智能控制第1讲 智能控制概论
智能控制概论课程的仿真实验系统的设计与实现
第２ ８卷
第 ２期
２０ ０ ６年 ４月
电气电子教学学报 Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＥＥＥ
Ｖ ｏ． ８ Ｎ０ ２ １２ ．
Ａｐ ．２ ０６ ｒ ０
智 能控 制概 论 课程 的仿 真 实验 系统 的设 计 与 实 现
李世 华
Ｄｅ ｉ ｎ ｎｄ Ｉ ｐｌｍ ｅ ｔ ｔｏ ｆＳｉ ｕｌ ｔｖ ｐ ｒ ｍ ｅ ｙ ｔ ｍ ｓ ｓｇ ａ ｍ ｅ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｅ Ｅｘ ｅ ｉ ｎｔＳ ｓ ｅ ｆ ｒ Ｉ ｔ ｌｉ ｅ ｎｔ ｏ ｕ ｓ ｏ ｎ ｅ ｌｇ ｎｔＣｏ ｒ ｌＣｏ ｒ ｅ
（ 东南大 学 自动控 制 系， 苏 南京 ２ ０ ９ ） 江 １ ０ ６
摘 要： 根据智能控 制概论课程的特点和教学要求 ， 开发了两个智能控制仿 真实验 系统 。作者针对智行了深入分析， 根据两个实验 内容的不同特点分别选取 了不同的实现方案 。灵 活的仿真实现方案使得学生更好地 掌握了借 助于计算机 仿真软件进行智能控制 系统分析 和设计的基本方法和技能 ， 更好地 突出了智能控制理论方法的核心思想 ， 提高了课程的教学质 量。 关键词 ： 智能控制 ； 仿真实 验； 计算机仿真 中圈分类号 ： Ｐ ９ ． ； Ｉ ； ４ ． ２ Ｔ ３ １９ ＴＰ ８ Ｇ６ ２ ４ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ８ ０８ （ ０６ Ｏ —０ ６ 一Ｏ １ ０ － ６ ６２ ０ ）２ ０５ ４
究 者 和控制 工程 师 的重视 和大 力研 究 。正是 由于 上 述 原 因 ， 能控 制概 论 这 门原 先 只在 有研 究 生 阶 段 智 才开设 的课 程 ， 现在 已经 出现 在许 多 高校 自动 化 专 业 的 高年级 本科 生 专 业 教学 计 划 中 ， 的作 用 是 使 它
智能控制(1).ppt
现代控制理论借助状态模型，揭示了系统（对象） 输入、输出等外部信息与系统内部信息（即状态 变量）的关系。以前必须通过传感器才能获得系 统内部信息产生了改变。即通过状态观测器（这 不是传感器）就可得到系统的内部信息。为实现 高级控制策略开辟了广阔前景，把控制理论推向 了一个新的里程碑。
• 显然经典控制理论和现代控制理论给予科技发
展和社会进步巨大的推动。
• 但随着时代的前进，人们面临的问题越来越多，
需要加以控制的对象和过程变得越来越复杂。对 控制质量要求也变得日益严格。要求对那些大型、 复杂和具有强烈非线性和不确定性的系统能实现 有效而且精确地控制。在这种情况下不仅经典控 制理论不能解决问题，而且现代控制理论也显得 软弱无力。也就是说自动控制理论面临严峻的挑 战。造成这种局面的根源在于无论是经典还是现 代（我们称它们为传统）的控制理论，在应用时
都要求有对象的数学模型。
• 的确在今天，只要有了精确的线性的数学模型
和只要能提供足够的功率（能量），那么无论 你要求怎样的性能，都是可以实现的。但现实 世界的很多被控对象，不要说难以建立精确的 线性的数学模型，有的甚至根本无法建数学模 型。20世纪70－80年代发展的自适应控制、自 校正控制和鲁棒控制，它们虽然能在一定程度 上解决不确定性的问题，但有的要求对过程和 被控对象进行在线辨识。此外它们还是直接或 间接依赖过程和对象的精确线性模型。在这严 峻形势下，人们一方面探索非线性的控制理论， 另一方面是另辟新径。
• 经典控制理论应用时，首先要建立被
控对象的数学模型。
• 建立模型所用的方法称为端点描述方
法（输入－输出描述法），它是建立 在对象的输入－输出关系，即传递函 数基础上的。
• 20世纪60年代卡尔曼（Kalman）提出用状态空
1_自动控制概述
35
建立作工程的思维方预备知识预备知识预备知识预备知识常微分方程解法常微分方程解法复变函数拉氏变换与付氏变换复变函数拉氏变换与付氏变换电路理论电路理论基本的电子学和力学知识基本的电子学和力学知识主要内容主要内容主要内容主要内容自动控制概论自动控制概论控制系统的数学模型控制系统的数学模型控制系统的时域分析法控制系统的时域分析法频率特性法频率特性法pid控制控制状态空间分析状态空间分析离散控制系统离散控制系统11自动控制概论自动控制概论自动控制概论自动控制概论自动控制理论的发展自动控制理论的发展自动控制的基本原理自动控制的基本原理自动控制的基本概念自动控制的基本概念自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统结构自动控制系统结构控制系统的基本要求控制系统的基本要求自动控制理论的发展自动控制理论的发展自动控制理论的发展自动控制理论的发展自动控制理论的发展自动控制理论的发展经典控制理论经典控制理论4050年代形成年代形成siso系统基于
6
自动控制理论的发展
自动控制理论的发展 经典控制理论
40~50年代形成 SISO系统 基于：二战军工技术 研究对象：单输入单输出线性定常系统 目标：反馈控制系统的镇定 基本方法：传递函数，频率法，PID调节器
现代控制理论
60年代为适应宇航技术（宇宙飞船、导弹自 动制导）而发展的
7
自动控制理论的发展
27
自动控制系统的结构
闭环自动控制的一般组成
控制对象、执行元件、控制器、比较元件 测量元件——测量系统的输出量并与给定值 相比较。 执行元件——纠正偏差，或输出足够功率的 部件。 放大变换部件——将检测到的偏差信号加以 放大和进行能量形式的转换，并决定控制信 号是增大还是减小系统的输出量。
28
系统方框图
《智能控制技术概论》教学案例
《智能控制技术概论》教学案例一、教学背景《智能控制技术概论》是一门涉及电子、自动化、控制等多个学科的交叉学科课程。
随着科技的发展，智能控制技术已经成为各行各业的重要组成部分，对于学生来说，掌握智能控制技术的基本原理和方法具有重要的现实意义。
通过教学案例的引导，可以帮助学生更好地理解智能控制技术的应用和实际操作。
二、教学目标1.了解智能控制技术的基本概念和发展历程；2.掌握智能控制技术的基本原理和主要方法；3.能够运用智能控制技术解决实际问题；4.培养学生的创新思维和实践能力。
三、教学内容本教学案例主要围绕智能控制技术的基本概念、发展历程、主要原理和方法展开，通过具体案例进行引导，让学生深入了解智能控制技术在工程领域的应用。
四、教学过程1.介绍智能控制技术的基本概念和发展历程，比如智能控制技术的定义、特点、与传统控制技术的区别等；2.引导学生了解智能控制技术的主要原理和方法，比如模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等；3.通过实际案例演示，让学生亲自体验智能控制技术在工程领域的应用，比如智能家居控制系统、智能交通信号控制系统等；4.组织学生分组进行小组讨论，要求学生结合课堂所学知识，设计一个智能控制技术应用方案，并进行简单的模拟实验；5.学生展示并讨论各自小组设计的智能控制技术应用方案，引导学生分享经验和交流思想。
五、教学评价通过课程实施后，可以进行如下的教学评价：1.学生能够准确地阐述智能控制技术的基本概念和发展历程；2.学生能够灵活运用所学的智能控制技术知识解决实际应用问题；3.学生能够表达对智能控制技术的进一步思考和展望，能够发挥创造性思维，提出自己的见解和建议；4.学生在小组讨论和展示中能够积极参与，展示出团队协作的能力和创新意识。
六、教学材料1.教材《智能控制技术概论》；2.实验设备和示范案例；3.小组讨论和展示的议题安排；4.评价表和反馈问卷。
通过《智能控制技术概论》的教学案例设计，能够帮助学生在实践中理解知识，并培养学生的实际操作能力和创新意识，将课堂理论与实际应用相结合，提高学生的学习兴趣和应用能力。
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。
化工智能控制概论终结考核题
化工智能控制概论终结考核题一、引言在化工领域，智能控制技术的应用日益广泛。
化工智能控制概论是一门关于化工过程中智能控制技术的基础课程。
本文将从概念、原理、应用等方面全面、详细、完整地探讨化工智能控制概论的相关主题。
二、概念和原理2.1 智能控制的概念智能控制是指利用计算机、传感器、执行器等技术手段，对化工过程进行自动化控制，并通过学习、优化等算法实现自适应调节的过程。
智能控制可以根据化工过程的变化，自动调整控制策略，以提高生产效率、降低能耗和减少人为干预。
2.2 智能控制的原理智能控制的原理主要包括感知、决策和执行三个环节。
感知环节通过传感器获取化工过程的实时数据；决策环节通过算法对数据进行分析和处理，确定最优控制策略；执行环节通过执行器对化工过程进行控制操作。
三、智能控制的应用3.1 智能控制在化工生产中的应用智能控制在化工生产中有着广泛的应用。
例如，在化工反应过程中，智能控制可以根据反应物浓度、反应速率等参数，自动调整反应条件，以提高反应效率和产物质量。
在化工装置运行中，智能控制可以监测设备状态，预测设备故障，并进行自动维护和修复。
3.2 智能控制在环境保护中的应用智能控制在环境保护中也有着重要的应用。
例如，在废气处理过程中，智能控制可以根据废气成分和排放标准，自动调整废气处理装置的操作参数，以保证废气排放符合环保要求。
在水处理中，智能控制可以根据水质状况，自动调整水处理设备的运行状态，以提高水的净化效果。
3.3 智能控制在安全生产中的应用智能控制在化工安全生产中也起到了重要的作用。
例如，在危险品储存和运输过程中，智能控制可以通过监测温度、压力等参数，自动调整储罐和管道的运行状态，以防止事故的发生。
在工业装置的安全监测中，智能控制可以通过监测设备状态和环境条件，及时发现问题并采取措施，以确保工作人员的安全。
四、智能控制的发展趋势智能控制技术在化工领域的应用将会持续发展。
未来，智能控制将更加注重对化工过程的自动化和智能化，以提高生产效率和产品质量。
智能控制技术专业解读(精选5篇)
智能控制技术专业解读(精选5篇)智能控制技术专业解读精选篇1智能控制以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础，扩展了相关的理论和技术，其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论，以及自适应控制、自组织控制和自学习控制等技术。
专家系统是利用专家知识对专门的或困难的问题进行描述的控制系统。
尽管专家系统在解决复杂的高级推理中获得了较为成功的应用，但是专家系统的实际应用相对还是比较少的。
模糊逻辑用模糊语言描述系统，既可以描述应用系统的定量模型，也可以描述其定性模型。
模糊逻辑可适用于任意复杂的对象控制。
遗传算法作为一种非确定的拟自然随机优化工具，具有并行计算、快速寻找全局最优解等特点，它可以和其他技术混合使用，用于智能控制的参数、结构或环境的最优控制。
神经网络是利用大量的神经元，按一定的拓扑结构进行学习和调整的自适应控制方法。
它能表示出丰富的特性，具体包括并行计算、分布存储、可变结构、高度容错、非线性运算、自我组织、学习或自学习。
这些特性是人们长期追求和期望的系统特性。
神经网络在智能控制的参数、结构或环境的自适应、自组织、自学习等控制方面具有独特的能力。
智能控制的相关技术与控制方式结合、或综合交叉结合，构成风格和功能各异的智能控制系统和智能控制器，这也是智能控制技术方法的一个主要特点。
智能控制技术专业解读精选篇2单片机系统应用、智能检测传感技术、PLC编程及应用、工业企业供电技术、智能控制技术、电力电子技术、机器人应用技术、Matlab 仿真技术、工业组态与总线技术、机器人操作与编程。
智能控制技术专业解读精选篇3智能控制技术专业是一门融合多门学科知识、极具创新性和拓展性的学科。
在校期间主要学习机械制图与CAD 、机械工程基础、电工电子技术、数控机床电气控制技术、液压与气动、智能制造控制技术概论、Python程序设计、数据库技术、可编程控制器技术、工控网络与组态技术、智能控制系统与工程、工业机器人应用、传感器与智能检测技术、智能生产线数字化设计与仿真、MES系统应用等专业课程。
智能控制第1讲 智能控制概论
Data, Information, Knowledge, IntelligenceIntelligence Knowledge Information Data房间温度高 解决温度 高的办法温度高原因通风量不足增大通风量房间温度 32℃理想温度 23℃Data, Information, Knowledge, IntelligenceIntelligence KnowledgeInformation Data传统控制面临的挑战 实际系统由于存在复杂性、非线性、时变 性、不确定性和不完全性等，一般无法获得精 确的数学模型。
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。
传统控制面临的挑战 传统控制方法在解决大范围变工况、异常 工况等问题方面往往不尽人意。
环境和被控对象的未知和不确定性，导致无 法建立模型。
9 传统控制往往不能满足某些系统的性能要 求。
控制科学发展过程进展方向最优控制 确定性反馈控制 开环控制 智能控制 自学习控制自组织控制 自适应控制 鲁棒控制 随机控制对象的复杂性智能控制的发展¾ 1985 年 8月，IEEE在纽约召开第一届智能控制学术 研讨会，主题：智能控制原理和智能控制系统。
会议 决定在 IEEE CSS 下设 IEEE 智能控制专业委员会。
这 标志着智能控制这一新兴学科研究领域的正式诞生。
¾ 1987 年 1 月 ， 美 国 费 城 ， 第 一 次 智 能 控 制 国 际 会 议，IEEE CSS与CS两学会主办； ¾ 1987 年以来，一些国际学术组织，如 IEEE 、 IFAC 等定期或不定期举办各类有关智能控制的国际学术会 议或研讨会，一定程度上反映了智能控制发展的好势 头。
智能控制的发展¾ 1991年7月，中国人工智能学会成立。
¾ 1993年7月，成都，中国人工智能学会智能机器人专 业委员会成立大会暨首届学术会议。
《智能控制技术概论》教学案例
《智能控制技术概论》教学案例一、教学目标1.让学生了解智能控制的基本概念和原理。
2.掌握常见的智能控制算法和实际应用。
3.培养学生的创新思维和实践能力。
二、教学内容1.智能控制的基本概念和原理。
2.模糊控制、神经网络控制、深度学习等常见的智能控制算法。
3.智能控制在各个领域的应用案例。
三、教学方法1.理论讲解：通过课堂讲解、PPT演示等方式，让学生了解智能控制的基本概念和原理，常见的智能控制算法等。
2.案例分析：通过分析实际案例，让学生了解智能控制在各个领域的应用，加深对智能控制的理解。
3.实践操作：通过实验、编程等方式，让学生亲自实践智能控制算法的实现，培养其创新思维和实践能力。
四、教学流程1.导入新课：通过实例或问题导入，激发学生对智能控制的兴趣。
2.理论讲解：讲解智能控制的基本概念和原理，常见的智能控制算法等。
3.案例分析：分析智能控制在各个领域的应用案例，如机器人控制、智能家居等。
4.实践操作：进行实验或编程，让学生实践智能控制算法的实现。
5.课堂讨论：让学生分组讨论，分享对智能控制的理解和应用经验。
6.小结与布置作业：总结本节课的重点和难点，布置作业，让学生进一步巩固所学知识。
五、评价与反馈1.课堂表现：观察学生在课堂上的表现，包括听讲、参与讨论、实验操作等情况。
2.作业评价：根据学生的作业情况，评价学生对智能控制的理解和应用能力。
3.期末考试：通过期末考试，检查学生对智能控制理论和实践的掌握情况。
4.学生反馈：听取学生对教学的反馈和建议，不断改进教学方法和内容。
“智能控制概论”课程的双语教学改革探讨
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｎ Ｂｉｉ ｇ ａ ｓ ｕ ｓｏ ｓ ｏ ｌｎ ｕ ｌＥｄｕ ａ ｉ ｎ Ｉ ｎｏ ａ ｉ ｎ ｆ ｒｏ ｏ ｎｔ ｌｉ ｅ ｎｔ ｏ ｕ ｓ
ＬＩ Ｓ ｉｈ ａ ｈ— ｕ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ａｕ ｏ ｔ ｎ ｏ ｔ ｅ ｓ Ｕｎｖ ｒ ｉ Ｎａ ｊｎ １ ０ ６ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｔｍａ ｉ ，Ｓ ｕｈ ａ ｔ ｉｅ ｓ ｙ， ｎ ｉｇ ２ ０ ９ ， ｈ ｎ ） ｏ ｔ
方法 的基本概 念 、 主要 的智能 控制分 支及其特点 、 模
糊控制 理论 基 础 、 糊 控 制 系 统 、 工 神 经 网络 模 模 人
１ 课 程特 点 及 要 求
智能控制 是 自动控 制理论 中近二 十年来发展 起 来 的一 门新兴 学科 ］ 智 能控 制 概论 ” 程 作 为 。“ 课 自动控 制专业 的选修 课 之一 ， 作 用是 使学 生 在学 其 过” 自动控制原理 ” 基 础控 制 理论 课程 之 后 ， 等 了解 当今 自动控 制发展 的一个新 阶段 一智 能控 制方法 的
ｓｒｔｇ ｅ ｎ ｌｄ ｈ ｄ ｓｉｇｏ ｈ ｏ ｔｎ ｓｏ ｎ ｌ ｈ ｔａ ｈ ｎ ｔｒａｓ ｅ ｅｏ ｉｇ ｂｌ ｇ ａ—ｅ ｃ ｉｇ ｔａｅ ｉｓｉｃｕ ｅｔ ｅａ ｊ ｔｎ ｆｔ ｅｃ ｎ ｅ ｔ ｆＥ ｇｉ ｅ ｃ ｉｇ ｍａｅ ｉｌ，ｄ ｖ ｌｐｎ ｉｎ ｕ ｌｔａ ｈｎ ｕ ｓ ｉ
灵 活 的双 语 教 学方 式 等 。 关键 词 ： 语教 学 ； 能控 制 ； 文 教材 双 智 英 中 图分 类 号 ： ４ ． ２ ３ ５ Ｇ６ ２ ０ ＴＰ ７ ． 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ８０ ８ ｆ ０ ９ ０ — ０ ８ ０ ｌ ０ —６６ ２ ０ ）４０ ０—２
智能控制概论报告资料
智能控制概论报告—模糊控制器设计原尧燊08010439目录一、设计要求 (3)二、控制器设计 (3)1.确定模糊控制器输入输出变量 (3)2. 确定各输入输出变量的变化范围、量化等级和量化因子 (3)3. 在各输入和输出语言变量的量化域内定义模糊子集 (4)4. 模糊控制规则的确定 (5)5. 求模糊控制表 (5)三、程序设计 (6)四、测试与仿真 (7)1. Simulink搭建 (7)2. 比例因子K3对响应曲线的影响 (7)五、总结 (10)六、使用方法 (10)七、代码附录 (11)一、设计要求：已知被控对象模型，给定阶跃响应幅值为30，系统初值为0，完成以下内容：(a) 设计常规的模糊逻辑控制器；(b) 当通过改变模糊逻辑控制器比例因子时，分析系统响应有什么变化？(c) 联系、结合模糊逻辑控制器设计过程（结构设计、模糊化设计、规则设计、精确化设计）以及控制系统响应情况，谈谈本人对模糊逻辑控制系统的一些认识和看法。
要求：（1）先进行系统分析，然后给出完整详细的设计过程，可参见P59-61 页直流调速系统的模糊逻辑控制器设计过程；（2）提交完整的报告，包括：封面(题目、个人学号姓名等信息)、目录、任务要求叙述、系统分析及控制设计原理(包括控制系统原理图及文字分析)、完整的设计实现过程(包括模糊控制器每部分的选择与实现、计算、原理过程等)、仿真验证(算法流程图、软件实现手段介绍、系统参数选择、响应曲线图、结合调参对响应曲线的影响给出必要的分析)、讨论与分析，其中对(b)(c)部分的分析字数要求在500~2000 字以内。
（3）提交可运行的软件程序，计算机上可检验结果；必须在根目录下附软件/程序使用说明，运行说明(可能的话，附那些参数可调及具体效果的说明)二、控制器设计1. 确定模糊控制器输入输出变量本控制器设计参考中文书P54~P61中的二维控制器设计，输入为偏差E和偏差变化量ES来进行调节。
《智能控制原理与应用》第一章 概论
中南大学Central South University (CSU)Intelligent Control智能控制蔡自兴肖晓明余伶俐中南大学Central South University (CSU)智能控制和AI学习网址Webs for Intelligent Control and AI智能科学与技术系网站国家精品课程《智能控制》网站The American Association for Artificial Intelligence（AAAI）AI Lab, MIT /index.php European Coordinating Committee for Artificial Intelligence (ECCAI)Journal of Artificial Intelligence Research中南大学Central South University (CSU)Textbooks教材2007版Central South University (CSU)智能控制原理与应用中南大学Central South University (CSU)中南大学Central South University (CSU)中南大学Central South University (CSU)智能控制中南大学Central South University (CSU)国际首部智 能控制系统 英文专著World Scientific （SingaporeNew Jersey）中南大学 Central South University (CSU)1997第 一 章 概论 Ch.1 Introduction教学重点 1．介绍智能控制的产生和发展过程； 2．对智能控制及其相关概念进行定义； 3．简介智能控制的特点与分类； 4．讨论智能控制的学科结构理论。
教学难点 1．如何理解智能控制的定义； 2．了解智能控制与传统自动控制间的关系； 3．深入掌握智能控制的学科结构理论，特别是智能控 制四元交集结构理论的内涵。
自动化概论作业——智能控制
自动化概论作业—智能控制智能控制基本概念智能控制的定义一: 智能控制是由智能机器自主地实现其目标的过程.而智能机器则定义为,在结构化或非结构化的,熟悉的或陌生的环境中,自主地或与人交互地执行人类规定的任务的一种机器.定义二: K.J.奥斯托罗姆则认为,把人类具有的直觉推理和试凑法等智能加以形式化或机器模拟,并用于控制系统的分析与设计中,以期在一定程度上实现控制系统的智能化,这就是智能控制.他还认为自调节控制,自适应控制就是智能控制的低级体现.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.定义四: 智能控制实际只是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律,研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。
智能控制的特点同时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；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。
智能控制的主要技术方法智能控制是以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础,扩展了相关的理论和技术,其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论和自适应控制、自组织控制、自学习控制等技术。
专家系统专家系统是利用专家知识对专门的或困难的问题进行描述. 用专家系统所构成的专家控制,无论是专家控制系统还是专家控制器,其相对工程费用较高,而且还涉及自动地获取知识困难、无自学能力、知识面太窄等问题. 尽管专家系统在解决复杂的高级推理中获得较为成功的应用,但是专家控制的实际应用相对还是比较少。
人工智能概论第1章-绪论
1956年的达特茅斯会议是由麦卡锡、明斯基、罗彻斯特和香农等一批有远 见卓识的青年科学家共同研究和讨论用机器来模拟智能的一系列相关问题，并 首次提出了“人工智能”这一术语。
该术语标志“人工智能”新学科的正式诞生。此外会议给了“人工智能” 的第一个准确的描述。
2006年，达特茅斯会议50年后，当事人重聚(左起：摩尔、麦卡锡、明斯基、 塞弗里奇、所罗门诺夫)
22
➢人工智能的应用发展期
20世纪80年代机器学习取代逻辑计算，“知识处理”成为了主流AI研究的焦点。
卡内基·梅隆大学为数字设备公司设计了一个名为 XCON 的专家系统
B
人工智能的应用发展 期
（1980-1989）
D c
A
人工智能的诞生 （1943-1956）
人工智能的第一个 低谷
（1974-1980）
E
人工智能的第二个 低谷
(1989-1993)
人工智能的稳步发 展期
（1993-2006）
F
人工智能的蓬勃 发展期
（2006-至今）
G
14
➢人工智能的诞生
在20世纪40年代到20世纪50年代，一群来自不同领域（数学，心理学，工 程学，经济学和政治学）的科学家开始探索如何实现用生命体外的东西模拟人 类的智慧。
12
➢人工智能的发展现状
从人工智能的应用场景来看，目前的人工智能仍是以具体应用领域为主的弱人工 智能。 其内容和相关领域包括机器视觉，专家系统，智能工厂，智能控制，智能搜索， 机器人，自动规划，无人驾驶，定理证明，棋类博弈，遗传编程，语言识别，自然 语言处理等。 1997年，打败了世界围棋冠军的IBM公司“深蓝”超级计算机也是IA，不是AI。 尽管这一事件被一些被戏称为“人工智能的历史上的里程碑事件”。
智能控制理论及应用PPT课件
20世纪50年代至70年代是神经网络研究的萧条期，但仍有 不少学者致力于神经网络模型的研究；
Albus在1975年提出的CMAC神经网络模型，利用人脑记 忆模型提出了一种分布式的联想查表系统；
Grossberg在1976年提出的自谐振理论（ART）解决了无 导师指导下的模式分类；
到了80年代，人工神经网络进入了发展期：
1985年8月，IEEE在美国纽约召开了第一届智能控制学术 研讨会，会上集中讨论了智能控制的原理和系统结构等问题。 这次会议之后不久，IEEE控制系统学会成立了智能控制专业委 员会。1987年1月，IEEE控制系统学会和计算机学会在美国费 城联合召开了智能控制的第一次国际会议，来自美、欧、日、 中以及其他国家的150余位代表出席了这次学术盛会。
从控制论的角度出发：智能控制是驱动智能机器自主地实 现其目标的过程。或者说，智能控制是一类无需人的干预就能 独立地驱动智能机器实现其目标的自动控制方法。
以上各种描述说明：智能控制具有认知和仿人的功能；能 适应不确定性的环境；能自主处理信息以减少不确定性；能可 靠地进行规划，产生和执行有目的的行为，以获取最优的控制 效果。
1968年扎德首次公开发表其“模糊控制算法”；
1973年他又发表了语言与模糊逻辑相结合的系统建立方法； 1974年伦敦大学Mamdani博士首次尝试利用模糊逻辑，成 功地开发了世界上第一台模糊控制的蒸汽引擎；
1979年T.J.Procky和E.H.Mamdani共同提出了自学习概念， 使系统性能大为改善；
11
18.07.2020
北京科技大学自动化学院控制科学与工程系
1.2 智能控制的发展概况
1.2.1 智能控制的产生 人们将智能控制的产生归结为二大主因，一是自动控制理
智能制造控制技术概论
智能制造控制技术概论
智能制造控制技术是指利用先进的计算机控制技术、自动化技术和信息技术，对制造系统中的各个环节进行智能化管理和控制，实现制造过程的高度自动化、智能化和灵活化。
其主要包括以下几个方面：
1. 数字化设计技术：利用计算机辅助设计技术，将产品设计过程数字化，实现产品可视化、虚拟化和模拟化。
2. 智能化制造技术：利用计算机控制技术、传感器技术、机器人技术等先进技术，实现制造过程的自动化、智能化和柔性化。
3. 工艺优化技术：通过数学模型和优化算法，对制造过程进行优化，提高产品质量和生产效率。
4. 全面质量控制技术：采用全面质量控制（TQC）进行质量控制，在生产过程中实现质量控制的全面化和智能化。
5. 智能化物流技术：利用物联网技术和人工智能技术，实现物流过程的自动化、智能化和柔性化。
总之，智能制造控制技术是实现制造业智能化转型的重要手段之一，能够提高制造业的生产效率和竞争力，促进制造业的可持续发展。
智能控制概论讲解
精品资料
2. 传统(chuántǒng)控制理论的局限性
随着复杂系统的不断涌现，传统控制理论(lǐlùn)越来越多 地显示它的局限性。
什么叫复杂系统？其特征表现为：
1. 控制对象的复杂性 模型的不确定性；
高度非线性；
分布式的传感器和执行机构； 动态突变； 复杂的信息模式。
13
精品资料
2. 环境的复杂性 变化的不确定性； 难以辨识； 传统控制中，只考虑控制器与对象，忽略环境
1987年1月，在美国费城由IEEE控制系统学会与计算
机学会联合召开了智能控制国际会议。这是智能控制的第
一次国际会议，显示出智能控制的长足进展；同时也说明
了：由于许多新技术问题的出现以及相关理论与技术的发
展，需要重新考虑控制领域及其邻近学科。这次会议及其
后续相关事件表明，智能控制作为一门独立学科已正式在27
28
精品资料
7. 智能控制研究的主要内容
● 智能控制系统基本结构和机理的研究 ● 混合系统的建模和控制
● 基于模糊集合、神经元网络、遗传算法、进化(jìnhuà)算法等 智能控制器的开发和研究。
● 智能(zhì nénɡ)计算和软计算的开发和研究
● 自组织、自学习的结构和方法的研究 ● 基于多代理(Multi-agent)智能控制系统的开发和研究
15
精品资料
自适应控制、鲁棒控制不能克服数学模型严重的不 确定性和工作点剧烈的变化。
（3） 传统的控制系统输入信息模式单一 通常处理(chǔlǐ)较简单的物理量：
电量（电压、电流、阻抗）； 机械量（位移、速度、加速度）；
复杂系统要考虑：视觉、听觉、触觉信号，包 括图形、文字、语言、声音等信息。
智能控制知识点范文
智能控制知识点范文
1、空调智能控制的基本原理
空调智能控制是一种自动控制空调的技术。
它使用温度传感器和湿度传感器监测室内环境的变化，根据这些信息进行调节，以确保室内环境温度与湿度水平达到设定值。
空调智能控制系统可以在室内温度及湿度超出设定范围时自动启动，以达到舒适状态。
2、空调智能控制系统的优点
（1）减少能耗：空调智能控制系统可以控制室内的温度和湿度，从而减少能耗。
（2）节约用电：当室内温度和湿度超出设定范围时，空调智能控制系统可以自动启动，从而节约用电。
（3）降低噪音：空调智能控制系统可以安静地监测室内环境，减少噪音，为人们提供舒适的环境。
（4）安全性：空调智能控制系统能够满足安防的要求，在室内温度和湿度异常时，可以及时发出警报，确保安全。
3、空调智能控制系统的应用
空调智能控制系统可以用于家庭、公司、医院、学校等各种场所的空调控制。
它可以在有效地节能、降低噪音的同时保证室内的温度和湿度。
智能控制 教学大纲
智能控制教学大纲一、课程说明课程编号：090703Z1课程名称（中/英文）：智能控制/Intelligent Control课程类别：专业选修学时/学分：32/2.0先修课程：自动控制原理、人工智能适用专业：智能科学与技术、自动化、电气、测控等专业教材、教学参考书：1.《智能控制原理与应用》，蔡自兴等编著，清华大学出版社，2014年2.《Intelligent Control: Principles, Techniques and Applications》，Zi-xing Cai，WorldScientific，2007年二、课程设置的目的意义智能控制是智能科学与技术专业与自动化、测控等专业的学生进入专业学习的专业基础课。
通过本课程学习，使学生对智能控制的发展概况、基本原理和应用领域有初步了解，对主要技术及应用有一定掌握,启发学生对智能控制的兴趣，培养知识创新和技术创新能力。
三、课程的基本要求1. 了解智能控制产生的背景、起源与发展,掌握智能控制的定义、特点、智能控制器的一般结构、智能控制的结构理论,尤其是智能控制的四元交集结构理论。
2. 掌握现有主要智能控制系统的作用原理、类型结构、设计要求、控制特性和应用示例。
这些系统有递阶控制系统、专家控制系统、模糊控制系统、神经控制系统和学习控制系统等。
对于不同系统,研究的侧重点有所不同。
3. 了解智能控制的研究和应用领域，把握智能控制的发展方向及相关技术问题。
通过本课程学习,要求学生对智能控制的发展概况、基本原理和应用领域有初步了解,对主要技术及应用有一定掌握,启发学生对智能控制的兴趣,培养知识创新和技术创新能力。
上述内容系统全面,内容丰富,兼顾了经典与现代、基础与应用等不同侧面的内容。
四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章概论 2 2 0 智能控制的定义及进展、特点与结构理论深入掌握智能控制的学科结构理论，特别是智能控制四元交集结构理论的内涵课堂教学为主,充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念第2章递阶控制系统2 2 0递阶控制系统的定义、递阶控制原理的解析公式、系统结构、控制模型及其典型实例等了解汽车自主驾驶系统的递阶结构和控制算法课堂教学为主,适当提问,多使用具体实例,将课程讲述得浅显易懂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Data, Information, Knowledge, Intelligence
Intelligence Knowledge Information Data
房间温度高 解决温度 高的办法
温度高原因
通风量不足
增大通风量
房间温度 32℃
理想温度 23℃
Data, Information, Knowledge, Intelligence
Intelligence Knowledge
Information Data
传统控制面临的挑战
实际系统由于存在复杂性、非线性、时变 性、不确定性和不完全性等，一般无法获得精 确的数学模型。
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。
传统控制面临的挑战
传统控制方法在解决大范围变工况、异常 工况等问题方面往往不尽人意。
环境和被控对象的未知和不确定性，导致无 法建立模型。
9 传统控制往往不能满足某些系统的性能要 求。
控制科学发展过程
进展方向
最优控制 确定性反馈控制 开环控制 智能控制 自学习控制自组织控制 自适应控制 鲁棒控制 随机控制
对象的复杂性
智能控制的发展
¾ 1985 年 8月，IEEE在纽约召开第一届智能控制学术 研讨会，主题：智能控制原理和智能控制系统。
会议 决定在 IEEE CSS 下设 IEEE 智能控制专业委员会。
这 标志着智能控制这一新兴学科研究领域的正式诞生。
¾ 1987 年 1 月 ， 美 国 费 城 ， 第 一 次 智 能 控 制 国 际 会 议，IEEE CSS与CS两学会主办； ¾ 1987 年以来，一些国际学术组织，如 IEEE 、 IFAC 等定期或不定期举办各类有关智能控制的国际学术会 议或研讨会，一定程度上反映了智能控制发展的好势 头。
智能控制的发展
¾ 1991年7月，中国人工智能学会成立。
¾ 1993年7月，成都，中国人工智能学会智能机器人专 业委员会成立大会暨首届学术会议。
¾ 1993年8月，北京，全球华人智能控制与智能自动化 大会。
¾ 1995年8月，天津，中国自动化学会智能自动化专业 委员会成立大会暨首届中国智能自动化学术会议。
¾ 学术刊物：《模式识别与人工智能》(1989年创刊)、 《智能控制学报》 (2006年创刊) 。
智能控制的二元论
1971 年，傅京孙教授首先提出智能控制 (IC) 是人工智能 (AI) 和自动控制 (AC) 交互作用的 结果, 即二元论，IC=AC∩AI，其结果图示如 下：
AI
IC
AC
智能控制的三元论
1977年，美国学者Saridis G. N. 在二元论的 基础上引入运筹学 (OR)，提出了三元论的智 能控制概念，即 IC=AC∩AI∩OR ，图示如 下：
AI AC
IC
OR
三元结构理论表明，智能控制就是应用人工智 能的理论与技术和运筹学的优化方法，并将其 同控制理论方法与技术相结合，在未知环境 下，仿效人或生物的智能，实现对系统的控 制。
环境，即广义的被控对象或过程及其外界条 件。
9 自动控制理论发展的高级阶段。
智能控制的四元论
Zadeh L. A.提出的模糊 集合与Hopfield J. J. 对 神经网络所作出的巨大 贡献给智能控制注入了 新的内容。
1994 年清华大学袁增任 教授提出智能控制应该 在三元论的基础上增加 人工智能中的连接主义 和模糊集合。
OR AI
符号主义 连接主义
IC NC FC
AC
FUZZY
智能控制的多元论
随着研究对象规模的进一步扩大，大系 统智能控制、分级递阶智能控制、分布式问 题求解等方法不断产生，而认知心理学、神 经网络技术、进化论、遗传算法、混沌论等 更是从更高层次上研究智能控制，从而形成 了智能控制的多元论。
智能控制的特点
z 智能控制器具有非线性特性; z 智能控制具有变结构特点; z 智能控制器具有总体自寻优特性; z 智能控制系统应能满足多样性目标的高性能 要求; z 智能控制是一个新兴的跨学科研究领域。
控制策略的渗透与融合
I SDAVRPFENG
传统控制 现代控制 智能控制
自动控制 运筹学 信息论 计算机 生物学 人工智能
PID I Smith S D 解耦 自适应 A 变结构 V 鲁棒 R 预测 P 模糊 F 专家 E 神经 N 遗传 G
I SDAVRPFENG
FI 模糊PID EI 专家PID FEI 模糊专家PID NI 神经网络PID
•••
FP 模糊预测控制 GF 遗传算法模糊控制 GN 遗传算法神经控制
智能控制与传统控制的关系
z 经典控制主要用于分析线性定常单入单出系
统，其分析工具是微分方程或传递函数。
z 现代控制还可以分析非线性时变多入多出系 统，其分析工具是状态方程和输出方程。
z 智能控制是模仿人类智能所构成的一类控制 策略，它可以处理各种复杂系统，其求解过程 主要依靠搜索、自学习、模拟进化。
智能控制与传统控制的关系
Door
Room
智能控制与传统控制的关系
Door
Room
智能控制与传统控制的关系
Door
Room
经典控制、现代控制与智能控制
z 应用对象不同： SISO ； SISO 和 MIMO ；各种复杂 系统。
z 数学方法不同：微分方程或传递函数；状态方程和 输出方程；搜索、自学习和模拟进化等。
z 对被控对象数学模型的要求不同：经典控制和现代 控制均需要了解被控对象的数学模型，而智能控制则 不需要详细了解被控对象的数学模型。
z 控制算法不同：经典控制和现代控制基于精确的控 制算法，而智能控制算法具有随机性和模糊性。
智能控制系统的类型
¾ 分级递阶智能控制系统 ¾ 专家控制系统 ¾ 模糊控制系统 ¾ 神经网络控制系统 ¾ 基于规则的仿人智能控制 ¾ 集成智能控制系统 ¾ 组合智能控制系统
晰的概念来描述，如:
人的胖瘦个子高低。