智能化技术应用领域
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第一阶段
1966年J.M.门德尔(Mendel)首先主张将人工智能用于飞船控制 系统设计中,1971年著名学者傅京逊(K.S.Fu)从发展学习控制的角度 首次正式提出智能控制这个新兴的学科领域。他列举了三种智能控制系 统的典型情况：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，无人参与的控制系统。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的主要功能特点
对于先验知识未知的情况，可以采取两种不同的解决方法。一 种是忽略未知部分的先验知识，或者是对这些知识预先猜测而把它 们视同已知，这样就可以基于知识“已知”来设计控制，采取保守 的控制原则，得到低效和次优结果；另一种方法是，在运行过程中 对未知信息进行估计，基于估计信息采用优化控制方法，如果这种 估计能逐渐逼近未知信息的真实情况，那么就可与已知全部先验知 识一样，得到满意的优化控制性能。对未知信息的估计逐步改善而 导致控制性能的逐步完善，就是控制系统的学习功能。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制的研究对象
（2）高度的非线性 在传统的控制方法中，线性系统理论比较成熟。非线性控制理论还不
成熟。智能控制方法能较好地解决这类问题。 （3）复杂的任务要求
传统控制系统中，控制任务简单：要求系统输出量为定值（调节系统 ），或者是要求系统输出量跟踪期望的运动轨迹（跟踪系统）。对于智能控 制系统，控制任务比较复杂：例如，在智能机器人系统中，要求系统具有自 行规划和决策的能力，有自动躲避障碍运动到期望目标位置的能力。再如， 在复杂的工业过程控制系统中，除了要求系统对各被控物理量实现定值调节 外，还要求能实现整个系统的自动启停、故障的自动诊断以及紧急情况的自 动处理等功能。
对于复杂的任务和分散的传感信息具有自行组织和协调的功能，该 组织功能也能表现为系统具有相应的主动性和灵活性，即智能控制器可 以在任务要求范围内自行决策、主动地采取行动；而当出现多目标冲突 时，在一定的限制下，控制器可有权自行裁决。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制的发展现状
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的基本结构
智能控制系统是实现某种控制任务的一种智能 系统。智能系统具备一定的智能行为。具体地说， 对于一个问题的输入，系统能够产生适合的求解问 题的响应。对于智能控制系统，问题的输入是任务 要求和反馈的传感信息，产生的响应是合适的决策 和控制作用。从系统的角度，智能行为也是一种从 输入到输出的Fra Baidu bibliotek射关系，这种关系可以定性地加以 说明，并不能用数学的方法精确地加以描述。
智能控制系统的一个通俗但并不严格的定义为： 在一个控制系统中，如果控制器完成了分不清是机 器还是人完成的任务，称这样的系统为智能控制系 统。 智能控制系统的典型结构为如下图所示：
1、智能化技术的应用领域
广义对象包括通常意义下的控制 对象和所处的外部环境.传感器感 知控制对象的反馈信息，感知信 息处理将传感器感知的反馈信息 加以处理，从中获得有用的信息。 认知部分主要接收和存储知识、 经验和数据，送至规划和控制部 分。规划和控制是整个系统的核 心，它根据给定的任务要求、反 馈的信息及经验知识，进行分析、 推理，作出行动的决策，产生具 体的控制作用经执行器作用于控 制对象。通讯接口建立人－机之 间和系统各模块之间的联系。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的主要功能特点
学习功能有高有低，低层次的学习功能主要包括对控制对象参数的 学习，高层次的学习则包括知识的更新。 （2）适应功能
系统具有自适应性，当系统中的某些部分出现故障时，系统也能够 正常工作。如果系统具有更高程度的智能，它还能自动找出故障甚至具 备自修复的功能，从而体现了更强的适应性。 （3）组织功能
感知信息处理 传感器
通讯接口 认知
智能控制器
被控对象 广义对象
规划和控制 执行器
图1 智能控制系统的典型结构
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的主要功能特点
（1）学习功能 一个系统，如果能对一个过程或其环境的未知特征所固有的信息进行学习，
并将得到的经验用于进一步的估计、分类、决策或控制，从而使系统的性能得 到改善，那么就称该系统为学习系统。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统
智能控制的发展现状
人
第二阶段
G.N.萨里迪斯提出了智能控制系统的分层递阶 的组成结构形式。如右图所示。
智能化技术的应用领域
1、智能化技术的应用领域
1.控制领域――智能控制系统 智能控制的研究对象
智能控制系统是控制理论发展的高级阶段。它主要用来解决那些用传统方 法难以解决的复杂系统的控制问题。其中包括智能机器人系统、CIMS、复杂的 工业过程控制系统、航天航空控制系统、社会经济管理系统、交通运输系统、 环保及能源系统等。
智能控制系统的学习功能的作用是为了解决主要由于控制对象的非线性和 时变性以及系统建模不良所造成的不确定性问题，即努力降低这种缺乏必要的 先验知识给系统控制带来的困难。在一个控制系统中，如果受控对象或过程的 先验知识全部是已知的，而且能确定的描述，那么从合适的常规控制到最优控 制的各种方法都可以利用，求得满意的控制性能；如果受控对象或过程的先验 知识全部或局部地已知，但只能得到统计的描述（例如概率分布，密度函数）， 那么就要利用随机设计或统计设计技术来解决控制问题；然而如果受控对象或 过程的先验知识是全部未知或局部未知，这时就谈不上完整的建模，传统的优 化控制设计方法就无法进行，甚至常规的控制方法也不能简单地使用。
智能控制的研究对象具备以下一些特点： （1）不确定性的模型 传统的控制是基于模型的控制，模型已知或者经过辨识可以得到。而智能控制 的对象通常存在严重的不确定性。不确定性包含两层意思：一是模型未知或知 之甚少；二是模型的结构和参数可能在很大范围内变化。传统方法难于对它们 进行控制。这正是智能控制要解决的问题。
1966年J.M.门德尔(Mendel)首先主张将人工智能用于飞船控制 系统设计中,1971年著名学者傅京逊(K.S.Fu)从发展学习控制的角度 首次正式提出智能控制这个新兴的学科领域。他列举了三种智能控制系 统的典型情况：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，无人参与的控制系统。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的主要功能特点
对于先验知识未知的情况，可以采取两种不同的解决方法。一 种是忽略未知部分的先验知识，或者是对这些知识预先猜测而把它 们视同已知，这样就可以基于知识“已知”来设计控制，采取保守 的控制原则，得到低效和次优结果；另一种方法是，在运行过程中 对未知信息进行估计，基于估计信息采用优化控制方法，如果这种 估计能逐渐逼近未知信息的真实情况，那么就可与已知全部先验知 识一样，得到满意的优化控制性能。对未知信息的估计逐步改善而 导致控制性能的逐步完善，就是控制系统的学习功能。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制的研究对象
（2）高度的非线性 在传统的控制方法中，线性系统理论比较成熟。非线性控制理论还不
成熟。智能控制方法能较好地解决这类问题。 （3）复杂的任务要求
传统控制系统中，控制任务简单：要求系统输出量为定值（调节系统 ），或者是要求系统输出量跟踪期望的运动轨迹（跟踪系统）。对于智能控 制系统，控制任务比较复杂：例如，在智能机器人系统中，要求系统具有自 行规划和决策的能力，有自动躲避障碍运动到期望目标位置的能力。再如， 在复杂的工业过程控制系统中，除了要求系统对各被控物理量实现定值调节 外，还要求能实现整个系统的自动启停、故障的自动诊断以及紧急情况的自 动处理等功能。
对于复杂的任务和分散的传感信息具有自行组织和协调的功能，该 组织功能也能表现为系统具有相应的主动性和灵活性，即智能控制器可 以在任务要求范围内自行决策、主动地采取行动；而当出现多目标冲突 时，在一定的限制下，控制器可有权自行裁决。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制的发展现状
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的基本结构
智能控制系统是实现某种控制任务的一种智能 系统。智能系统具备一定的智能行为。具体地说， 对于一个问题的输入，系统能够产生适合的求解问 题的响应。对于智能控制系统，问题的输入是任务 要求和反馈的传感信息，产生的响应是合适的决策 和控制作用。从系统的角度，智能行为也是一种从 输入到输出的Fra Baidu bibliotek射关系，这种关系可以定性地加以 说明，并不能用数学的方法精确地加以描述。
智能控制系统的一个通俗但并不严格的定义为： 在一个控制系统中，如果控制器完成了分不清是机 器还是人完成的任务，称这样的系统为智能控制系 统。 智能控制系统的典型结构为如下图所示：
1、智能化技术的应用领域
广义对象包括通常意义下的控制 对象和所处的外部环境.传感器感 知控制对象的反馈信息，感知信 息处理将传感器感知的反馈信息 加以处理，从中获得有用的信息。 认知部分主要接收和存储知识、 经验和数据，送至规划和控制部 分。规划和控制是整个系统的核 心，它根据给定的任务要求、反 馈的信息及经验知识，进行分析、 推理，作出行动的决策，产生具 体的控制作用经执行器作用于控 制对象。通讯接口建立人－机之 间和系统各模块之间的联系。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的主要功能特点
学习功能有高有低，低层次的学习功能主要包括对控制对象参数的 学习，高层次的学习则包括知识的更新。 （2）适应功能
系统具有自适应性，当系统中的某些部分出现故障时，系统也能够 正常工作。如果系统具有更高程度的智能，它还能自动找出故障甚至具 备自修复的功能，从而体现了更强的适应性。 （3）组织功能
感知信息处理 传感器
通讯接口 认知
智能控制器
被控对象 广义对象
规划和控制 执行器
图1 智能控制系统的典型结构
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统 智能控制系统的主要功能特点
（1）学习功能 一个系统，如果能对一个过程或其环境的未知特征所固有的信息进行学习，
并将得到的经验用于进一步的估计、分类、决策或控制，从而使系统的性能得 到改善，那么就称该系统为学习系统。
1、智能化技术的应用领域
1. 控制领域――智能控制系统
智能控制的发展现状
人
第二阶段
G.N.萨里迪斯提出了智能控制系统的分层递阶 的组成结构形式。如右图所示。
智能化技术的应用领域
1、智能化技术的应用领域
1.控制领域――智能控制系统 智能控制的研究对象
智能控制系统是控制理论发展的高级阶段。它主要用来解决那些用传统方 法难以解决的复杂系统的控制问题。其中包括智能机器人系统、CIMS、复杂的 工业过程控制系统、航天航空控制系统、社会经济管理系统、交通运输系统、 环保及能源系统等。
智能控制系统的学习功能的作用是为了解决主要由于控制对象的非线性和 时变性以及系统建模不良所造成的不确定性问题，即努力降低这种缺乏必要的 先验知识给系统控制带来的困难。在一个控制系统中，如果受控对象或过程的 先验知识全部是已知的，而且能确定的描述，那么从合适的常规控制到最优控 制的各种方法都可以利用，求得满意的控制性能；如果受控对象或过程的先验 知识全部或局部地已知，但只能得到统计的描述（例如概率分布，密度函数）， 那么就要利用随机设计或统计设计技术来解决控制问题；然而如果受控对象或 过程的先验知识是全部未知或局部未知，这时就谈不上完整的建模，传统的优 化控制设计方法就无法进行，甚至常规的控制方法也不能简单地使用。
智能控制的研究对象具备以下一些特点： （1）不确定性的模型 传统的控制是基于模型的控制，模型已知或者经过辨识可以得到。而智能控制 的对象通常存在严重的不确定性。不确定性包含两层意思：一是模型未知或知 之甚少；二是模型的结构和参数可能在很大范围内变化。传统方法难于对它们 进行控制。这正是智能控制要解决的问题。