第四章专家控制系统
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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。
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。
一、概述控制系统设计是现代工程领域中一个重要的议题,对于各种工业过程、汽车、飞机、机器人等系统的性能和稳定性起着至关重要的作用。
而《控制系统设计指南》作为一部经典著作,在控制系统设计领域具有非常高的影响力和权威性。
本文将对《控制系统设计指南》原书第4版进行全面的阐述和分析。
二、作者及书籍概况《控制系统设计指南》是由美国知名控制系统专家George Ellis撰写的一部专著,涵盖了控制系统设计的理论和实践,适用于工程师、学生和研究人员。
本书已经出版了多个版本,第4版在第3版的基础上做了更新和扩充。
作者George Ellis是美国系统与控制学会的会员,拥有丰富的理论和实际经验,因此《控制系统设计指南》具有很高的权威性和可信度。
三、内容概述1. 第一章 - 控制系统概述本章介绍了控制系统的概念和基本原理,阐述了控制系统在各个领域的应用和意义,为后续章节的学习奠定了基础。
2. 第二章 - 数学模型本章深入探讨了控制系统设计所需的数学模型,包括传递函数、状态空间模型、离散时间系统等内容,为读者理解控制系统的数学基础做了详细解释。
3. 第三章 - 控制系统设计原则本章围绕系统性能、稳定性、鲁棒性等方面,介绍了控制系统设计的基本原则和方法,包括PID控制器设计、校正控制器设计等内容。
4. 第四章 - 控制系统实现本章讨论了控制系统实现的各种技术和方法,如数字控制系统、模糊控制系统、遗传算法等,为读者提供了多种选择和思路。
5. 第五章 - 稳定和性能分析本章介绍了稳定性和性能分析的相关理论和实践,包括时域分析、频域分析、极点分布等内容,帮助读者深入理解控制系统的稳定性和性能。
6. 第六章 - 鲁棒性设计本章详细介绍了鲁棒性设计的理论和方法,包括H-infinity控制、鲁棒控制、鲁棒优化等,为读者提供了多种解决方案。
7. 第七章 - 多变量系统设计本章探讨了多变量系统设计的理论和实践,包括多变量控制系统、模态分析、多变量稳定性分析等内容,帮助读者了解多变量系统设计的复杂性和挑战。