智能控制1-2 绪论(智能控制系统的涉及的内容)

这样，我们就有可能利用计算机来模仿人的思维 与推理过程，也就是模仿人类的智能活动，构成人工 智能系统。
如果人工智能系统与自动控制相结合，就构成了智能 控制器或智能控制系统。
人工智能的研究，就是按照人类的思维过 程来编制计算机程序。它需要对人的认知过程 和认知的本质的了解。 它需要在以下方面进行研究 认知生理学： 认知心理学： 认知信息学： 认知工程学：
1.5 智能控制涉及的领域
1 知识及其表示
人类的知识的通常表示方式：
常识 公式
定义与假设
定理与定律、各种规则 函数曲线与函数表、图形图像以及在头脑中形成的一些映像等。 这些方法是否适合于智能机器？ 如何将他们转换为机器容易识别、容易存储、容易应用的格式？
知识的表示方法可以选择：状态空间表示法、问
实现条件性迁移（转移）。 计算机是一个物理符号系统， 计算机也具有上述 六种功能。
4 人工智能实现的可能性
（1）理论基础
从信息处理的角度看，既然人是一个完善的物理符 号系统，而计算机也是一个物理符号处理系统，我们是 否可以这样认为：
应该可以用计算机系统来模仿人类的信息处理过 程，也就是模仿人类的智能活动过程。
1.7 人工智能的主要流派
1 符号主义 它主要源自于数理逻辑，认为利用数理逻辑（逻辑推 理）来刻意模仿人类的智能活动。 比较典型的成果：数学定理的证明。
它曾经是，现在仍然是人工智能的主流学派。
后面接触到的知识的命题逻辑和谓词逻辑方式表示以 及相关的推理过程，可以认为是这种方式。
2 连接主义
认为人工智能源自于仿生学，特别是人脑模型的 研究。
推理方法
可以选择: 图搜索方法；
基于命题逻辑或谓词逻辑的规则推理方法；
基于模糊逻辑的模糊推理方法；
基于人工神经原网络的推理方法等。
实际上，推理方法还在探索过程中，推理方法的选择 要依据具体的应用目的和要求来决定，有时可能是多 种方法的综合应用。
1.6 智能控制实现的可能性
人们生产、生活的需要，要求发展智能控制技术。 现在还有一个问题就是，虽然有需要或者说有必 要，那是否有实现的可能呢？如果没有可能做到，我们 就没有必要继续讨论下去了。 下面对智能控制技术实现可能性进行一个粗略的分析。
1 信息处理系统（物理符号系统）的特点
信息处理系统又叫符号处理系统，它主要作用是 对符号进行处理。而符号就是用于表示知识、或决策
的。
一个完善的物理符号处理系统应该具有下列六中基本
功能
（1）符号的输入
（2）符号的输出
（3）符号的存储
（4）符号的复制
（5）建立符号结构：符号之间具有某种联系， 通过寻找个符号之间的关系，在符号系统中建立 起符号之间的联系，形成符号之间的结构。 （6）条件行迁移：依据已有的符号，以及相应 的规则，可以进行推理，转移到未明确给出的符 号上。
（2） 技术基础
现代计算机它的存储容量已经足够大，运算速度 等也已经能基本满足人工智能控制的需要；
嵌入式计算机技术的发展，使智能控制系统的体 积、功耗进一步缩小，实时性在不断提高，为将智能 控制器嵌入到像自主机器人等各种自动化设备和装置 中提供了可能。可以预料，具有嵌入式人工智能控制 系统的智能控制设备，在不久的将来会大量出现在我 们的日常生产、生活环境中。 因此，人工制能与智能控制的研究与实现，已经 具备了理论与基础基础。
应该说有这种可能性。
这里有一个假设和伴随该假设而得到的几个推论。
① 假设： 任何一个系统，如果它能表现出智能，那么它就 必定能执行上述6种功能。反之，任何一个系统如果 它具有上述6种功能，那么它就能够表现出智能；这 种智能指的是人类所具有的那种智能。 物理符号系统的上述假设又伴随着以下3个推论。 ② 推论1：
不同的工具和方法来模仿人类的智能活动。
人工智能与人工智能能控制系统应该既包含数理逻辑
的推理过程，又包含控制论的思想（——控制论的思
想本身就是从人的行为活动中总结出来的），也应该 充分利用进一步的发
展。
神经元网络是其主要手段。
3 行为主义
它从系统的行为方面的特征来看待人工智能与人工制 能控制系统。
认为人工智能源自于控制论。控制论把神经系统的工 作原理与信息理论、控制理论、逻辑和计算机联系起 来。
其典型成果是各种智能机器人和智能控制器的成功应 用。
从我个人观点看，这些流派都是从不同的侧面，利用
也就是机体接受外部刺激（输入）R后的响应， 不仅与当时的输入状态有关，还与当时机体的状态S有 关。
不同的人对同一个刺激，他的响应不同。 同一个人，在不同的状态下，对同一个刺激的响 应不同，例如在疲倦状态，我讲课，你们接受一定比 清醒状态差。 不同的刺激对认知也有影响，换个教师给你们讲 智能控制，可能比我给你们讲，你们会学的好些。
3 计算机的信息处理过程 现代计算机的设计，就是以一个物理符号 系统来作为目标的。 它是一个典型的时序逻辑系统：它的输出 不仅与当时的输入R有关，而且与系统的状态S 有关。
计算机的基本功能：
接收输入信息， 输出
对信号进行存储、
复制
只要编写合适的程序，可以建立符号结构（例如数 据库）等
人们通过学习可以获得前人总结出的知识——通常叫先 验知识； 通过自己的实践积累与总结的知识——经验知识，或叫 后验知识。
知识的获取和表示，是智能控制中的关键问题之一。
3 机器推理（智能决策） 建立一组推理规则或方法，利用知识，以及当 时的输入信息，系统的当前状态，进行推理， 获得控制输出信号，对被控对象进行控制。
题的规约表示方法、谓词逻辑表示方法、语义网络表
示方法、框架表示方法、剧本表示方法、含有可信度
因子或隶属度的非精确性知识的表示方法等。
知识的表示方法还在不断的探索过程中，很难说 那一种方法是最好的，需要针对不同的应用目的，选 择适合的知识表示方法。 这就又涉及到人的知识问题。
2 知识的获取
人类获取知识的途径：
5 智能控制的实现
智能控制是以实现控制功能为目的的，它是一个 新兴的交叉学科，无论那种结构的智能控制器，控制 技术(AC)、人工智能技术(AI)都是它的核心内容。无非 是在这个基础上依据需要在融合进信息技术（IT) (注： 该技术任何时候都存在，只是是否单独提出的问题） 和运筹学(OR)等相关技术。
第一章 绪论（2） 智能控制系统的涉及的内容
1.4 智能控制系统的特点 无论是人类的智能，还是机器的智能，都
是以知识为基础的。
它是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。它往往是那些含
有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性，以
及不存在已知算法、并以知识进行推理，以启
发式策略和智能算法来引导的求解过程。
从逻辑系统的角度看，可以认为人是一个时序逻辑系统
它的输出不仅与输入有关，而且还与他当时的状态 有关。
从信息处理角度看，人具有物理符号系统的功能与 特点，可以认为是一个物理符号系统 感官输入各种信息，可以用各种方法输出信息，信 息在大脑中进行存储、复制，在大脑中建立符号结构， 进行推理一获得符号的迁移。
2 人类信息处理（智能信息处理过程）的过 程与特点
如果用T表示时间，X表示认知操作，S表示当时
机体的状态，ΔX表示在当时机体状态为S时，在外部刺 激R的作用下认知操作X的变化量，则ΔX是S和R的函 数
X f ( S , R )
当外界刺激R作用在处于某一种状态S的机体时，将 产生下列过程
T T 1 X X X X f ( S , R )
既然人具有智能，那么它就一定是一个物理符号 系统。
③ 推论2： 既然计算机系统是一个物理符号系统，它就一定 能够表现出智能。 ④ 推论3：
既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物 理符号系统，那么就应该能用计算机来模拟人的智能活 动。 人工智能的研究，就是在以上假设的基础上进行 的。智能控制技术也是以这个假设为基础的。