经网络、模糊控制及专家系统第一章
北京交通大学研究生课程(神经网络、模糊控制与专家系统)第七章
p
fi wkjiuik i1
aj
1
1 e
f
j
第二节 模糊神经网络控制
二、基本功能和函数关系
第一层：将输入变量值直接传送到下层
fj1 uj1 wj1i 1
aj1 fj1 uj1 xj j 1,2,L n
mji：一、二层神经元之间的连接权值wji2；
ji：看作是与S函数相类似的一个斜率参数。
注 ： 若 用 一 组 节 点 完 成 一 个 隶 属 度 函 数 ， 则 每 一 个 节 点 的 函 数 可 以 是 标 准 的 形 式 （ 如 S 函 数 ） ， 且 整 个 子 网 络 用 标 准 学 习 算 法 （ 如 反 传 法 ） 进 行 离 线 训 练 实 现 期 望 的 隶 属 函 数 。
缺点： 当环境发生变化时，缺乏自我调节和自学习的能力。
解决方法之一：Sugeno提出将规则的自组织问题转化为参 数估计问题。但仍有主观性。
如何把学习机制引入到模糊控制中来？
第一节 集成智能控制系统简介
1. 模糊神经网络系统（FNN）
神经网络由大量连接的神经处理单元组成的，具有高 度的非线性映射能力和自学习能力，能够从样本数据中进 行学习和泛化，计算速度快。
f
5
j
wj5i ui5
(mj5i ji5)ui5
i
i
aj5
f
5
j
ji5ui5
i
则
第
四
层
节
点
与
第
五
层
节
点
之
间
的
连
哈工大机电系统智能控制 第一章 概述
1.3 智能控制的理论结构
智能控制的理论结构明显地具有多 学科交叉的特点，许多研究人员试图建 立起智能控制这一新学科，他们提出了 一些有关智能控制系统结构的思想。按 照（傅京孙）和Saridis提出的观点，可 以把智能控制看作是人工智能、自动控 制和运筹学三个主要学科相结合的产物。 称之为三元结构。
1.2 智能控制的特点
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过程,也往 往是那些含有复杂性、不完全性、 模糊性或不确定性以及不存在已知 算法的非数学过程，并以知识进行 推理，以启发引导求解过程; 智能控制的核心在高层控制，即组 织级;
1.2 智能控制的特点
智能控制器具有非线性特性; 智能控制具有变结构特点; 智能控制器具有总体自寻优特性; 智能控制系统应能满足多样性目标 的高性能要求; 智能控制是一门边缘交叉学科; 智能控制是一个新兴的研究领域.
1.7 智能控制的发展概述
Saridis在学习控制系统研究的基础上，提出 了分级递阶和智能控制结构，整个结构自上而下 分为组织级、协调级和执行级三个层次，其中执 行级是面向设备参数的基础自动化级，在这一级 不存在结构性的不确定性，可以用常规控制理论 的方法设计。协调级实际上是一个离散事件动态 系统，主要运用运筹学的方法研究。组织级涉及 感知环境和追求目标的高层决策等类似于人类智 能的功能，可以借鉴人工智能的方法来研究。因 此，Saridis将傅京孙关于智能控制是人工智能与 自动控制相结合的提法发展为:智能控制是人工智 能、运筹学和控制系统理论三者的结合。
1.1 智能控制的基本概念
定义三: 智能 控制是一类无 需人的干预就 能够自主地驱 动智能机器实 现其目标的自 动控制，也是 用计算机模拟 人类智能的一 个重要领域。
智能控制技术复习题课后答案
, N² O 代表
。25、正中、负零
26. 在模糊控制中，模糊推理的结果是
量。26、模糊
27. 在模糊控制中，解模糊的结果是 28. 基本模糊控制器的组成包括知识库以及 模糊化接口、推理机、解模糊接口
量。确定量 、 和 。
29. 在模糊控制中，实时信号需要
才能作为模糊规则的输入，从而完成模糊推理。
和
。
17．普通集合可用
函数表示,模糊集合可用
函数表示。特征、隶属
18．某省两所重点中学在(x1~x5)五年高考中，考生“正常发挥”的隶属函数分别为
0.85、0.93、0.89、0.91、0.96 和 0.92、0.96、0.87、0.93、0.94。则在研究该省重点中学高
考考生水平发挥的状况时，论域应为 X
和
32.暖和、很好
33．在水位、压力、暖和、表演、中年人和比较好中可作为语言变量值的有
、
和。
33、暖和、中年人和比较好
34．在水位、寒冷、温度、表演和偏高中可作为语言变量值的有
和
。 34.寒冷、偏高
35. 模糊控制的基本思想是把人类专家对特定的被控对象或过程的
总结成一系列
以“
”形式表示的控制规则。
35、控制策略 “IF 条件 THEN 作用”
29、 模糊化
30．模糊控制是建立在
基础之上的，它的发展可分为三个阶段，分别为
、
、
和
。
30、人工经验 模糊数学发展和形成阶段 产生了简单的模糊控制器 高性能模糊控制阶段
31．模糊集合逻辑运算的模糊算子为
、
和
。
31、交运算算子 并运算算子 平衡算子
32．在温度、成绩、暖和、口才和很好中可作为语言变量值的有
第1-2章-书籍
⑨对偶律： ( A ∪ B)c = Ac ∩ B c
(A ∩ B)c = Ac ∪ Bc
可以推广到任意有限多个集合。 5.集合族的并与交
定义 1.1 给定{At} ， t ∈T ，称下面集合
∪ At = {x x ∈ X , ∃t ∈T , s.t. x ∈ At }
t∈T
为集合族{At} 的并集。
⎧1,
0 ≤ x ≤ 25
Y~ ( x)
=
⎪⎪⎨⎡ ⎪⎪⎩⎢⎢⎣1
+
⎜⎛ ⎝
x
− 25 5
⎟⎞ 2 ⎠
⎤ −1 ⎥, ⎥⎦
25
<
x
≤
100
14
图 2-1 年老、年轻模糊集合隶属函数
例 2.3 考虑五个人构成的论域：
X = {x1, x2 , x3 , x4 , x5 }
x1 ， x2 ， x3 ， x4 ， x5 体温：39.8, 39.3, 38.5, 37.5, 36.5
单射： 满射： 一对一映射： （2）映射的性质：见 4-5 页定理 1.2，共 11 条。自看，自证，会用。
8
举几个映射例子 ………。 2.特征函数 定义 1.3 设 X 为论域， A ⊆ X ，称映射
χ A : X → {0, 1}
x
|→
χ
A
(
x)
=
⎧1, ⎨⎩ 0,
x∈ A x∉ A
为集合 A 的特征函数。
A~(xi ) xi
或
~ A~ = A(x1 ) +
x1
~ + A(xn ) +
xn
∑ =
∞ i =1
A~(xi ) xi
智能控制基础-第1章 绪论
在实际应用方面，智能控制在现代工业体系的39个 工业大类中都有广泛应用，尤其是在一些高精端行 业中，智能控制应用极为广泛。
5
智能控制 基础
怎样才能学好智能控制？
智能控制作为一门新兴学科，发展极快，分支极多， 需要关注学科最新的发展动态；
对于某些复杂的和饱含不确定性的控制过程，根本无法 用传统数学模型来表示，即无法解决建模问题。
第一章 智能控制概述
28
智能控制 基础
5、智能控制的研究对象
应用传统控制理论进行控制必须提出并遵循一些比较苛 刻的线性化假设，而这些假设在应用中往往与实际情况不 相吻合。
为了提高控制性能，传统控制系统可能变得很复杂，从 而增加了设备的投资，减低了系统的可靠性。
控制问题；
领域是控制界当前的研究热
点和今后的发展方向。
第一章 智能控制概述
24
智能控制 基础
4、智能控制与传统控制的关系
然而，智能控制和传统控制又是密不可分的，而不是互 相排斥的。
传统控制是智能控制的一个组成部分，在这个意义下， 两者可以统一在智能控制的框架下；
传统控制在某种程度上可以认为是智能控制发展中的低 级阶段，智能控制是对传统控制理论的发展。
第1章 智能控制概述
智能控制 基础
课程涵盖的内容
智能控制的基本概念、特点、类型、对象特点； 模糊控制器、模糊辨识、自适应模糊控制器； 神经网络控制； 专家系统； 遗传算法、蚁群算法、粒子群算法。
2
智能控制 基础
课程总目标
掌握智能控制的基本概念、特点、主要类型、对象特点； 掌握智能控制的基本理论框架，了解智能控制技术的主要
智能控制（研究生）习题集
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。
比较专家系统、模糊方法、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特点及其适合解决的实际问题
比较专家系统、模糊方法、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特点及其适合解决的实际问题一、专家系统(Expert System)1，什么是专家系统？在日常生活中大家所认知的“专家”一般都拥有某一特定领域的大量专业知识，以及丰富的实际经验。
在解决问题时，专家们通常拥有一套独特的思维方式，能较圆满地解决一类困难问题，或向用户提出一些建设性的建议等。
专家系统一般定义为一个具有智能特点的计算机程序。
它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。
因此，专家系统必须包含领域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推理能力，并能用这些知识来解决实际问题。
专家系统的基本结构如图1所示，其中箭头方向为数据流动的方向。
图1 专家系统的基本组成专家系统通常由知识库和推理机两个主要组成要素。
知识库存放着作为专家经验的判断性知识,例如表达建议、 推断、 命令、 策略的产生式规则等, 用于某种结论的推理、 问题的求解,以及对于推理、 求解知识的各种控制知识。
知识库中还包括另一类叙述性知识, 也称作数据,用于说明问题的状态,有关的事实和概念,当前的条件以及常识等。
专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的，因此，知识库是专家系统质量是否优越的关键所在，即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。
一般来说，专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的，用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。
推理机实际上是一个运用知识库中提供的两类知识,基于木某种通用的问题求解模型,进行自动推理、 求解问题的计算机软件系统。
它包括一个解释程序, 用于决定如何使用判断性知识推导新的知识, 还包括一个调度程序, 用于决定判断性知识的使用次序。
推理机的具体构造取决于问题领域的特点,及专家系统中知识表示和组织的方法。
推理机针对当前问题的条件或已知信息，反复匹配知识库中的规则，获得新的结论，以得到问题求解结果。
基于罗克韦尔PLC的电机控制
摘要电动机作为机械运动中的驱动设备，一直起着非常重要的作用。
将电机进行网络化控制是满足远程控制系统的客观需求，也是发展趋势。
本次设计借助西南石油大学-罗克韦尔自动化油气自动化示范中心的罗克韦尔三层网络平台，设计完成了基于罗克韦尔PLC的电机控制。
本文首先对系统进行设计和构建。
在熟悉各器件原理和构造的基础上，选择合适的器件，搭建了以ControlLogix系统为中心，以ControlNet为纽带，以ControlLogix5561 PLC为控制器，以三相异步电动机的转速为控制对象，以PowerFlex40变频器为执行机构，以测速发电机为检测机构，通过EtherNet上的PC机进行控制的系统。
系统设备间网络通讯的实现。
为利用网络实现控制数据的传输与交换，通过RSLinx软件建立通讯通道，RSNetworx软件对ControlNet进行组态和配置，RSLogix5000对控制器进行逻辑编程，RSView32对上位机的人机监控进行设计，实现了不同网络上各设备间的相互通讯。
系统数学模型的建立和控制算法的实现。
在对电机变频调速系统进行机理分析的基础上，得到电机变频调速控制系统的网络模型。
通过MATLAB的Simulink工具将仿真结果与实际结果进行比较，证明了所得模型的有效性；为实现对电机转速的精确控制，在系统中加入PID控制算法，借助MATLAB的Simulink工具选择合适的参数，达到了良好的控制效果。
并对制算法的效果进行了动态性能和稳态性能的比较分析。
本文成功实现了电机转速的网络控制。
此系统开放灵活，易于扩展和改造，可以将其广泛应用到实际工业场合，具有很好的应用价值。
关键词：可编程控制器PowerFlex40变频器ControlLogix系统异步电动机测速发电机PID西南石油大学本科毕业设计（论文）ABSTRACTAs mechanical drive equipment, motor has been playing a very important roal.Currently,the motor control is AC,networked and intelligent.The purpose of motor control with network is to meet the objective needs of remote control systems.the research depends on the three-layer network platforms of Southwest Petroleum University-Rockwell Automation Oil & Gas Automation Center of Excellence in Southwest Petroleum University. The motor control system based on Rockwell PLC is completed.First,system design and construction.After choosing suitable device,familiar with it,the motor control system is constructed in which ControlLogix is as center,ControlNet is as link,ControlLogix 5561 PLC is as controller,the three-phase asynchronous motor speed is as control object,PowerFler 40 transducer is as implement unit,tachogenerator is as sensor unit and the PC on EtherNet is as remote humen-machine interface monitor.The relation of inter-network communications between equipments.For the control dada transmission and exchange through network, RSLinx software is used for communications channel establish, RSNetworx software is used ControlNet configuration and deployment,RSLogix5000 software is used for controller logic program,RSView32 is used for human-machine interface design. Then, each equipment can communicate with each other between different networks.The design of system mathematical model and the achievement of control algorithm. Based on the analysis if the transducer motor’s speed-frequency principle, the motor speed control network model is concluded. Comparing the simulation results with the actual results, validity of the model is proved in the paper.For achiving the precision of the motor speed control, PID control is adopted. Under the help of MATLAB Simulink tool, suitable parameters are chosen and the good control performance is achieved, PID control algorithms also has been analyzed on the dynamic and steady performance.The motor control system is realized successfully in the paper.It is flexible and easy to be expanded and transformed,which can be widely applied to actural industrial occasions to solve many problems.It is good Valuable.Keywords: PLC, PowerFler 40 transducer , ControlLogix system, asynchronous motor, tachogenerator, PID control目录1绪论 (1)1.1课题研究概述 (1)1.2电机控制的发展趋势 (2)1.3罗克韦尔网络化结构在电机控制系统中的应用 (2)1.4 PLC技术 (3)1.5本文的主要内容 (4)2网络结构和ControlLogix系统 (5)2.1 NetLinx三层网络架构 (6)2.1.1通用工业协议CIP (7)2.1.2工业以太网EtherNet/IP (8)2.1.3控制网ControlNet (8)2.1.4设备网DeviceNet (9)2.2 Controllogix系统 (10)2.3本章小结 (11)3 交流调速和变频器 (12)3.1交流调速 (12)3.2变频器调速原理 (13)3.2.1变频器的主电路 (13)3.2.2变频调速原理与优势 (13)3.3 PowerFlex40变频器 (14)3.4本章小结 (14)4 系统设计和实现 (15)4.1方案选择 (15)4.1.1控制层次选择 (15)4.1.2控制算法比较 (16)4.1.3检测元件选取 (18)4.1.4系统总体方案设计 (18)4.2硬件设计 (19)4.2.1变频器设置 (20)4.2.2变频器和控制器连接 (20)4.2.3变频器和电机的连接 (21)4.2.4控制器与电机的连接 (21)4.3 软件设计 (21)4.3.1设定通信驱动 (21)4.3.2梯形图程序的编写和I/O 组态 (22)4.3.3控制网的规划 (25)4.3.4 OPC服务器的建立 (26)西南石油大学本科毕业设计（论文）4.3.5监控界面的编辑 (27)4.4运行效果 (30)4.5本章小结 (31)5系统参数设定与仿真 (32)5.1系统建模 (32)5.2 PID参数整定 (34)5.2.1 PID控制 (34)5.2.2 PID参数对控制质量的影响 (36)5.2.3变频器PID参数整定 (37)5.2.4控制器PID参数整定 (41)5.3本章小结 (42)6系统调试 (43)6.1参数调试 (43)6.2硬件连接中遇到的问题及解决方案 (44)6.3本章小结 (46)7 总结和展望 (47)7.1总结 (47)7.2展望 (47)参考文献 (49)致谢 (50)附录一 (51)附录二 (55)基于罗克韦尔PLC的电机控制1绪论电气传动技术以运动机械的驱动装置——电动机为控制对象，以电力电子功率变换装置为执行机构，以微电子装置为核心，在自动控制理论的指导下完成电气传动自动控制系统，控制电动机的转矩和转速，将电能转换成机械能，实现工作机械的旋转运动或往复运动。
控制技术在机械工程中的应用
控制技术在机械工程中的应用摘要：控制技术是利用电子线路来实现对目标的控制。
控制技术已被广泛地应用于机械工程领域。
智能传感器和控制技术在机械工程中的广泛应用，使机械工程的自动化和智能化程度不断提高。
本文对机械工程中的控制技术进行了探讨。
第一章是对有关概念的解释；第二章是对智能技术和控制技术相结合的研究；第三章是对工程机械行业中控制技术的具体运用进行了讨论。
希望通过本论文的研究，能够对智能控制技术在机械工程领域的创新应用起到一定的借鉴作用。
关键词：控制技术；机械工程；应用近年来，在工程机械的各个行业中，对其进行了计算机、自动化和智能化的研究。
随着智能控制理论与技术的不断发展，它在机械工程中的应用也在不断地扩展，促进了机械制造向智能化、数字化的方向发展。
在机械工程领域开展控制技术的研究，对提高操纵设备的控制精度，提高操纵设备的高效、安全运行具有十分重要的意义。
一、概念的界定(一)控制技术控制技术是一种操作方式，也是一种比自动选型技术更好的技术。
例如，挖土机的动力臂受限，振动过大，优先回转，精细调整等。
其在机械工程中的应用，旨在提高其自动化程度，并保证其控制参数达到最佳性能。
例如，在施工机械上实现自动换档的电控装置。
(二)智能控制1.定义智能控制是一种比较抽象的理论，目前还没有一个精确的定义.它是一种能够模仿人的学习和适应性的控制系统。
与传统控制方法相比，智能控制能够更好地解决非线性、强耦合和参数不确定性等问题，能够对更复杂的系统进行整体高效控制，并具有更强的容错能力。
智能控制是一种以定性与定量相结合为基础的多模式综合控制方法。
采用智能控制技术，能够使整个系统的功能得到最大程度的优化，从而达到预定的目标。
这是一种非常强大的自我学习能力。
在控制理论中，它包括了数学模型，非数学的广义模型，所以，系统的信息处理功能是多种多样的，包括了知识推理，逻辑推理，数学运算等。
目前，将神经生理学、心理学、人工智能等学科结合起来，通过对人类求解问题的方法进行分析，并将其应用于智能控制系统的设计与开发。
自动控制第一章
（2）第二阶段。时间为20世纪60～70年代，称为“现 代控制理论”时期。这个时期，由于计算机的飞速发展， 推动了空间技术的发展。经典控制理论中的高阶常微分 方程可转化为一阶微分方程组，用以描述系统的动态过 程，即所谓状态空间法。这种方法可以解决多输入-多输 出问题，系统既可以是线性的、定常的，也可以是非线 性的、时变的。这一时期的主要代表人物有庞特里亚金、 贝尔曼（Bellman）及卡尔曼（R.E.Kalman）等人。 庞特里亚金于1961年发表了极大值原理；贝尔曼在 1957年提出了动态规化原则；1959年，卡尔曼和布西 发表了关于线性滤波器和估计器的论文，即所谓著名的 卡尔曼滤波。
加到反馈控制系统上的外作用有两种类型，一种是有 用输入，一种是扰动。有用输入决定系统被控量的变化规 律；而扰动是系统不希望有的外作用，它破坏有用输入对 系统的控制。在实际系统中，扰动总是不可避免的。如电 源电压的波动，环境温度、压力以及负载的变化等。
基本术语
自动控制 —利用控制装置自动地操纵机器设备或生产过程，
实现步骤：
1、用脑记住水位的希望值 2、用眼睛和测量工具测量实际值 3、比较希望值与实际值得出偏差值 4、根据偏差的大小和正负用手调节进水阀门
人在参与控制中起了以下三方面的作用 1) 测量实际液面高度h1—眼睛。
2) 测得的实际液面高度h1与希望液面高度h0相比较—脑。
3) 根据比较的结果，按照偏差的正负去决定的动作—手。
例子 数控车床按照预定程序自动切削工件 化学反应炉的温度或压力自动地维持恒定 无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行 人造卫星准确地进入预定轨道运行并回收
应用范围 空间技术、军事科技、生物、 交通、环境等
优点
提高劳动生产率，改善劳动 条件，探索未知世界
精品课件-神经网络(侯媛彬)-第1章
第1章 智能控制技术基础
图1-1 智能控制的三元交结构
第1章 智能控制技术基础
人工智能(AI)是一个知识处理系统，具有记忆、学习、信 息处理、启发式推理等功能。
自动控制(AC)描述系统的动力学特性，是一种动态反馈。 运筹学(OR)是一种定量优化方法，包括线性规划、网络规 划、调度、管理、优化决策和多目标优化方法等。 智能控制的定义可以有不同的描述，但从工程控制角度来 看，它的三个基本要素是： 智能信息、智能反馈、智能决策。 从集合的观点，可以把智能控制和它的三要素表示如下： ［智能信息］∩［智能反馈］∩
第1章 智能控制技术基础
1. (0，1) 在计算机上产生(0，1)均匀分布随机数的方法主要有三类。 一类是把已有的(0，1)均匀分布随机数放在数据库中，使用时 访问数据库，这类方法虽然简单但占用存储空间大； 另一类 是物理方法，用硬件实现； 第三类是利用数学方法产生(0，1) 均匀分布随机数，该方法经济实用，主要包括乘同余法和混合 同余法。下面介绍简单实用的乘同余法。
第1章 智能控制技术基础
1.1 智能控制的基本概念
智能控制是控制科学发展的高级阶段，是一门新兴的交叉 前沿学科。它具有极为广泛的应用领域，例如航空航天载人卫 星的精确导航控制、智能机器人柔性控制、深海石油钻机的智 能监测监控、智能过程控制、智能调度与规划、专家控制系统、 智能故障诊断与定位、医疗内镜监控智能仪器及柔性自动制造 系统的智能控制等。
解 (光盘上的程序名为FLch1eg1.m，可直接MATLAB 6.1 下运行。)
(1) 编程如下：
第1章 智能控制技术基础
A=6; N=100; x0=1; M=255; %
for k=1:N
%乘同余法递推100次开
3.电力建设新技术应用专项评价办法(2017试行版-五新)
附件电力建设新技术应用专项评价办法（2017试行版）第一章总则第一条为适应电力建设科技创新新常态，坚持主动创新驱动，推动电力建设新技术、新工艺、新流程、新装备、新材料（以下简称“五新”）在电力建设工程中的广泛应用，进一步提升电力建设科技进步水平，统一电力建设工程新技术应用评价的规则和方法，特制定本办法。
第二条本办法适用于火力发电（含核电常规岛）、水电水利（含抽水蓄能）、输变电、风力发电、光伏发电、储能等电力工程新技术应用效果的专项评价。
第三条本办法所称新技术是指本工程推广应用国家重点节能低碳技术（见附件1）、建筑业10项新技术（见附件2）、电力建设“五新”推广应用信息目录（见附件3）及其他自主创新技术（各类新技术按国家、行业最新公布的版本执行）。
第四条本办法所称新技术研发成果是指工程主要参建单位依托本工程研发的成果，包括：1.获得省部级及以上科技进步奖、QC成果奖及其他奖项；2.取得发明专利及实用新型专利；3.获得省部级及以上工法；4.主持或参与国际、国家、行业、团体标准的编制。
第五条本办法所称自主创新技术包括：―1―1.国内首创或行业首创（应有查新报告）；2.省部级及以上有关技术委员会出具关键技术评审报告或相关证明；3.新纪录（工期、造价、用地、连续运行天数等新纪录，应有查新报告）。
第六条新技术应用应贯穿工程建设的全过程。
工程各参建单位应提出量化的实施计划并编制实施细则，将新技术应用纳入到施工图设计、设备技术协议、施工组织设计、专业技术措施等相关技术文件中。
第七条新技术应用专项评价应符合国家现行法律、法规和标准的规定。
第八条新技术应用专项评价本着企业自愿的原则，按工程初评、提出申请、现场评价、会议评审等程序进行。
第九条新技术应用专项评价的受理单位（机构）应具有独立法人资格，且具备《电力建设工程质量评价能力资格管理办法》规定的工程质量评价能力资格，其人力资源、注册资本、管理水平、检测手段、工程业绩等应满足新技术应用专项评价需要。
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原因导致
发式知识，专家系统等模型
可以不知道或不确知
（1）傅京孙教授
人—机控制器、机器人 空间飞行器
低层次控制中——常规控制器 高层次智能决策——拟人化功能
（2）J.M.Mendel教授
首次提出“人工智能控制”得概念
1.2 智能控制的基本设计方法
1.2.1 模糊控制（Fuzzy control)
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1967,Leondes和Mendel （3）70年代，傅京孙，Glorioso和Saridi等人或提出建立智能控制理论的构思 （4）1985年8月，美国纽约PRI。IEEE召开的智能控制专题讨论会，标志着智能控制作 为一个新的学科分支被控制界公认。 （5）1987年开始，每年一次智能控制国际研讨会
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Fig. 1-4
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Fig. 1-3 (1) 定义模糊子集，建立模糊控制规则
模糊化
(2)由基本论域转变为模糊集合论域 (3)模糊关系矩阵运算 (4)模糊推理合成，求出控制输出模糊子集 (5)进行逆模糊运算，判决，得到精确控制量 推理
1.2 智能控制的基本设计方法
1995
[9]阎平凡，张长水，人工神经网络与模拟进化计算，清华大学出版社， 2000 [10]杨辉，王金章，模糊控制技术及其应用，江西科学技术出版社，1997 [11]刘增良，刘有才，模糊逻辑与神经网络——理论研究与探索，北京航空 航天大学出版社，1996 [12]张乃尧，阎平凡，神经网络与模糊控制，清华大学出版社，1996
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Fig. 1-2 智能控制系统的特点
（1）“智能递增，精度递降”的一般组织结构的基本原理 （2）开、闭环控制结合，定性与定量控制结合的多模态控制 （3）具备学习功能、适应功能和组织功能 （4）以知识表示的非数学广义模型和数学模型表示的混合控制过程。 数学运算，符号运算的逻辑推理相结合 （5）边缘交叉学科
规则搜索范围扩大，决策速度降低，不能实时控制
不相容原理
复杂性 ======== 精确性
设计缺乏系统性 规则的选择、论域的选择，模糊集的定义，量化因子的选取多采用试凑法
1.2 智能控制的基本设计方法
1.2.1 模糊控制（Fuzzy control)
模糊控制研究分支
(1) 稳定性 (3)模糊最优控制 (5)模糊自适应控制 (2)模糊模型及辨识 (4)模糊自组织控制 (6)传统PID与Fuzzy相结合的多模态模糊控制器
§
1.2 智能控制的基本设计方法
§1.2.1 模糊控制（Fuzzy control) §1.2.2 神经网络控制系统（Neural network control) §1.2.3 专家控制系统（湖南大学出版社）
1.1 控制理论发展的几个阶段
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模糊控制在控制领域中的重要地位与作用
1.2 智能控制的基本设计方法
1.2.1 模糊控制（Fuzzy control)
发展史
美国加利福尼亚大学 1965 年 （L.A.Zadeh） 《Fuzzy Sets》《Fuzzy Algorithm》《A Rationale for Fuzzy Control》 、 、 1972 1973 1974 1978 1984 1985 1988 1989 1992 1993 日本东京工业大学 发起“模糊系统研究会”
1.2.1 模糊控制（Fuzzy control)
优点： 经验控制
无需建立数学模型
可解决不确定系统
鲁棒性、对非线性、时变、时滞系统 智能控制基础 离线计算控制查询表、提高系统实时性 控制的机理符合人们对过程控制作用的直观描述和思维逻辑
缺陷:
导致
信息简单的模糊处理 提高精度
导致
控制精度降低，动态品质变差
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McGraw-Hill, c1996
[4]Simon Haykin,Neural networks : a comprehensive foundation,Beijing : Tsinghua University Press, 2001 [5]Kevin M. Passino, Stephen Yurkovich, Fuzzy control, Beijing : Tsinghua University Press, 2001
[13]史忠科，神经网络控制理论，西北工业大学出版社，1997
先修内容
现代控制理论或线性系统 线性代数或矩阵分析 MATLAB 语言
课程安排
总学时: 32学时，1-8周，每周4学时
第一部分 概述（3）
第一章 绪论
第二部分 模糊控制（12）
第二章 模糊控制的数学基础 第三章 模糊控制的基础理论 第四章 模糊控制系统与模糊控制器
1.2.1 模糊控制（Fuzzy control)
1965年
L.A.Zadeh
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Fig. 1-1
19世纪 J.C.Maxwell对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程的描述及稳定性分析 19世纪 劳斯判据（1872） 胡尔维茨（1890） 李亚谱诺夫（1892） 20世纪 乃式判据（1932）
1.1.1 古典控制论（经典控制论阶段） 1.1.2 现代控制理论（20世纪60年代） 1.1.3 智能控制理论（20世纪70年代）
研究生课程
神经网络、模糊控制及专家系统
张严心
yxzhang@ 2010年春季
主要教学参考书
教材： 王耀南，智能控制系统——模糊逻辑、专家系统、神经网络控制，湖南大学出 版社，1996 主要参考书:
[1]王永骥，涂健，神经元网络控制，机械工业出版社，1998
[2]诸静，模糊控制原理与应用，机械工业出版社，1995 [3] C.H. Chen, Fuzzy logic and neural network handbook, New York :
对象参数发生变化 数学模型不准确
考虑对象参数的 变化（一定范围 内）不改变控制 器的参数或结构
（1）能控性 能观测性 （2）李亚谱诺夫的稳定性理论（直接法）和李亚谱诺夫函数（亦称V函数）（无须求解） （3）统计函数理论 相关函数的系统动态特定测量方法（即系统识别）和卡尔漫滤波理论 （4）系统最佳控制 系统性能指标泛函最小 极大值原理 （苏联学者 庞特里亚金） 哈密尔顿—雅可比（Hamilton-Jacobi）贝尔曼（Bellman）
缺陷
实际生产过程中有许多需要 设计方法越来 依赖理解化 的精确的对 象数学模型 靠操作人员的知识和逻辑思 控制算法较为理想化（高维、强 耦合、时变、非线性及分布参数 等系统、缺乏实用、简便及有效
越数学化
维来解决的问题，现代控制
理论显得无能为力。
的分析和综合方法）
1.1 控制理论发展的几个阶段
1.1.3. 智能控制理论（20世纪70年代）
模糊工程——名词公开使用 加利福尼亚大学美日研究班上——“模糊集合及其应用” 《Fuzzy Set and Systems》创刊 夏威夷——“国际模糊系统学会” （IFSA-International Fuzzy System Association）西班牙首届 日本学术厅 “模糊研究会” “模糊系统的今后方向”报告——“模糊系统相关图” IEEE Fuzzy Systems 国际会议 每年一次 《IEEE Trans. on Fuzzy Systems》创刊
主要教学参考书
[6]Spyros G. Tzafestas, Methods and applications of intelligent control, Dordrecht : Kluwer Academic Pub., 1997 [7]Zi-Xing Cai, Intelligent control : principles, techniques and applications, Singapore : World Scientific, 1997 [8]王伟，人工神经网络原理——入门与应用，北京航空航天大学出版社，