智能控制導(dǎo)論 蔡志興版 教學(xué)課件1

1、1智能控制導(dǎo)論智能控制導(dǎo)論遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院自控系 呂明珠2課程總目標課程總目標學(xué)完本課程后，你應(yīng)具有以下能力：學(xué)完本課程后，你應(yīng)具有以下能力：掌握智能控制的基本概念；掌握智能控制的基本概念；了解智能控制的基本理論，掌握智能控制的基本技術(shù)；了解智能控制的基本理論，掌握智能控制的基本技術(shù)；學(xué)會智能控制算法和系統(tǒng)的設(shè)計方法學(xué)會智能控制算法和系統(tǒng)的設(shè)計方法掌握掌握遞階控制遞階控制的一般結(jié)構(gòu)及控制算法的一般結(jié)構(gòu)及控制算法掌握掌握專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)的基本概念，主要類型及其結(jié)構(gòu)。的基本概念，主要類型及其結(jié)構(gòu)。掌握掌握模糊控制器模糊控制器的組成、工作原理和設(shè)計方法；的組成、工作原

2、理和設(shè)計方法；掌握掌握神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的工作的基本概念、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的工作原理和設(shè)計方法；原理和設(shè)計方法；掌握掌握學(xué)習(xí)控制學(xué)習(xí)控制的基本概念、學(xué)習(xí)控制的方案及控制的基本概念、學(xué)習(xí)控制的方案及控制算法；算法；掌握掌握進化控制與免疫控制進化控制與免疫控制的基本概念、基本結(jié)構(gòu)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)熟悉熟悉復(fù)合智能控制復(fù)合智能控制和和其他智能控制其他智能控制；3第第1 1章章 概論概論智能系統(tǒng)與智能軟件研究所1.1 1.1 智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展1 1.2 .2 智能控制的基本知識智能控制的基本知識1.3 1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論智能控制的結(jié)構(gòu)理論1.4

3、1.4 本書概要本書概要41.1 1.1 智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.1 1.1.1 自動控制的機遇與挑戰(zhàn)自動控制的機遇與挑戰(zhàn)傳統(tǒng)控制理論在應(yīng)用中面臨的難題傳統(tǒng)控制理論在應(yīng)用中面臨的難題存在挑戰(zhàn)的主要原因存在挑戰(zhàn)的主要原因自動控制的主要任務(wù)自動控制的主要任務(wù)人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展正在為自動控制系統(tǒng)的人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展正在為自動控制系統(tǒng)的智能化提供有力支持智能化提供有力支持5第第1 1節(jié)節(jié) 智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展6傳統(tǒng)控制理論在應(yīng)用中面臨的難題包括以下傳統(tǒng)控制理論在應(yīng)用中面臨的難題包括以下幾個方面：幾個方面：7綜上所述可以看出，自動控制既面臨嚴峻綜上所述可以

4、看出，自動控制既面臨嚴峻挑戰(zhàn)有存在良好發(fā)展機遇。挑戰(zhàn)有存在良好發(fā)展機遇。89101.1.2 智能控制的發(fā)展和學(xué)科的建立自動控制的發(fā)展過程1.1 智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展 進展方向開環(huán)控制開環(huán)控制確定性確定性反饋控制反饋控制最優(yōu)控制最優(yōu)控制隨機控制隨機控制自適應(yīng)自適應(yīng)/魯棒魯棒控制控制自學(xué)習(xí)控制自學(xué)習(xí)控制智能控制智能控制控制復(fù)雜性111.1.2 智能控制的發(fā)展和學(xué)科的建立6060年代年代6060年代初期，自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)方法被開發(fā)出來用于年代初期，自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)方法被開發(fā)出來用于解決控制系統(tǒng)的隨機特性問題解決控制系統(tǒng)的隨機特性問題6060年代中期，自動控制與人工智能開始交接。年代中期，自動控制與人工智

5、能開始交接。7070年代年代模糊控制是智能控制的又一活躍研究領(lǐng)域模糊控制是智能控制的又一活躍研究領(lǐng)域8080年代年代薩里迪斯教授建立了智能機器理論采用薩里迪斯教授建立了智能機器理論采用“精度隨智精度隨智能降低而提高能降低而提高”（IPDIIPDI）原理和三級遞階結(jié)構(gòu)原理和三級遞階結(jié)構(gòu)奧斯特洛姆、迪席爾瓦、周其鑒、蔡自興、霍門迪奧斯特洛姆、迪席爾瓦、周其鑒、蔡自興、霍門迪梅洛和桑德森等，分別提出和發(fā)展了專家控制、基梅洛和桑德森等，分別提出和發(fā)展了專家控制、基于知識的控制、仿人控制、專家規(guī)劃和分級規(guī)劃等于知識的控制、仿人控制、專家規(guī)劃和分級規(guī)劃等基于神經(jīng)元控制的理論和機理已獲進一步開發(fā)和應(yīng)基于神經(jīng)

6、元控制的理論和機理已獲進一步開發(fā)和應(yīng)用用1.1 智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展12131415161718191.1.2 1.1.2 智能控制的發(fā)展和學(xué)科的建立智能控制的發(fā)展和學(xué)科的建立智能控制學(xué)科的形成智能控制學(xué)科的形成19851985年年8 8月，月，IEEEIEEE在美國紐約召開了第一屆智能控在美國紐約召開了第一屆智能控制學(xué)術(shù)討論會制學(xué)術(shù)討論會這次會議之后不久，在這次會議之后不久，在IEEEIEEE控制系統(tǒng)學(xué)會內(nèi)成立控制系統(tǒng)學(xué)會內(nèi)成立了了IEEEIEEE智能控制專業(yè)委員會，并了對智能控制定智能控制專業(yè)委員會，并了對智能控制定義和研究生課程教學(xué)大綱的討論義和研究生課程教學(xué)大綱的討論19871987年

7、年1 1月，在美國費城由月，在美國費城由IEEEIEEE控制系統(tǒng)學(xué)會與計控制系統(tǒng)學(xué)會與計算機學(xué)會聯(lián)合召開了智能控制國際會議算機學(xué)會聯(lián)合召開了智能控制國際會議智能控制發(fā)展的其它方面智能控制發(fā)展的其它方面學(xué)術(shù)組織學(xué)術(shù)組織學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)會議1.1 智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展201.2 智能控制的基本知識1.2.1 1.2.1 智能控制的定義與特點智能控制的定義與特點智能控制的定義智能控制的定義 自動控制自動控制智能控制智能控制智能控制系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)智能控制的特點智能控制的特點 同時具有以知識表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模同時具有以知識表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型（含計算智能模型與算法）表示的混合控制過

8、程型（含計算智能模型與算法）表示的混合控制過程智能控制的核心在高層控制，即組織級智能控制的核心在高層控制，即組織級智能控制的實現(xiàn)，需要硬件、軟件和智能的結(jié)合，智能控制的實現(xiàn)，需要硬件、軟件和智能的結(jié)合，以及新思想、新方法和新技術(shù)以及新思想、新方法和新技術(shù)智能控制是一門邊緣交叉學(xué)科智能控制是一門邊緣交叉學(xué)科智能控制是一個新興的研究領(lǐng)域智能控制是一個新興的研究領(lǐng)域21 定義定義1:1:自動控制自動控制 自動控制是能按規(guī)定程序?qū)C器或裝置自動控制是能按規(guī)定程序?qū)C器或裝置進行操作或控制的過程。簡單說，不進行操作或控制的過程。簡單說，不需要人工干預(yù)的控制就是自動控制。需要人工干預(yù)的控制就是自動控制。2

9、2 定義定義2:2:智能控制智能控制 智能控制是采用智能控制是采用智能化理論和技術(shù)智能化理論和技術(shù)驅(qū)動驅(qū)動智能機器實現(xiàn)其目標的過程?；蛘哒f，智能機器實現(xiàn)其目標的過程。或者說，智能控制是一類無需人的干預(yù)就能獨智能控制是一類無需人的干預(yù)就能獨立地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)其目標的自動立地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)其目標的自動控制?？刂啤?324智能控制是一類智能控制是一類無需人的干預(yù)就無需人的干預(yù)就能夠自主地驅(qū)動能夠自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)其智能機器實現(xiàn)其目標的自動控制，目標的自動控制，也是用也是用計算機模計算機模擬人類智能擬人類智能的一的一個重要領(lǐng)域個重要領(lǐng)域。智能控制的基本概念智能控制的基本概念25 定義定義3:3

10、:智能控制系統(tǒng)智能控制系統(tǒng) 用于驅(qū)動智能機器以實現(xiàn)其目標而用于驅(qū)動智能機器以實現(xiàn)其目標而無需操作人員干預(yù)的系統(tǒng)稱為智能控?zé)o需操作人員干預(yù)的系統(tǒng)稱為智能控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。 智能控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是人工智能智能控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是人工智能、控制論、運籌學(xué)和信息論等學(xué)科的交控制論、運籌學(xué)和信息論等學(xué)科的交叉。叉。261.2.2 1.2.2 智能控制器的一般結(jié)構(gòu)智能控制器的一般結(jié)構(gòu)智能控制器的一般結(jié)構(gòu)圖智能控制器的一般結(jié)構(gòu)圖1.2 智能控制的基本知識動作事件過程與環(huán)境過程與環(huán)境用戶用戶接接 口口任務(wù)描述與任務(wù)描述與環(huán)境建模環(huán)境建模知識表示知識表示 信號優(yōu)化信號優(yōu)化 信號預(yù)處理信號預(yù)處理信號辨識信號辨識

11、規(guī)劃與推規(guī)劃與推理理 決策與協(xié)調(diào)決策與協(xié)調(diào)傳統(tǒng)控制傳統(tǒng)控制傳感傳感器器驅(qū)動驅(qū)動器器123271.2.3 1.2.3 智能控制系統(tǒng)的分類智能控制系統(tǒng)的分類遞階控制系統(tǒng)遞階控制系統(tǒng)專家控制系統(tǒng)專家控制系統(tǒng)模糊控制系統(tǒng)模糊控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)神經(jīng)控制系統(tǒng)神經(jīng)控制系統(tǒng)仿生控制系統(tǒng)仿生控制系統(tǒng)集成智能控制系統(tǒng)集成智能控制系統(tǒng)組合智能控制系統(tǒng)組合智能控制系統(tǒng)1.2 智能控制的基本知識281.3 1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論智能控制的結(jié)構(gòu)理論1.3.1 1.3.1 二元交集結(jié)構(gòu)理論二元交集結(jié)構(gòu)理論傅京孫曾研究的領(lǐng)域傅京孫曾研究的領(lǐng)域含有擬人控制器的控制系統(tǒng)含有擬人控制器的控制系統(tǒng)含有人機控制器的控

12、制系統(tǒng)含有人機控制器的控制系統(tǒng)自主機器人系統(tǒng)自主機器人系統(tǒng)傅京孫用智能控制系統(tǒng)描述自動控制系統(tǒng)與人傅京孫用智能控制系統(tǒng)描述自動控制系統(tǒng)與人工智能的交接作用，并把它稱為二元交集結(jié)構(gòu)工智能的交接作用，并把它稱為二元交集結(jié)構(gòu)AIACIC智能控制智能控制的二元結(jié)的二元結(jié)構(gòu)構(gòu)291.3.1 1.3.1 二元交集結(jié)構(gòu)理論二元交集結(jié)構(gòu)理論二元結(jié)構(gòu)理論的解釋二元結(jié)構(gòu)理論的解釋當采用人機組合控制器時，需要比較高層的當采用人機組合控制器時，需要比較高層的智能決策；它可由擬人控制器智能決策；它可由擬人控制器（anthropomorphic controlleranthropomorphic controller）來

13、作出。來作出。對于較低層的智能作用，在設(shè)計這種智能控制對于較低層的智能作用，在設(shè)計這種智能控制系統(tǒng)時，要盡可能多地把設(shè)計者和操作人員所系統(tǒng)時，要盡可能多地把設(shè)計者和操作人員所具有的與指定任務(wù)有關(guān)的智能轉(zhuǎn)移到機器控制具有的與指定任務(wù)有關(guān)的智能轉(zhuǎn)移到機器控制器上器上對于自主機器人系統(tǒng)，對機器人進行無人干預(yù)對于自主機器人系統(tǒng)，對機器人進行無人干預(yù)的自動控制與操作。這一控制系統(tǒng)至少應(yīng)執(zhí)行的自動控制與操作。這一控制系統(tǒng)至少應(yīng)執(zhí)行3 3個主要功能，即感知、模擬和問題求解（包括個主要功能，即感知、模擬和問題求解（包括規(guī)劃規(guī)劃） 1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論301.3.2 1.3.2 三元交集結(jié)構(gòu)理論三元交集結(jié)

14、構(gòu)理論三元結(jié)構(gòu)三元結(jié)構(gòu) 薩里迪斯于薩里迪斯于19771977年提出另一種智能控制三元結(jié)構(gòu)年提出另一種智能控制三元結(jié)構(gòu)薩里迪斯認為，必須把遠籌學(xué)的概念引入智能控制，薩里迪斯認為，必須把遠籌學(xué)的概念引入智能控制，使它成為三元交集中的一個子集使它成為三元交集中的一個子集對這一問題的討論，有助于智能控制學(xué)科的形成對這一問題的討論，有助于智能控制學(xué)科的形成 1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論ACAIORIC311.3.2 1.3.2 三元交集結(jié)構(gòu)理論三元交集結(jié)構(gòu)理論分級智能控制系統(tǒng)分級智能控制系統(tǒng) 1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論執(zhí)行級執(zhí)行級組織器組織器分配器分配器協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)器1過程過程1協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)器N硬件控制器硬件

15、控制器N過程過程N組織級組織級協(xié)調(diào)級協(xié)調(diào)級硬件控制器硬件控制器1它代表系統(tǒng)的主導(dǎo)思它代表系統(tǒng)的主導(dǎo)思想，想，并由人工智能起控制并由人工智能起控制作用作用是上（第一級）下是上（第一級）下（第三級）（第三級）級間的接口，由人工級間的接口，由人工智能和運籌學(xué)起控制智能和運籌學(xué)起控制作用作用是智能控制系統(tǒng)的最是智能控制系統(tǒng)的最低層級，要求具有很低層級，要求具有很高的精度，并由控制高的精度，并由控制理論進行控制理論進行控制321.3.3 四元交集結(jié)構(gòu)理論蔡自興提出四元智能控制結(jié)構(gòu)蔡自興提出四元智能控制結(jié)構(gòu) 1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論AIICORITCTICAICTIT智能控制看做自智能控制看做自動控制、

16、人工智動控制、人工智能、信息論和運能、信息論和運籌學(xué)四個學(xué)科的籌學(xué)四個學(xué)科的交集交集331.3.3 四元交集結(jié)構(gòu)理論信息論是解釋知識和智能的一種手段信息論是解釋知識和智能的一種手段控制論、系統(tǒng)論和信息論緊密相互作用控制論、系統(tǒng)論和信息論緊密相互作用信息論已成為控制智能機器的工具信息論已成為控制智能機器的工具信息熵成為智能控制的測度信息熵成為智能控制的測度把熵函數(shù)和信息流一起引入智能控制系統(tǒng)，表明信息把熵函數(shù)和信息流一起引入智能控制系統(tǒng)，表明信息論是組成智能控制的不可缺少部分論是組成智能控制的不可缺少部分 1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論系統(tǒng)論系統(tǒng)論運籌學(xué)系統(tǒng)論 控制論信息論系統(tǒng)工程自動化技術(shù)通信技術(shù)

17、系統(tǒng)學(xué)系統(tǒng)科學(xué)哲學(xué) 基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)科學(xué)工程技術(shù)信息論信息論控制控制通信通信人和人和動物動物機器機器三論三論應(yīng)用應(yīng)用部門部門一般一般系統(tǒng)論系統(tǒng)論信息信息科學(xué)科學(xué)信息信息技術(shù)技術(shù)人機人機通信通信知識，信息，知識，信息，智能，信息論智能，信息論34智能控制的研究對象智能控制的研究對象智能控制主要應(yīng)用在以下情況：智能控制主要應(yīng)用在以下情況：實際系統(tǒng)由于存在復(fù)雜性、非線性、時變性、不實際系統(tǒng)由于存在復(fù)雜性、非線性、時變性、不確定性和不完全性等，一般無法獲得精確的數(shù)學(xué)確定性和不完全性等，一般無法獲得精確的數(shù)學(xué)模型。模型。應(yīng)用傳統(tǒng)控制理論進行控制必須提出并遵循一些應(yīng)用傳統(tǒng)控制理論進行控制必須提出并遵循一些比較

18、苛刻的線性化假設(shè)，而這些假設(shè)在應(yīng)用中往比較苛刻的線性化假設(shè)，而這些假設(shè)在應(yīng)用中往往與實際情況不相吻合。往與實際情況不相吻合。35智能控制的結(jié)構(gòu)理論智能控制的結(jié)構(gòu)理論人工智能人工智能（AI）：）：是一個知識處理系統(tǒng)，具有是一個知識處理系統(tǒng)，具有記憶、學(xué)習(xí)、信息處理、形式語言、啟發(fā)式推記憶、學(xué)習(xí)、信息處理、形式語言、啟發(fā)式推理等功能。理等功能。自動控制自動控制（AC）：）：描述系統(tǒng)的動力學(xué)特性，是描述系統(tǒng)的動力學(xué)特性，是一種動態(tài)反饋。一種動態(tài)反饋。運籌學(xué)運籌學(xué)（OR）：是一種定量優(yōu)化方法，如線性）：是一種定量優(yōu)化方法，如線性規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、調(diào)度、管理、優(yōu)化決策和多規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、調(diào)度、管理、優(yōu)化決

19、策和多目標優(yōu)化方法等。目標優(yōu)化方法等。36智能控制與傳統(tǒng)控制的關(guān)系智能控制與傳統(tǒng)控制的關(guān)系傳統(tǒng)控制（傳統(tǒng)控制（Conventional controlConventional control）：）：經(jīng)典反饋控經(jīng)典反饋控制和現(xiàn)代理論控制。它們的主要特征是基于精確制和現(xiàn)代理論控制。它們的主要特征是基于精確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的控制。適于解決線性、時不變的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的控制。適于解決線性、時不變等相對簡單的控制問題。等相對簡單的控制問題。智能控制（智能控制（Intelligent controlIntelligent control）以上問題用智以上問題用智能的方法同樣可以解決。智能控制是對傳統(tǒng)控制能的方

20、法同樣可以解決。智能控制是對傳統(tǒng)控制理論的發(fā)展，傳統(tǒng)控制是智能控制的一個組成部理論的發(fā)展，傳統(tǒng)控制是智能控制的一個組成部分，在這個意義下，兩者可以統(tǒng)一在智能控制的分，在這個意義下，兩者可以統(tǒng)一在智能控制的框架下。框架下。37分級遞階控制系統(tǒng)分級遞階控制系統(tǒng) 分級遞階智能控制是在自適應(yīng)控制和自分級遞階智能控制是在自適應(yīng)控制和自組織控制基礎(chǔ)上，由美國普渡大學(xué)組織控制基礎(chǔ)上，由美國普渡大學(xué)SaridisSaridis提出的提出的智能控制理論。分級遞階智能控制智能控制理論。分級遞階智能控制( (Hierarchical Hierarchical Intelligent Control)Intellig

21、ent Control)主要由三個控制級組成，主要由三個控制級組成，按智能控制的高低分為組織級、協(xié)調(diào)級、執(zhí)行級，按智能控制的高低分為組織級、協(xié)調(diào)級、執(zhí)行級，并且這三級遵循并且這三級遵循“伴隨智能遞降精度遞增伴隨智能遞降精度遞增”原則，原則，其功能結(jié)構(gòu)如下圖所示。其功能結(jié)構(gòu)如下圖所示。3839分級遞階控制系統(tǒng)分級遞階控制系統(tǒng)40分級遞階控制系統(tǒng)分級遞階控制系統(tǒng)組織級組織級( (organization level)organization level)：組織級通過人機組織級通過人機接口和用戶接口和用戶( (操作員操作員) )進行交互，執(zhí)行最高決策的進行交互，執(zhí)行最高決策的控制功能，監(jiān)視并指導(dǎo)協(xié)調(diào)

22、級和執(zhí)行級的所有行控制功能，監(jiān)視并指導(dǎo)協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級的所有行為，其智能程度最高。為，其智能程度最高。協(xié)調(diào)級協(xié)調(diào)級( (Coordination level)Coordination level)：協(xié)調(diào)級可進一步協(xié)調(diào)級可進一步劃分為兩個分層劃分為兩個分層: :控制管理分層和控制監(jiān)督分層?？刂乒芾矸謱雍涂刂票O(jiān)督分層。執(zhí)行級執(zhí)行級( (executive level)executive level)：執(zhí)行級的控制過程通執(zhí)行級的控制過程通常是執(zhí)行一個確定的動作。常是執(zhí)行一個確定的動作。41專家控制系統(tǒng)（專家控制系統(tǒng)（Expert SystemExpert System） 專家指的是那些對解決專門問題非

23、常熟悉的人們，他們專家指的是那些對解決專門問題非常熟悉的人們，他們的這種專門技術(shù)通常源于豐富的經(jīng)驗，以及他們處理問題的這種專門技術(shù)通常源于豐富的經(jīng)驗，以及他們處理問題的詳細專業(yè)知識。的詳細專業(yè)知識。 專家系統(tǒng)主要指的是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其專家系統(tǒng)主要指的是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，能夠利內(nèi)部含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的經(jīng)驗方法來處理該領(lǐng)域的用人類專家的知識和解決問題的經(jīng)驗方法來處理該領(lǐng)域的高水平難題高水平難題. .它具有啟發(fā)性、透明性、靈活性、符號操作、它具有啟發(fā)性、透明性、靈活性、符號操作、不一確

24、定性推理等特點。應(yīng)用專家系統(tǒng)的概念和技術(shù)，模不一確定性推理等特點。應(yīng)用專家系統(tǒng)的概念和技術(shù)，模擬人類專家的控制知識與經(jīng)驗而建造的控制系統(tǒng)，稱為專擬人類專家的控制知識與經(jīng)驗而建造的控制系統(tǒng)，稱為專家控制系統(tǒng)。家控制系統(tǒng)。 42 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指由大量與生物神經(jīng)系統(tǒng)大量與生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細胞相類似的的神經(jīng)細胞相類似的人工神經(jīng)元互連而組人工神經(jīng)元互連而組成的網(wǎng)絡(luò)；或由大量成的網(wǎng)絡(luò)；或由大量象生物神經(jīng)元的處理象生物神經(jīng)元的處理單元并聯(lián)互連而成。單元并聯(lián)互連而成。這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有某這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有某些智能和仿人控制功些智能和仿人控制功能。能。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 43 學(xué)習(xí)算法是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的

25、主要特征，也是當前研究的主要課題.學(xué)習(xí)的概念來自生物模型，它是機體在復(fù)雜多變的環(huán)境中進行有效的自我調(diào)節(jié)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備類似人類的學(xué)習(xí)功能。一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)若想改變其輸出值，但又不能改變它的轉(zhuǎn)換函數(shù)，只能改變其輸人，而改變輸人的唯一方法只能修改加在輸人端的加權(quán)系數(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 44人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程是修改加權(quán)系數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程是修改加權(quán)系數(shù)的過程，最終使其輸出達到期望值，學(xué)習(xí)結(jié)束過程，最終使其輸出達到期望值，學(xué)習(xí)結(jié)束. .常用的學(xué)習(xí)算法有：常用的學(xué)習(xí)算法有：HebbHebb學(xué)習(xí)算法、學(xué)習(xí)算法、widrowwidrowHoffHoff學(xué)習(xí)算法、反

26、向傳播學(xué)習(xí)算法一學(xué)習(xí)算法、反向傳播學(xué)習(xí)算法一BPBP學(xué)習(xí)算法、學(xué)習(xí)算法、HopfieldHopfield反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法等。等。45模糊控制系統(tǒng)模糊控制系統(tǒng) 所謂模糊控制，就是在被控制對象的模所謂模糊控制，就是在被控制對象的模糊模型的基礎(chǔ)上，運用模糊控制器近似推理手糊模型的基礎(chǔ)上，運用模糊控制器近似推理手段，實現(xiàn)系統(tǒng)控制的一種方法。段，實現(xiàn)系統(tǒng)控制的一種方法。 模糊模型是用模糊語言和規(guī)則描述的一個模糊模型是用模糊語言和規(guī)則描述的一個系統(tǒng)的動態(tài)特性及性能指標。系統(tǒng)的動態(tài)特性及性能指標。46模糊控制系統(tǒng)模糊控制系統(tǒng) 模糊控制的基本思想是用機器去模擬人對系統(tǒng)的模糊控制的基本思

27、想是用機器去模擬人對系統(tǒng)的控制。它是受這樣事實而啟發(fā)的：對于用傳統(tǒng)控制理論控制。它是受這樣事實而啟發(fā)的：對于用傳統(tǒng)控制理論無法進行分析和控制的復(fù)雜的和無法建立數(shù)學(xué)模型的系無法進行分析和控制的復(fù)雜的和無法建立數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)，有經(jīng)驗的操作者或?qū)＜覅s能取得比較好的控制效果，統(tǒng)，有經(jīng)驗的操作者或?qū)＜覅s能取得比較好的控制效果，這是因為他們擁有日積月累的豐富經(jīng)驗，因此人們希望這是因為他們擁有日積月累的豐富經(jīng)驗，因此人們希望把這種經(jīng)驗指導(dǎo)下的行為過程總結(jié)成一些規(guī)則，并根據(jù)把這種經(jīng)驗指導(dǎo)下的行為過程總結(jié)成一些規(guī)則，并根據(jù)這些規(guī)則設(shè)計出控制器。然后運用模糊理論、模糊語言這些規(guī)則設(shè)計出控制器。然后運用模糊理論、模

28、糊語言變量和模糊邏輯推理的知識，把這些模糊的語言上升為變量和模糊邏輯推理的知識，把這些模糊的語言上升為數(shù)值運算，從而能夠利用計算機來完成對這些規(guī)則的具數(shù)值運算，從而能夠利用計算機來完成對這些規(guī)則的具體實現(xiàn)，達到以機器代替人對某些對象進行自動控制的體實現(xiàn)，達到以機器代替人對某些對象進行自動控制的目的。目的。47學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng) 學(xué)習(xí)是人類的主要智能之一，人類的各項活學(xué)習(xí)是人類的主要智能之一，人類的各項活動也需要學(xué)習(xí)。在人類的進化過程中，學(xué)習(xí)功能動也需要學(xué)習(xí)。在人類的進化過程中，學(xué)習(xí)功能起著十分重要的作用。學(xué)習(xí)控制正是模擬人類自起著十分重要的作用。學(xué)習(xí)控制正是模擬人類自身各種優(yōu)良的控制調(diào)節(jié)機制的一種嘗試。身各種優(yōu)良的控制調(diào)節(jié)機制的一種嘗試。 所謂學(xué)所謂學(xué)習(xí)是一種過程，它通過重