智能控制相關(guān)試題

1、第一章緒論什么是智能、智能系統(tǒng)、智能控制？答：“智能”在美國(guó)Heritage詞典定義為“獲取和應(yīng)用知識(shí)的能力”?！爸悄芟到y(tǒng)”指具有一定智能行為的系統(tǒng)，是模擬和執(zhí)行人類(lèi)、動(dòng)物或生物的某些功能的系統(tǒng)。“智能控制”指在傳統(tǒng)的控制理論中引入諸如邏輯、推理和啟發(fā)式規(guī)則等因素，使之具有某種智能性；也是基于認(rèn)知工程系統(tǒng)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，對(duì)不確定環(huán)境中的復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行的擬人化管理。2智能控制系統(tǒng)有哪幾種類(lèi)型，各自的特點(diǎn)是什么？答：智能控制系統(tǒng)的類(lèi)型：集散控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、多級(jí)遞階控制系統(tǒng)、專(zhuān)家控制系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)等。各自的特點(diǎn)有：集散控制系統(tǒng)：以微處理器為基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行

2、集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，整個(gè)裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一，人機(jī)聯(lián)系差以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了在管理、操作和顯示三方面集中，又實(shí)現(xiàn)了在功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面的分散。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：它是一種模范動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進(jìn)行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過(guò)調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系，從而達(dá)到處理信息的目的。專(zhuān)家控制系統(tǒng)：是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個(gè)

3、領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類(lèi)專(zhuān)家的知識(shí)和解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)處理該領(lǐng)域的高水平難題?？梢哉f(shuō)是一種模擬人類(lèi)專(zhuān)家解決領(lǐng)域問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。多級(jí)遞階控制系統(tǒng)是將組成大系統(tǒng)的各子系統(tǒng)及其控制器按遞階的方式分級(jí)排列而形成的層次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：1.上、下級(jí)是隸屬關(guān)系，上級(jí)對(duì)下級(jí)有協(xié)調(diào)權(quán)，它的決策直接影響下級(jí)控制器的動(dòng)作。2.信息在上下級(jí)間垂直方向傳遞，向下的信息有優(yōu)先權(quán)。同級(jí)控制器并行工作，也可以有信息交換，但不是命令。3.上級(jí)控制決策的功能水平高于下級(jí)，解決的問(wèn)題涉及面更廣，影響更大，時(shí)間更長(zhǎng)，作用更重要。級(jí)別越往上，其決策周期越長(zhǎng)，更關(guān)心系統(tǒng)的長(zhǎng)期目標(biāo)。4.級(jí)別越往上，涉及的

4、問(wèn)題不確定性越多，越難作出確切的定量描述和決策。學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)：靠自身的學(xué)習(xí)功能來(lái)認(rèn)識(shí)控制對(duì)象和外界環(huán)境的特性，并相應(yīng)地改變自身特性以改善控制性能的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有一定的識(shí)別、判斷、記憶和自行調(diào)整的能力。3比較智能控制與傳統(tǒng)控制的特點(diǎn)。答：智能控制與傳統(tǒng)控制的比較：它們有密切的關(guān)系，而不是相互排斥。常規(guī)控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用常規(guī)控制的方法來(lái)解決“低級(jí)”的控制問(wèn)題，力圖擴(kuò)充常規(guī)控制方法并建立一系列新的理論與方法來(lái)解決更具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜控制問(wèn)題。1.傳統(tǒng)的自動(dòng)控制是建立在確定的模型基礎(chǔ)上的，而智能控制的研究對(duì)象則存在模型嚴(yán)重的不確定性，即模型未知或知之甚少者模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)在很

5、大的范圍內(nèi)變動(dòng)，這些問(wèn)題對(duì)基于模型的傳統(tǒng)自動(dòng)控制來(lái)說(shuō)很難解決。傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入或輸出設(shè)備與人及外界環(huán)境的信息交換很不方便，希望制造出能接受印刷體、圖形甚至手寫(xiě)體和口頭命令等形式的信息輸入裝置，能夠更加深入而靈活地和系統(tǒng)進(jìn)行信息交流，同時(shí)還要擴(kuò)大輸出裝置的能力，能夠用文字、圖紙、立體形象、語(yǔ)言等形式輸出信息.另外，通常的自動(dòng)裝置不能接受、分析和感知各種看得見(jiàn)、聽(tīng)得著的形象、聲音的組合以及外界其它的情況.為擴(kuò)大信息通道，就必須給自動(dòng)裝置安上能夠以機(jī)械方式模擬各種感覺(jué)的精確的送音器，即文字、聲音、物體識(shí)別裝置。傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)控制任務(wù)的要求要么使輸出量為定值（調(diào)節(jié)系統(tǒng)），要么使輸出量跟隨

6、期望的運(yùn)動(dòng)軌跡（跟隨系統(tǒng)），因此具有控制任務(wù)單一性的特點(diǎn)，而智能控制系統(tǒng)的控制任務(wù)可比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的控制理論對(duì)線性問(wèn)題有較成熟的理論，而對(duì)高度非線性的控制對(duì)象雖然有一些非線性方法可以利用，但不盡人意.而智能控制為解決這類(lèi)復(fù)雜的非線性問(wèn)題找到了一個(gè)出路，成為解決這類(lèi)問(wèn)題行之有效的途徑。與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對(duì)象及環(huán)境的有關(guān)知識(shí)以及運(yùn)用這些知識(shí)的能力。與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)能以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過(guò)程，采用開(kāi)閉環(huán)控制和定性及定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制方式與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)具有變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能總體自尋

7、優(yōu)，具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)和自協(xié)調(diào)能力。與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)有補(bǔ)償及自修復(fù)能力和判斷決策能力。4.把智能控制看作是AI（人工智能）、0R（運(yùn)籌學(xué)）、AC（自動(dòng)控制）和IT（信息論）的交集，其根據(jù)和內(nèi)涵是什么?答：智能控制具有明顯的跨學(xué)科特點(diǎn)，在最早傅金孫提出的二元論中，智能控制系統(tǒng)被認(rèn)為是自動(dòng)控制與人工智能的交互作用，隨著認(rèn)識(shí)的深入，薩瑞迪斯提出運(yùn)籌學(xué)融入智能控制而提出三元結(jié)構(gòu)，蔡自興教授提出將信息論引入智能控制，其依據(jù)在于：信息論是解釋知識(shí)和智能的一種手段；控制論、信息論和系統(tǒng)論是緊密相連的；信息論已經(jīng)成為控制智能機(jī)器的工具；信息論參與智能控制的全過(guò)程并對(duì)執(zhí)行級(jí)起到核心作

8、用，因此最終確定了智能控制的四元結(jié)構(gòu)。5智能控制有哪些應(yīng)用領(lǐng)域？試舉出一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，并說(shuō)明其工作原理和控制性能。答：智能控制應(yīng)用于機(jī)器人、汽車(chē)、制造業(yè)、水下和陸地自助式車(chē)輛、家用電器、過(guò)程控制、電子商務(wù)、醫(yī)療診斷、飛行器、印刷、城市鐵路、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域。例如焊接機(jī)器人其基本工作原理是示教再現(xiàn)，即由用戶導(dǎo)引機(jī)器人，一步步按實(shí)際任務(wù)操作一遍，機(jī)器人在導(dǎo)引過(guò)程中自動(dòng)記憶示教的每個(gè)動(dòng)作的位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、焊接參數(shù)等，并自動(dòng)生成一個(gè)連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。完成示教后，只需給機(jī)器人一個(gè)起動(dòng)命令，機(jī)器人將精確地按示教動(dòng)作，一步步完成全部操作，實(shí)際示教與再現(xiàn)。控制性能為：弧焊機(jī)器人通常有五個(gè)自由度以上，具

9、有六個(gè)自由度的弧焊機(jī)器人可以保證焊槍的任意空間軌跡和姿態(tài)。點(diǎn)至點(diǎn)方式移動(dòng)速度可達(dá)60m/min以上，其軌跡重復(fù)精度可達(dá)到士0.2mm。這種弧焊機(jī)器人應(yīng)具有直線的及環(huán)形內(nèi)插法擺動(dòng)的功能，共六種擺動(dòng)方式，以滿足焊接工藝要求，機(jī)器人的負(fù)荷為5kg。第二章模糊控制的理論基礎(chǔ)舉例說(shuō)明模糊性的客觀性和主觀性。答：模糊性起源于事物的發(fā)展變化性，變化性就是不確定定性；模糊性是客觀世界的普遍現(xiàn)象，世界上許多的事物都具有模糊非電量的特點(diǎn)。例如：年齡分段的問(wèn)題；如果一個(gè)人的年齡大于60歲算老年，45-59歲之間的歲中年，小于44歲的就算青年；如果一個(gè)人的年齡是59歲零11個(gè)月零28天，那么他是屬于中年還是老年呢？理

10、論上從客觀的角度說(shuō)他是中年人，但是與60歲只有兩天區(qū)別，這區(qū)別我們是分辨不出來(lái)的。從主觀上我們認(rèn)為他又是老年人。這就是模糊性的主觀性和客觀性的體現(xiàn)。模糊性與隨機(jī)性有哪些異同？答：模糊性處于過(guò)渡階段的事物的基本特征，是性態(tài)的不確定性，類(lèi)屬的不清晰性，是一種內(nèi)在的不確定性；而隨機(jī)性是在事件是否發(fā)生的不確定性中表現(xiàn)出來(lái)的不確定性，而事件本身的性態(tài)和類(lèi)屬是確定的，是一種外在的不確定性。相同點(diǎn)是：模糊性是由于事物類(lèi)屬劃分的不分明而引起的判斷上的不確定性；而隨機(jī)性是由于天劍不充分而導(dǎo)致的結(jié)果的不確定性。但是他們都共同表現(xiàn)出不確定性。異同點(diǎn)是：模糊性反映的是排中的破缺，而隨機(jī)性反映的是因果律的破缺；模糊性現(xiàn)

11、象則需要運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)，隨機(jī)性現(xiàn)象可用概率論的數(shù)學(xué)方法加以處理。比較模糊集合與普通集合的異同。答：模糊集合用隸屬函數(shù)作定量描述，普通集合用特征函數(shù)來(lái)刻劃。兩者相同點(diǎn)：都屬于集合，同時(shí)具有集合的基本性質(zhì)。兩者異同點(diǎn)：模糊集合就是指具有某個(gè)模糊還年所描述的屬性的對(duì)象的全體，由于概念本身不是很清晰，界限分明的，因而對(duì)象對(duì)集合的隸屬關(guān)系也不是明確的普通集合是指具有某種屬性的對(duì)象的全體，這種屬性所表達(dá)的概念應(yīng)該是清晰的界限分明的，因而每個(gè)對(duì)象對(duì)于集合的隸屬關(guān)系也就是明確的。4.考慮語(yǔ)言變量：“Old”，如果變量定義為:叫十a(chǎn)-劉50 x100確定“NOTSoOld”，“VeryOld”，“MOREOrLE

12、SSOld”的隸屬函數(shù)。0 x50HnGTSo也（乳）解：50Sc100/AeryulLlfX)=50 x100()x00.60.60.60.6)().6解i0.8R000.900,4000,110.70.6030.5070.4036.令論域L：1；，斗，給定語(yǔ)言變量“Small”=1/1+0.7/2+0.3/3+0.1/4和1().60/1()_fD.7a0.5)v(0.1a0.6)v(Q.4aDJ(0_7爪。一町v(aiA0.4)v(0_4A0.3)(0.7a0.1)v(0.1aO)v(0.4a0.6)(0_7a0.2)v(01a01)v(0.4a0.3)模糊關(guān)系R二“Almost相等”定

13、義如下：L（丿U運(yùn)算，試計(jì)算：姑J禾U用max-min復(fù)合My)-(10.703(LI)7.已知模糊關(guān)系矩陣(1A1)V(0.7A0.6)V(03A0.1)V(0.1A0)(1A0*6)7(0.7a1)v(0.3a0.6)v(0,IaOJ)(1aOJ)v(0.7a0.6)v(0,3a1)v(0.1a0,6)(1a0)v(0,7a0,1)v(03a0,6)v(0.1a1)1計(jì)算R的二至四次冪。10,8O.SI00.40J0(L2_0,9I0.8O.S00.40J0().20,9If=RR=()().4I()00)AI()0.10010,50.10010,5解0.2().900.510.20.90

14、0.51_1O.SOA0.2().K_0.81040.50.9=0.40.41)0.40,2040I0,50.30.90.4(X51_乂0,50.1A-H+,Ae卜X、x210.61().50.1a-+專(zhuān)li石bY)+Ji耳眄孔孔嚴(yán)041E*G.10.51c-+【：匸F(Z)+“+,2i已知跆兒跆8.設(shè)有論域，二維模糊條件語(yǔ)句為“若A且B則C”，其中由關(guān)系合成推理法，求得推理結(jié)論：。A*gFX)B*cF(K)解：令R表示模糊關(guān)系，則h.0,5a0J0.6-IaO.I0aOJ將礦按行展開(kāi)寫(xiě)成列向量為lLJ050.5a1(),5a0,6IaIIa0.6OJaI0Ja0.6OJOJO.lOJ1().

15、60.10.10.50.510.6DJOJ010.4(X5().K_1(X8().4().5ok0.810.40.50,90,S10.40,50.90.40.41().4(Ur4=ie*ie=0.40.410.40.40.5(1.50.410.50,50,50.410,5O.S().90.4tkS1_0.X().9().40.51_1V=R*R?所以,().().50,501x0.41=0.60J0J_0.1_R=R；=0.1A().40.5a0.40,5a0,40a0.4IA0.4(K6a0.4OJa0.40a0.4CUa0.4(XIAI0.5AI0.5Al0Ja1IaI0.6a10JAlO

16、JAl0.1Al0.1(1T0.40.50,40.50.100.410.40.60J0J0.10J().1(11_.又因?yàn)?QJ0.510J00.51-0.10.50.50.1OJ(kl().10.50.50.10.1展開(kāi)寫(xiě)成行向量，為I1-1-5，將八ZT按行創(chuàng)，則（X40.5廠十1一屮I即一9.已知語(yǔ)言變量x,y,z。X的論域?yàn)?,2,3,定義有兩個(gè)語(yǔ)言值：“大”=0,0.5,1；“小”二1,0.5,0。Y的論域?yàn)?0,20,30,40,50,語(yǔ)言值為：“高”=0,0,0,0.5,1；“中”=0,0.5,1,0.5,0;“低”=1,0.5,0,0,0Z的論域?yàn)?.1,0.2,0.3,語(yǔ)言值

17、為：“長(zhǎng)”=0,0.5,1；“短”=1,0.5,0則：1）試求規(guī)則：如果x是“大”并且y是“高”那么z是“長(zhǎng)”;否則，如果x是“小”并且y是“中”那么z是“短”。所蘊(yùn)涵的x，y，z之間的模糊關(guān)系R。）假設(shè)在某時(shí)刻，x是“略小”=0.7,0.25,0，y是“略高”=0,0,0.3,0.7,1試根據(jù)R分別通過(guò)Zadeh法和Mamdani法模糊推理求出此時(shí)輸出z的語(yǔ)言取值。解）對(duì)于模糊規(guī)則4可知模糊蘊(yùn)含關(guān)系矩陣R1為00.51耳二禺xZ二（禺；）Zo00000zpm控制as*隹控世線由圖可知：控制器由兩部分組成，分別為常規(guī)PID控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其中，常規(guī)PID直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行閉環(huán)控制，并且其控制參

18、數(shù)kp、ki、kd為在線調(diào)整方式；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，調(diào)節(jié)PID控制器的參數(shù)，使輸出層神經(jīng)元的輸出對(duì)應(yīng)于PID控制器的三個(gè)可調(diào)參數(shù)。學(xué)習(xí)算法如下：首先確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，即確定輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)和隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，并給出各層加權(quán)系數(shù)的初值w1和w2，并選定學(xué)習(xí)速率和慣性系數(shù)，令k=1；米樣得至Ur(k)和y(k)，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻誤差r(k)-y(k)；計(jì)算各神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出，其輸出層的輸出即為PID控制器的三個(gè)控制參數(shù)kp、ki、kd并計(jì)算PID控制器的輸出進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，在線調(diào)整加權(quán)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)PID控制參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整；令k=k1,進(jìn)行上述步驟。網(wǎng)絡(luò)各層輸入輸出算法：輸人層輸Aui(k),誠(chéng)

19、町輸出加k，uaCk),uXk);隱層輸入先-三叱炯,輸出屯=十輸出層輸入兀=輸出線性國(guó)數(shù)則y=兀1+e第八章專(zhuān)家控制1.什么叫產(chǎn)生式系統(tǒng)？它由哪些部分組成？試舉例略加說(shuō)明。答：如果滿足某個(gè)條件，那么就應(yīng)當(dāng)米取某些行動(dòng)，滿足這種生產(chǎn)式規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)成為產(chǎn)生式系統(tǒng)。產(chǎn)生式系統(tǒng)主要由總數(shù)據(jù)庫(kù)，產(chǎn)生式規(guī)則和推理機(jī)構(gòu)組成。舉例：醫(yī)療產(chǎn)生式系統(tǒng)。2.專(zhuān)家系統(tǒng)有哪些部分構(gòu)成？各部分的作用如何？專(zhuān)家系統(tǒng)它具體有哪些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)？答：知識(shí)庫(kù)：知識(shí)庫(kù)是知識(shí)的存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)性知識(shí)以及有關(guān)的事實(shí)、一般常識(shí)等。知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)來(lái)源于知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)，同時(shí)它又為推理提供求解問(wèn)題所需的知識(shí)。推理機(jī)：推理機(jī)時(shí)專(zhuān)家系

20、統(tǒng)的思維機(jī)構(gòu)，實(shí)際上是求解問(wèn)題的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，綜合推理機(jī)的運(yùn)行可以有不同的控制策略。數(shù)據(jù)庫(kù)：它是用于存放推理的初始證據(jù)、中間結(jié)果以及最終結(jié)果等的工作存儲(chǔ)器解釋接口：它把用戶輸入的信息轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)規(guī)范化的表現(xiàn)形式，然后交給相應(yīng)的模塊去處理，把系統(tǒng)輸出的信息轉(zhuǎn)換成用戶易于理解的外部形式顯示給用戶，回答提出的問(wèn)題。知識(shí)獲?。褐R(shí)獲取是指通過(guò)人工方法或機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，將某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的事實(shí)性知識(shí)和領(lǐng)域?qū)＜宜赜械慕?jīng)驗(yàn)性知識(shí)轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)程序的過(guò)程。對(duì)知識(shí)庫(kù)的修改和擴(kuò)充也是在系統(tǒng)的調(diào)試和驗(yàn)證中進(jìn)行，是一件困難的工作。專(zhuān)家系統(tǒng)的特點(diǎn)：具有專(zhuān)家水平的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，能進(jìn)行有效的推理，專(zhuān)家系統(tǒng)的透明性和靈活性，具有一定

21、的復(fù)雜性與難度。在專(zhuān)家系統(tǒng)中，推理機(jī)制，控制策略和搜索方法是如何定義的，它們之間存在什么樣的關(guān)系？答：推理機(jī)制是根據(jù)一定的原則從已有的事實(shí)推出結(jié)論的過(guò)程，這個(gè)原則就是推理的核心。專(zhuān)家系統(tǒng)的自動(dòng)推理是知識(shí)推理。而知識(shí)推理是在計(jì)算機(jī)或者智能機(jī)器中，在知識(shí)表達(dá)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)器思維，求解問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)推理的智能操作過(guò)程。在專(zhuān)家系統(tǒng)中，可以依據(jù)專(zhuān)家所具有的知識(shí)的特點(diǎn)來(lái)選擇知識(shí)表示的方法，而只是推理技術(shù)同知識(shí)方法有密切的關(guān)系?？刂撇呗郧蠼鈫?wèn)題的策略，是推理的控制策略。而控制策略包括推理方向、推理路線、沖突消解策略等，按推理進(jìn)行的路線與方向，推理可分正向推理、反向推理混合推理。搜索方法：推理機(jī)時(shí)用于對(duì)知識(shí)

22、庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行推理來(lái)得到結(jié)論的思維機(jī)構(gòu)。三者關(guān)系：推理機(jī)制，控制策略（推理機(jī)構(gòu)）和搜索方法三者都屬于推理范疇，是一個(gè)整體。只是執(zhí)行順序不同而已。設(shè)計(jì)專(zhuān)家控制器時(shí)應(yīng)考慮哪些特點(diǎn)？專(zhuān)家控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)模型為何？答：設(shè)計(jì)控制器的一般原則：多樣化的模型描述，在線處理的靈活性，靈活性的控制策略，決策機(jī)構(gòu)的遞階性，推理與決策的實(shí)時(shí)性。專(zhuān)家控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)模型：挾作搖口控制倉(cāng)法陣撕行器迅程G隹睡壺5.專(zhuān)家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？它和一般的專(zhuān)家系統(tǒng)相同與區(qū)別在哪里?魁駅斥|脂息最射韭悝答：專(zhuān)家控制系統(tǒng)具有全方面的專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、完善的知識(shí)處理功能和實(shí)時(shí)控制的可靠性能。這種系統(tǒng)采用黑板等結(jié)構(gòu)，知識(shí)庫(kù)龐大，推理機(jī)

23、復(fù)雜。它包括有知識(shí)獲取子系統(tǒng)和學(xué)習(xí)子系統(tǒng)，人機(jī)接口要求較高。專(zhuān)家式控制器，多為工業(yè)專(zhuān)家控制器，是專(zhuān)家控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化形式，針對(duì)具體的控制對(duì)象或過(guò)程，著重于啟發(fā)式控制知識(shí)的開(kāi)發(fā)，具有實(shí)時(shí)算法和邏輯功能。專(zhuān)家控制系統(tǒng)與一般的專(zhuān)家控制系統(tǒng)的區(qū)別：（1）通常的專(zhuān)家系統(tǒng)只完成專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域問(wèn)題的咨詢功能，它的推理結(jié)果一般用于輔助用戶的決策；而專(zhuān)家控制則要求能對(duì)控制動(dòng)作進(jìn)行獨(dú)立的、自動(dòng)的決策，它的功能一定要具有連續(xù)的可靠性和較強(qiáng)的抗干擾性。（2）通常的專(zhuān)家系統(tǒng)一般處于離線工作方式，而專(zhuān)家控制則要求在線地獲取動(dòng)態(tài)反饋信息，因而是一種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)具有使用的靈活性和實(shí)時(shí)性，即能聯(lián)機(jī)完成控制。6.直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)和間接

24、專(zhuān)家控制各有什么特點(diǎn)，從保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性來(lái)看有哪種方法更困難些？答：直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)中，專(zhuān)家控制系統(tǒng)直接起控制器作用，專(zhuān)家控制器在控制系統(tǒng)中所處的位置與常規(guī)控制器完全相同，所不同的是其內(nèi)部組成和工作原理，專(zhuān)家控制器采用PID常規(guī)的控制算法，基于知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)得到相應(yīng)的控制輸出。間接專(zhuān)家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：其基本的控制作用由算法來(lái)完成，專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)對(duì)使用算法的調(diào)用以及對(duì)各種算法參數(shù)的整定和修正，間接的控制作用。間接專(zhuān)家控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)因具體應(yīng)用的不同會(huì)表現(xiàn)出更大的多樣性，同時(shí)是PID參數(shù)的整定專(zhuān)家,這種專(zhuān)家控制的特點(diǎn)是專(zhuān)家系統(tǒng)間接的對(duì)控制信號(hào)起作用。直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)更困難一些：

25、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程響應(yīng)情況和環(huán)境條件，利用知識(shí)庫(kù)中的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，決定什么時(shí)候使用什么參數(shù)啟動(dòng)什么算法，它也可以是一個(gè)調(diào)參專(zhuān)家。根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的專(zhuān)家規(guī)則，調(diào)整PID參數(shù)及增益，所以從保證系統(tǒng)穩(wěn)定性來(lái)看直接專(zhuān)家控制器方法更困難一些。7.試比較專(zhuān)家控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)在工作原理、推理機(jī)制、知識(shí)和規(guī)則表示方法的異同。答：1.工作原理：（1）專(zhuān)家控制系統(tǒng)：專(zhuān)家系統(tǒng)的工作過(guò)程是根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)和用戶提供的事實(shí)推理，不斷地由已知的前提推出未知的結(jié)論，并把這些未知的結(jié)論納入工作存儲(chǔ)空間，作為已知的新事物繼續(xù)推理，從而把求解的問(wèn)題由未知狀態(tài)轉(zhuǎn)換為已知狀態(tài)。（2）模糊控制系統(tǒng)：模糊控制是模仿人的思維方式和人的控制經(jīng)

26、驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種控制，把模糊集合的理論應(yīng)用于控制就可以把人的經(jīng)驗(yàn)形式化，在控制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)模糊推理與決策。2.推理機(jī)制：（1）專(zhuān)家控制系統(tǒng)的推理機(jī)制是用于對(duì)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行推理來(lái)得到結(jié)論的思維機(jī)構(gòu)。專(zhuān)家系統(tǒng)的自動(dòng)推理是知識(shí)推理。而知識(shí)推理是在計(jì)算機(jī)或智能機(jī)器中在知識(shí)表達(dá)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)器思維，求解問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)推理的智能操作過(guò)程。（2）模糊控制系統(tǒng)：模糊推理作為近似推理的一個(gè)分支，是模糊控制的理論基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中，它以數(shù)值計(jì)算而不是以符號(hào)推演為特征，它并不注重如像經(jīng)典邏輯那樣的基于公理的形式推演或基于賦值的語(yǔ)義運(yùn)算，而是通過(guò)模糊推理的算法由推理的前提計(jì)算出結(jié)論。3.知識(shí)(1)專(zhuān)家控制系統(tǒng)：專(zhuān)家

27、控制將系統(tǒng)視為基于知識(shí)的系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的知識(shí)表示如下：(a)受控過(guò)程的知識(shí)：先驗(yàn)知識(shí)，動(dòng)態(tài)知識(shí)。(b)控制、辨識(shí)、診斷知識(shí)：定量知識(shí)、定性知識(shí)。(2)模糊控制系統(tǒng)：知識(shí)庫(kù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)，模糊控制器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何有效建立知識(shí)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的定性設(shè)計(jì)包括：量化等級(jí)的選擇；量化方法；量化因子；模糊子集的隸屬函數(shù)。規(guī)則庫(kù)：用一系列模糊條件描述的模糊控制規(guī)則就構(gòu)成模糊控制規(guī)則庫(kù)。4.規(guī)則表示：(1)專(zhuān)家控制系統(tǒng)：專(zhuān)家控制的規(guī)則庫(kù)一般采用產(chǎn)生式規(guī)則表示：“IF控制局勢(shì),THEN操作結(jié)論”，由多條產(chǎn)生式規(guī)則構(gòu)成規(guī)則庫(kù)。(2)模糊控制系統(tǒng)：規(guī)則的制定有很多種方法，最初的方法就是根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，不過(guò)這種模糊規(guī)則有很大的主觀性，因人而異，但大致趨勢(shì)還是差不多的還可以從已知數(shù)據(jù)中制造模糊規(guī)則，比如可以從最優(yōu)控制得到的數(shù)據(jù)中提取模糊規(guī)則，還可以得到和最優(yōu)控制類(lèi)似的結(jié)果。還有就是專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)