第二章专家控制系统.
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课程设计题目:专家PID控制系统仿真专家PID控制系统仿真摘要简单介绍了常规PID控制的优缺点和专家控制的基本原理,介绍了专家PID控制的系统结构,针对传递函数数学模型设计控制器。
基于MATLAB的simulink仿真软件进行应用实现,仿真和应用实现结果均表明,专家PID控制具有比常规PID更好的控制效果,且具有实现简单和专家规则容易获取的优点。
论文主要研究专家PID控制器的设计及应用,完成了以下工作:(1)介绍了专家PID控制和一般PID控制的原理。
(2)针对任务书给出的受控对象传递函数G(s)=523500/(s3+87.35s2+10470s) ,并且运用MATLAB实现了对两种PID控制器的设计及simulink仿真,且对两种PID控制器进行了比较。
(3)结果分析,总结。
仿真结果表明,专家PID控制采用多分段控制,其控制精度更好,且具有优越的抗扰性能。
关键词:专家PID,专家系统,MATLAB,simulink仿真Expert PID control system simulationAbstractThe advantages and disadvantages of conventional PID control and the basic principle of expert control are briefly introduced, and the structure of expert PID control system is introduced. Simulink simulation software based on MATLAB is implemented. The simulation and application results show that the expert PID control has better control effect than the conventional PID, and has the advantages of simple and easy to get.This paper mainly studies the design and application of the expert PID controller:(1) the principle of PID control and PID control is introduced in this paper.(2) the controlled object transfer function G (s) =523500/ (s3+87.35s2+10470s), and the use of MATLAB to achieve the design and Simulink simulation of two kinds of PID controller, and the comparison of two kinds of PID controller.(3) result analysis, summary.The simulation results show that the control accuracy of the expert PID control is better than that of the control.Key words:Expert PID , MA TLAB, expert system, Simulink, simulation目录摘要 (I)Abstract ..................................................................................................................................... I II 第一章引言 . (2)1.1 研究目的和意义 (2)1.2国内外研究现状和发展趋势 (3)第二章PID控制器综述 (3)2.1常规PID控制器概述 (3)2.2专家PID控制器 (4)第三章专家PID控制在MATLAB上的实现 (5)3.1简介 (5)3.2设计专家PID 控制器的实现方法 (5)3.3.专家PID控制器的S函数的M文件实现 (7)3.4专家PID控制器的simulink设计 (8)3.5专家PID控制和传统PID比较 (13)第四章结论 (14)4.1专家PID控制系统的优缺点及解决方案 (14)4.2最终陈述 (14)第一章引言近十几年,国内外对智能控制的理论研究和应用研究十分活跃,智能控制技术发展迅速,如专家控制、自适应控制、模糊控制等,现已成为工业过程控制的重要组成部分。
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。
第三章 专家控制系统3.1 专家系统概述1.专家及专家系统的定义专家指的是那些对解决专门问题非常熟悉的人们,他们的这种专门技术通常源于丰富的经验以及他们处理问题的详细专业知识。
定义 3.1专家系统主要指的是一个智能计算机程序系统,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。
专家系统的基本功能取决于它所含有的知识,因此,有时也把专家系统称为基于知识的系统(knowledge-based system)。
3.1.1 专家系统的特点及优点1.专家系统的特点与常规的计算机程序系统比较,专家系统具有下列特点:(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(problem-solving)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题。
此外,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。