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智能控制作业1.已知某一炉温控制系统，要求温度保持着600℃恒定。
针对该控制系统有以下控制经验。
（1）若炉温低于600℃，则升压；低得越多升压越高。
（2）若炉温高于600℃，则降压；高得越多降压越低。
（3）若炉温等于600℃，则保持电压不变。
设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为控制电压。
输入、输出变量的量化等级为7级，取5个模糊集。
试设计隶属度函数误差变化划分表，控制电压变化划分表和模糊控制规则表。
解：(1) 确定变量定义理想温度为600℃，实际炉温为T,则温度差为：e=600-T将温度差e作为输入变量。
(2)输入量和输出量的模糊化将偏差e分成5个模糊集：负大（NB），负小（NS），零（ZO）,正小（PS），正大（PB）。
将偏差e的变化分成7个等级：-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，从而得到温度变化模糊表如表1所示：控制电压u也分成5个模糊集：负大（NB），负小（NS），零（ZO）,正小（PS），正大（PB）。
将偏差u的变化分成7个等级：-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，而得到电压变化模糊表如表2示：MATLAB仿真程序如下：%Fuzzy Control for water tankclear all;close all;a=newfis('fuzz_tank');a=addvar(a,'input','e',[-3,3]); %Parameter ea=addmf(a,'input',1,'NB','zmf',[-3,-1]);a=addmf(a,'input',1,'NS','trimf',[-3,-1,1]);a=addmf(a,'input',1,'Z','trimf',[-2,0,2]);a=addmf(a,'input',1,'PS','trimf',[-1,1,3]);a=addmf(a,'input',1,'PB','smf',[1,3]);a=addvar(a,'output','u',[-4,4]); %Parameter ua=addmf(a,'output',1,'NB','zmf',[-4,-1]);a=addmf(a,'output',1,'NS','trimf',[-4,-2,1]);a=addmf(a,'output',1,'Z','trimf',[-2,0,2]);a=addmf(a,'output',1,'PS','trimf',[-1,2,4]);a=addmf(a,'output',1,'PB','smf',[1,4]);rulelist=[1 1 1 1; %Edit rule base2 2 1 1;3 3 1 1;4 4 1 1;5 5 1 1];a=addrule(a,rulelist);a1=setfis(a,'DefuzzMethod','mom'); %Defuzzywritefis(a1,'tank'); %Save to fuzzy file "tank.fis" a2=readfis('tank');figure(1);plotfis(a2);figure(2);plotmf(a,'input',1);figure(3);plotmf(a,'output',1);flag=1;if flag==1showrule(a) %Show fuzzy rule baseruleview('tank'); %Dynamic Simulationenddisp('-------------------------------------------------------');disp(' fuzzy controller table:e=[-3,+3],u=[-4,+4] ');disp('-------------------------------------------------------');for i=1:1:7 e(i)=i-4;Ulist(i)=evalfis([e(i)],a2); endUlist=round(Ulist)e=-3; % Erroru=evalfis([e],a2) %Using fuzzy inference2.用高级语言(C 、VC++、MATLAB 等)编程实现用BP 神经网络实现下列函数的非线性映射：101()log ,110f x x x x=≤≤ 分析误差曲线及网络的泛化能力。
智能控制与自动化试题智能控制与自动化是现代科学技术的重要分支，涵盖了机器学习、人工智能、自动化控制等多个领域。
以下是一些关于智能控制与自动化的试题，供大家参考。
一、选择题1. 智能控制与自动化的定义是什么？A. 使用人工智能技术进行控制与自动化B. 独立于人工干预的控制与自动化C. 应用了智能算法的控制与自动化D. 利用机器学习进行控制与自动化2. 以下哪一项不属于智能控制与自动化的应用领域？A. 工业自动化B. 交通运输C. 医疗健康D. 媒体与传媒3. 智能控制与自动化中，常用的传感器有哪些？A. 温度传感器、湿度传感器B. 摄像头、雷达C. 光电传感器、压力传感器D. GPS传感器、声音传感器4. 在智能控制与自动化系统中，什么是反馈控制？A. 控制器通过测量输出信号反馈给输入信号B. 控制器通过测量输入信号反馈给输出信号C. 控制器通过测量环境信息反馈给输入信号D. 控制器通过测量输出信号反馈给环境信息二、填空题1. 智能控制与自动化主要利用________技术来优化系统的控制效果。
2. 智能控制与自动化的目标是实现________并提高系统的________。
3. 自动化是一种________控制方式，能够减少人的干预。
4. 智能控制与自动化领域重要的研究方法包括________、________和________等。
三、简答题1. 什么是PID控制器？其工作原理是怎样的？2. 请简要说明智能控制与自动化在工业生产中的应用。
3. 机器学习在智能控制与自动化中有何作用？四、论述题请以智能控制与自动化为题，撰写一篇短文，内容包括以下几个方面：1. 智能控制与自动化的定义和基本原理；2. 智能控制与自动化在日常生活和工业生产中的应用；3. 智能控制与自动化领域的挑战和发展方向。
以上试题旨在帮助大家了解智能控制与自动化的基本概念和应用，希望能够对相关领域的学习和研究有所帮助。
通过对试题的理解和回答，可以提升对智能控制与自动化的认知水平。
一、选择题1、蔡自兴教授提出智能控制系统的四元结构，认为智能控制是人工智能、控制理论、系统理论和运筹学四种学科的交叉。
2、专家是指在某一专业领域内其专业知识与解决问题的能力达到很高水平的学者。
3、专家系统中的知识按其在问题求解中的作用可分为三个层次，即数据级、知识库级和控制级。
4、不确定性知识的表示有三种:概率、确定性因子和模糊集合。
5、Hebb学习规则是一种无教师的学习方法，它只根据神经元连接间的激活水平改变权值，因此这种方法又称为相关学习和并联学习。
6、交叉运算是两个相互配对的染色体按某种方式相互交换其部分基因，从而形成两个新的个体。
二、判断题1、IEEE控制系统协会把智能控制归纳为：智能控制系统必须具有模拟人类学习和自适应的能力。
（ T ）2、不精确推理得出的结论可能是不确定的，但会有一个确定性因子，当确定性因子超过某个域值时，结论便不成立。
（ F ）3、一般的专家系统由知识库、推理机、解释机制和知识获取系统等组成。
（ T ）4、人机接口是专家系统与领域专家、知识工程师、一般用户间进行交互的界面，由一组程序及相应的硬件组成，用于完成知识获取工作。
（ F ）5、Hopfield神经网络是反馈神经网络中最简单且应用广泛的模型，它具有联想记忆的功能。
（ F ）6、知识是将有关的信息进一步关联在一起，形成了更高层次含义的一种信息结构，信息与关联是构成知识的两个基本要素。
（ T ）7、建造知识库涉及知识库建造的两项主要技术是知识获取和知识存放。
（ F ）8、模糊控制系统往往把被控量的偏差（一维）、偏差变化（二维）以及偏差的变化率（三维）作为模糊控制器的输入。
（ T ）9、RBF网络的学习过程与BP网络的学习过程是类似的，两者的主要区别在于使用了相同的激励函数。
（ F ）10、应用遗传算法求解问题时，在编码方案、适应度函数及遗传算子确定后，算法将利用进化过程中获得的信息自信组织搜索。
（ T ）三、简答题1.分别说明专家系统与专家控制系统？答：专家系统就是利用存储在计算机内的某一特定领域内人类专家的知识，来解决过去需要人类专家才能解决的现实问题的计算机系统。
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。
（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. 5 11095857865(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）。
一、简答题（本题共40分，每小题10分）1.什么是智能控制？智能控制具有哪些特点？答：智能控制是采用智能化理论和技术，驱动智能机器实现其目标的过程，是一类无需人的干预，就能够独立地驱动智能机器实现其目标的自动控制。
特点1.由于所考虑被控对象无法建立精确模型，智能控制系统一般具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程。
2.一个系统，能对一个过程或其环境中未知特征所固有的信息进行学习，并将得到的经验用于估计、分类、决策或控制，使系统性能得以改善，称该系统具有学习功能，智能控制系统一般应具备这样的学习功能。
智能控制器是一种输入到输出的映射关系，可以看成是不依赖于模型的自适应估计，具有很好的适应性能，当系统的输入不是学习过的例子时，可以给出合适的输出，某一部分出现故障时，系统能够自修复，保证正常工作。
2.模糊控制器由哪些部分组成?各部分的作用是什么?答：模糊控制器主要由模糊化接口、知识库、推理机和模糊判决接口等，其作用如下：（1）模糊化接口：将系统的设定输入与被控对象输出的偏差以及偏差的变化量等信号，作为系统的输入语言变量，根据在两个输入论域上定义的模糊语言值，将采用标量形式表示的偏差以及偏差的变化量信号转化为相应语言值的隶属度向量。
（2）知识库：用于存放模糊推理所需要的知识，包括数据库和规则库。
数据库提供必要的定义，包括：将基本论域转化为模糊论域时，量化等级的个数与取值、采用的量化方式；将模糊判决后的输出转化为控制信号的比例因子取值；在模糊论域上定义的语言值的隶属函数的类型与参数取值等。
规则库表示模糊规则，以及多个规则之间的模糊关系。
（3）推理机：是模糊控制的核心，利用知识库的信息，模拟人的推理过程，给出合适的模糊输出，其实质是模糊推理。
（4）模糊判决接口：通过推理机得到的结果是一个模糊输出，在模糊控制中，必须要有一个确定的值，才能去控制或者驱动执行机构。
在模糊输出中，取一个能最佳代表这个推理结果可能性的精确值的过程，就是精确化过程，或称去（逆、非）模糊化过程，由模糊判决接口完成。
《智能控制技术基础》试卷(A)标准答案剖析20__6~20__7 学年第一学期期末考试《智能控制技术基础》试卷（A）标准答案一、填空题（空每空 1 分，共 10 分分））1 智能控制具有两个不同于常规控制的本质特点：以以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程。
2 传统控制包括经典反馈控制和现代理论控制。
3 模糊逻辑控制的过程主要有三个步骤：模糊化过程、模糊逻辑推理和精确化计算。
4 在一个神经网络中，常常根据处理单元的不同处理功能，将处理单元分成输入单元、隐含层单元（或隐层单元）和输出单元元三类。
5 系统辨识的基本要素包括数据、模型类和等价准则。
二、问题答题（每小题 8 分, 共共 40 分）1 智能控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：智能控制系统由广义对象、传感器、感知信息处理、认知、通信接口、规划和控制和执行器等七个功能模块组成；各部分的作用为：广义对象;;包括通常意义下的控制对象和外部环境；传感器;;包括关节传感器、力传感器、视觉传感器、距离传感器、触觉传感器等；感知信息处理;;将传感器得到的原始信息加以处理；认知;;主要用来接收和储存信息、知识、经验和数据，并对它们进行分析、推理，作出行动的决策，送至规划和控制部分；通信接口;;除建立人机之间的联系外，还建立系统各模块之间的联系；规划和控制;;是整个系统的核心，它根据给定的任务要求、反馈的信息以及经验知识，进行自动搜索，推理决策，动作规划，最终产生具体的控制作用；执行器;;将产生的控制作用于控制对象。
2 模糊逻辑控制器由哪几部分组成？各完成什么功能？答：模糊逻辑控制器由模糊化接口、知识库、推理机与解模糊接口四个部分组成；各部分的功能为：模糊化接口;;将真实的确定量输入转换为一个模糊矢量；；知识库;;包括数据库和规则库。
数据库存放的是所有输入、输出变量的全部模糊子集的隶属度矢量值，若论域为连续域则为隶属度函数，在规则推理的模糊关系方程求解过程中，向推理机提供数据；规则库是基于专家知识或手动操作人员长期积累的经验，它是按人的直觉推理的一种语言表示形式，存放全部模糊控制规则，在推理时为“推理机”提供控制规则。
智能控制习题答案54733第⼀章绪论1. 什么是智能、智能系统、智能控制？答：“智能”在美国Heritage词典定义为“获取和应⽤知识的能⼒”。
“智能系统”指具有⼀定智能⾏为的系统，是模拟和执⾏⼈类、动物或⽣物的某些功能的系统。
“智能控制”指在传统的控制理论中引⼊诸如逻辑、推理和启发式规则等因素，使之具有某种智能性；也是基于认知⼯程系统和现代计算机的强⼤功能，对不确定环境中的复杂对象进⾏的拟⼈化管理。
2．智能控制系统有哪⼏种类型，各⾃的特点是什么？答：智能控制系统的类型：集散控制系统、模糊控制系统、多级递阶控制系统、专家控制系统、⼈⼯神经⽹络控制系统、学习控制系统等。
各⾃的特点有：集散控制系统：以微处理器为基础，对⽣产过程进⾏集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统。
该系统将若⼲台微机分散应⽤于过程控制，全部信息通过通信⽹络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单⼀，⼈机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性⾼度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显⽰三⽅⾯集中，⼜实现了在功能、负荷和危险性三⽅⾯的分散。
⼈⼯神经⽹络：它是⼀种模范动物神经⽹络⾏为特征，进⾏分布式并⾏信息处理的算法数学模型。
这种⽹络依靠系统的复杂程度，通过调整内部⼤量节点之间相互连接的关系，从⽽达到处理信息的⽬的。
专家控制系统：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。
可以说是⼀种模拟⼈类专家解决领域问题的计算机程序系统。
多级递阶控制系统是将组成⼤系统的各⼦系统及其控制器按递阶的⽅式分级排列⽽形成的层次结构系统。
这种结构的特点是：1.上、下级是⾪属关系，上级对下级有协调权，它的决策直接影响下级控制器的动作。
2.信息在上下级间垂直⽅向传递，向下的信息有优先权。
