2-专家控制近年原文.ppt

*本章主要教学内容专家系统专家控制系统专家PID控制专家系统1专家和专家系统专家：具有某一领域专门知识或极其丰富经验的人才。专家善于用藏于大脑中没有表达出来的经验和技巧来解决实际工程问题。专家系统：以专家知识为基础，将人工智能的理论和方法与计算机软件相结合，用于解决某一专门领域带有模糊性疑难问题的“聪明软件”。将专家系统用于解决控制问题，即成为专家控制系统。专家系统2专家系统的一般结构规则库数据库知识库知识获取领域专家解释程序调度程序推理机推理咨询专家系统用户知识库知识库是专家系统的核心，存储以适当形式表示的专家知识、经验和技巧。知识的获取是构造专家系统的瓶颈；知识的表达要便于知识的存储、检索、调用和修改。知识库知识的逻辑表示，也称为一阶谓词表示。例任何整数或是正的或是负的：式中：I(x),P(x),N(x)均为一阶谓词,分别表示x是I(整数),x是P(正数),x是N(负数)；?、?为谓词逻辑连接词。知识的语义网络表示：通过概念和语义关系来表达知识的一种网络图，是一种三元结构（节点1，弧，节点2）。猎狗狗是一种（节点）（节点）（弧）知识库知识的产生式表示，又称为产生式规则，通常用于表示具有因果关系的知识，其基本形式为：IFETHENHWITHCF(E，H)其中E：规则的前提条件，说明应用这一规则所应满足的条件；H：规则的结论部分；CF：规则的可信度，即权重，可用于解决规则的冲突。如果动物有毛发，那么它是哺乳动物。如果天下雨，马路是湿的。如果天不下雨，马路是干的。专家系统2专家系统的一般结构推理机推理是一种知识的处理过程，它是按某种策略从一个或几个已知判断推出另一个判断的过程。演绎推理是智能控制中常用的推理方法。正向推理：又称为数据驱动推理。其过程是将初始数据与知识库中每条规则的前提进行匹配，形成一个可用知识集，再由某种解决冲突的方式，选取其中的一条规则。智能控制中主要采用正向推理。反向推理：又称为目标驱动推理。首先从提出目标（假设）开始，从知识库中找出与假设相匹配的所有知识，得到一个可用知识集，再从知识集中选取一条验证前提部分。若可用知识集为空，则应重新提出假设。反向推理多用于专家系统。双向推理：由正向推理产生假设集，再应用反向推理寻求支持假设的数据，直到得出结论。这种方法可提高搜索效率。专家控制系统1一般专家控制系统一般专家控制系统也称为直接型专家控制器专家控制器为专家系统与常规控制器的结合，可直接控制生产过程或被控对象。信息获取与处理推理机构+-控制规则库被控对象知识库传感器专家控制器一般专家控制系统的构成知识库事实集——与被控对象有关的知识，如结构、类型、特征、控制规则中参数调整的规则。经验数据库：对象的参数变化范围；控制器参数调整范围；传感器的静、动态特性；系统误差；零位误差；执行机构的特征、参数及阈值。控制规则集根据被控对象的特点及对其操作、控制的经验，用产生式规则等方法描述被控对象的特征，形成有效的控制规则。它集中反映了专家及其熟练的操作者有关的专门知识及经验。推理机多采用前向推理机制，对控制规则由前向后逐条匹配，直至搜索到目标信息获取与处理主要是系统的指令输入及反馈信息。专家控制系统2仿人专家控制系统仿人专家控制系统又称为间接型专家控制器对于一个经过专业训练的人员，其所实现的控制方法是接近最优的。仿人控制系统是通过模拟人的智能控制行为而实施的一种控制系统。构造仿人专家控制系统的主要工作是根据被控对象的特征模式,或特征状态，设计相应的控制策略。这种系统运行的关键是实时提取被控对象的特征信息，对于一般的系统，这些特征信息主要是误差（e）和误差的变化（?e）等。仿人专家控制系统设计依据被控对象的特征模型特征模型由特征模式(或特征模态)组成?1?4?3?20特征平面(相平面)该特征平面划分了4个特征模式类每个特征模式还可以再细分；每个特征模式对应相应的控制策略。专家PID控制1专家PID控制的工作原理PID控制本身就是一种不依赖被控对象数学模型的控制方法，构成PID控制器的每个部分的物理意义都十分明显，但PID控制器参数的调整还是需要专家的经验。专家PID控制是一种直接型专家控制器。专家PID控制并不仅仅只是将控制器的参数借用专家的经验进行在线调整，而且还能根据系统运行不同状况，对整个控制器的结构进行调整。专家PID控制2专家PID控制规则根据系统的阶跃响应的误差曲线确定PI