统的输入、输出、控制对象等。
