神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制及專家系統(tǒng)第一章

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制及專家系統(tǒng)第一章當前第1頁\共有72頁\編于星期四\20點[6]SpyrosG.Tzafestas,Methodsandapplicationsofintelligentcontrol,Dordrecht:KluwerAcademicPub.,1997[7]Zi-XingCai,Intelligentcontrol:principles,techniquesandapplications,Singapore:WorldScientific,1997[8]王偉，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理——入門與應(yīng)用，北京航空航天大學出版社，1995[9]閻平凡，張長水，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模擬進化計算，清華大學出版社，2000[10]楊輝，王金章，模糊控制技術(shù)及其應(yīng)用，江西科學技術(shù)出版社，1997[11]劉增良，劉有才，模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——理論研究與探索，北京航空航天大學出版社，1996[12]張乃堯，閻平凡，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制，清華大學出版社，1996[13]史忠科，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論，西北工業(yè)大學出版社，1997主要教學參考書當前第2頁\共有72頁\編于星期四\20點先修內(nèi)容現(xiàn)代控制理論或線性系統(tǒng)線性代數(shù)或矩陣分析MATLAB語言當前第3頁\共有72頁\編于星期四\20點第一部分概述（3）第二部分模糊控制（12）第三部分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（10）第四部分集成智能控制系統(tǒng)（7）課程安排第一章緒論第二章模糊控制的數(shù)學基礎(chǔ)第三章

模糊控制的基礎(chǔ)理論第四章模糊控制系統(tǒng)與模糊控制器第五章常用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理及學習算法第六章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計第七章集成智能控制系統(tǒng)理論第八章其他智能控制總學時:32學時，1-8周，每周4學時

當前第4頁\共有72頁\編于星期四\20點當前第5頁\共有72頁\編于星期四\20點當前第6頁\共有72頁\編于星期四\20點當前第7頁\共有72頁\編于星期四\20點當前第8頁\共有72頁\編于星期四\20點智能家居開關(guān)圖示

當前第9頁\共有72頁\編于星期四\20點

世界上最小機器人身高只有16.5厘米、體重僅有350克，但能在90種不同背景音樂的伴奏下行走、跳舞，還能聽懂10個語言命令、完成200多種動作、說出約180個短語！當前第10頁\共有72頁\編于星期四\20點

資料圖片：一種能鉆入血管的機器人想象圖

當前第11頁\共有72頁\編于星期四\20點

北京一家企業(yè)展出的機器人在演奏架子鼓當前第12頁\共有72頁\編于星期四\20點

懂得“甜言蜜語”的會話機器人逗得女客商笑逐顏開當前第13頁\共有72頁\編于星期四\20點

哈工大計算機學院展出的機器人隨著音樂表演團體操

當前第14頁\共有72頁\編于星期四\20點

一名客商在和漢服裝扮的機器人交流當前第15頁\共有72頁\編于星期四\20點高精度仿真機器人當前第16頁\共有72頁\編于星期四\20點

空中機器人比賽當前第17頁\共有72頁\編于星期四\20點

水中機器人比賽當前第18頁\共有72頁\編于星期四\20點

舞蹈機器人比賽當前第19頁\共有72頁\編于星期四\20點

中國載人航天工程是我國航天史上迄今為止規(guī)模最大、系統(tǒng)組成最復雜、技術(shù)難度和安全可靠性要求最高的跨世紀國家重點工程，包括：航天員、空間應(yīng)用、載人飛船、運載火箭、發(fā)射場、測控通信、著陸場、空間實驗室等八大系統(tǒng)組成。在工程實施方面主要又包括：衛(wèi)星、神舟載人飛船和嫦娥探月三大系統(tǒng)。載人航天當前第20頁\共有72頁\編于星期四\20點

衛(wèi)星測控地面測控站我國已建成了比較完整的陸?；鶞y控網(wǎng)，能完成從近地軌道衛(wèi)星到地球同步衛(wèi)星的測控任務(wù)。我國的測控技術(shù)的某些方面己處于國際先進水平。測控是工程控制科學與通信技術(shù)結(jié)合的一體化工程，其特點有：1）多任務(wù)測控；2)深空跟蹤；3）衛(wèi)星測控設(shè)備；4）測控和通信。當前第21頁\共有72頁\編于星期四\20點智能控制室解決方案包括：●基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)：通過照明、溫度、聲學需要進行環(huán)境建設(shè)和綜合布線，為控制室提供一個可靠、舒適、功能分區(qū)的環(huán)境。●顯示系統(tǒng)解決方案：包括大屏幕拼接墻系統(tǒng)、輔助顯示系統(tǒng)、桌面顯示系統(tǒng)、信號接入系統(tǒng)等，用于支撐不同用途下操作員、領(lǐng)導、參觀者等多種角色的需要。顯示系統(tǒng)根據(jù)控制室空間環(huán)境，信號的種類和使用特點綜合設(shè)計。●拾音擴音解決方案：包括拾音子系統(tǒng)、處理子系統(tǒng)、擴聲子系統(tǒng)，用于支持在會議、報告、指揮等場景下聲音傳送的需要?！駭?shù)字會議解決方案：由網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、投影顯示子系統(tǒng)、音響子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、會議發(fā)言子系統(tǒng)、燈光效果子系統(tǒng)和中央控制子系統(tǒng)等組成，提供會議報到、發(fā)言、表決、翻譯、攝像、音響、顯示等功能?！窦锌刂平鉀Q方案：提供一體化的方式，對控制室內(nèi)的設(shè)備設(shè)施如：燈光、窗簾、大屏、矩陣、信號源進行統(tǒng)一控制的功能，可以大大降低支持人員的工作強度。

當前第22頁\共有72頁\編于星期四\20點●視頻會議解決方案：提供控制室與其他單位之間面對面的信息溝通的通道?！褚曨l整合解決方案：通過視頻整合可以將不同時期、采用不同技術(shù)分別建立的視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合到一個平臺上，統(tǒng)一的進行查看●網(wǎng)絡(luò)通信解決方案：為控制室工作人員提供語音、數(shù)據(jù)、無線等多種渠道的通信方式，保障通信的質(zhì)量。●衛(wèi)星通信解決方案：應(yīng)急狀態(tài)下的備份通信方式，可在重大災(zāi)害發(fā)生時提供關(guān)鍵信息的通信，也可對不具備通信條件的地區(qū)進行通信覆蓋?！窨刂婆_與人體工學解決方案：針對控制室工作崗位的要求，及工作者的工作范圍和使用極限，設(shè)計專門的可調(diào)、耐用、舒適的控制臺。當前第23頁\共有72頁\編于星期四\20點山西電力調(diào)度中心當前第24頁\共有72頁\編于星期四\20點北京電力應(yīng)急指揮中心當前第25頁\共有72頁\編于星期四\20點復雜系統(tǒng)智能控制研究開發(fā)平臺當前第26頁\共有72頁\編于星期四\20點宿舍安全用電智能控制器智能當前第27頁\共有72頁\編于星期四\20點主要用于學校學生宿舍、廠礦企業(yè)、建筑工地的員工集體宿舍及醫(yī)院病房等一切禁止使用“電爐、熱得快、電飯鍋、電水壺”等電器的場所。它不同于斷電器等其它用電保護裝置（斷電器只能過載斷電，相當于保險絲的作用，需人工操作才能恢復供電），它能在用電設(shè)備接入電路后1秒鐘內(nèi)自動識別出用電器是否屬于廠規(guī)禁用的用電設(shè)備。如果接入的是禁用電器（如熱得快、電爐、電飯鍋、電取暖器等）它將自動停止供電，只有在撤除非法用電器以后才能自動恢復正常供電；如屬于允許使用的用電器（如電腦、電視機、電風扇、照明燈、充電器等）則正常供電，可以說本產(chǎn)品是使用熱得快等違規(guī)用電行為的“克星”。

當前第28頁\共有72頁\編于星期四\20點招商銀行深圳蛇口支行會議室安裝150寸4:31080P高清大屏幕實圖

集成智能控制、高清1080P多畫面顯示、一覽無余

筆特爾高清大屏幕智能控制系統(tǒng)

當前第29頁\共有72頁\編于星期四\20點溝槽式公廁電磁閥智能控制沖水器當前第30頁\共有72頁\編于星期四\20點Linux家庭智能控制系統(tǒng)當前第31頁\共有72頁\編于星期四\20點

最近很多人看2012年的新片《親家過年》其中文章的語音機器人MARY更是讓很多網(wǎng)友羨慕不已，有人說這是文章理想中得機器人，其實不然，這是基于linux系統(tǒng)的家庭智能控制系統(tǒng)。智能系統(tǒng)屬于linux家庭智能系統(tǒng)，其中這部電影里所展示的只是其中的一小部分，其中還包含電器智能控制，家庭燈光系統(tǒng)控制，安防智能防護和家庭電表水表自動抄表等功能，客戶可以采用語音的方式、智能手機客戶端、任何能上網(wǎng)電腦、控制家中所有的和電有關(guān)的設(shè)備，達到舒適的享受生活的樂趣。這種系統(tǒng)多應(yīng)用于大型企業(yè)的管理中，如富士康總控制室門禁，安防，火警報警等很多系統(tǒng)都與這智能控制系統(tǒng)相連接！當前第32頁\共有72頁\編于星期四\20點美國Infocomm：河東展智能控制系統(tǒng)方案當前第33頁\共有72頁\編于星期四\20點城市照明智能控制系統(tǒng)當前第34頁\共有72頁\編于星期四\20點電動輪椅車智能控制器

當前第35頁\共有72頁\編于星期四\20點安卓星汽車手機智能控制系統(tǒng)有的手機遠程啟動車輛、手機遠程熄火車輛、手機遠程監(jiān)聽、手機定位功能、各種報警提示等多項實用功能為眾多車主帶來方便同時，也為"汽車智能化時代"到來拉開帷幕。當前第36頁\共有72頁\編于星期四\20點簡易月卡型停車場智能控制系統(tǒng)當前第37頁\共有72頁\編于星期四\20點指紋電梯門禁智能控制系統(tǒng)當前第38頁\共有72頁\編于星期四\20點分體式太陽能熱水器智能控制儀當前第39頁\共有72頁\編于星期四\20點第一部分概論第一章緒論（3學時）1.1控制理論發(fā)展的幾個階段1.2智能控制的基本設(shè)計方法1.1.1.古典控制論（經(jīng)典控制論階段）1.1.2.現(xiàn)代控制理論（20世紀60年代）1.1.3.智能控制理論（20世紀70年代）1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)1.2.3專家控制系統(tǒng)（湖南大學出版社）當前第40頁\共有72頁\編于星期四\20點1.1控制理論發(fā)展的幾個階段19世紀對具有調(diào)速器的蒸汽發(fā)動機系統(tǒng)進行線性常微分方程的描述及穩(wěn)定性分析19世紀勞斯判據(jù)（1872）胡爾維茨（1890）李亞譜諾夫（1892）20世紀乃式判據(jù)（1932）1.1.1古典控制論（經(jīng)典控制論階段）1.1.2現(xiàn)代控制理論（20世紀60年代）1.1.3智能控制理論（20世紀70年代）Fig.1-1當前第41頁\共有72頁\編于星期四\20點1.1.1.古典控制論（經(jīng)典控制論階段）50年代前后的控制理論被稱為“自動調(diào)節(jié)原理”對象I：

單入、單出（SISO）、線性定常系統(tǒng)頻域理論：傳遞函數(shù)、頻率特性、根軌跡分布波德伊凡思BootLotusBodeplot伊凡思的根軌跡法BodeEvans勞斯（）—赫爾維茨（Hurwitz）代數(shù)判據(jù)奈奎斯特（H.Nyquist）穩(wěn)定性判據(jù)對象II：非線性系統(tǒng)描述函數(shù)分析龐加萊（Poincare）的相平面分析法1.1控制理論發(fā)展的幾個階段當前第42頁\共有72頁\編于星期四\20點1.1.2.現(xiàn)代控制理論（20世紀60年代）對象

MIMO非線性——時變線性——定常時域理論狀態(tài)方程（1）能控性能觀測性（2）李亞譜諾夫的穩(wěn)定性理論（直接法）和李亞譜諾夫函數(shù)（亦稱V函數(shù)）（無須求解）（3）統(tǒng)計函數(shù)理論相關(guān)函數(shù)的系統(tǒng)動態(tài)特定測量方法（即系統(tǒng)識別）和卡爾漫濾波理論（4）系統(tǒng)最佳控制系統(tǒng)性能指標泛函最小模型精確對象參數(shù)發(fā)生變化數(shù)學模型不準確線性系統(tǒng)理論最優(yōu)控制理論系統(tǒng)辨識隨機控制理論缺陷設(shè)計方法越來越數(shù)學化依賴理解化的精確的對象數(shù)學模型實際生產(chǎn)過程中有許多需要靠操作人員的知識和邏輯思維來解決的問題，現(xiàn)代控制理論顯得無能為力?？刂扑惴ㄝ^為理想化（高維、強耦合、時變、非線性及分布參數(shù)等系統(tǒng)、缺乏實用、簡便及有效的分析和綜合方法）1.1控制理論發(fā)展的幾個階段自適應(yīng)控制魯棒控制

改變自動控制律的參數(shù)或結(jié)構(gòu)考慮對象參數(shù)的變化（一定范圍內(nèi)）不改變控制器的參數(shù)或結(jié)構(gòu)極大值原理（蘇聯(lián)學者龐特里亞金）哈密爾頓—雅可比（Hamilton-Jacobi）貝爾曼（Bellman）當前第43頁\共有72頁\編于星期四\20點1.1.3.智能控制理論（20世紀70年代）隨著計算機技術(shù)得飛速進展系統(tǒng)信息的模糊性、不確定性、偶然性和不完全性采用人工智能的邏輯推理啟發(fā)式知識，專家系統(tǒng)等模型可以不知道或不確知原因?qū)е拢?）傅京孫教授人—機控制器、機器人（2）教授空間飛行器

1967,Leondes和Mendel（3）70年代，傅京孫，Glorioso和Saridi等人或提出建立智能控制理論的構(gòu)思（4）1985年8月，美國紐約PRI。IEEE召開的智能控制專題討論會，標志著智能控制作為一個新的學科分支被控制界公認。（5）1987年開始，每年一次智能控制國際研討會首次提出“人工智能控制”得概念低層次控制中——常規(guī)控制器高層次智能決策——擬人化功能與經(jīng)典控制論和現(xiàn)代控制論不同：

研究的主要目標不在于被控對象，而是控制器本身，控制器不再是單一的數(shù)學解析型，而是數(shù)學解析和知識系統(tǒng)相結(jié)合的廣義模型，是多種學科知識控制的系統(tǒng)。1.1控制理論發(fā)展的幾個階段當前第44頁\共有72頁\編于星期四\20點先驗智能——有關(guān)控制對象及干擾的先驗知識，可以從一開始就考慮在控制系統(tǒng)的設(shè)計中反應(yīng)性智能——在實時監(jiān)控、辨識及診斷基礎(chǔ)上對系統(tǒng)及環(huán)境變化的正確反應(yīng)能力優(yōu)化智能——包括對系統(tǒng)性能的先驗性優(yōu)化及反應(yīng)性優(yōu)化組織與協(xié)調(diào)智能——表現(xiàn)為對并行耦合任務(wù)或子系統(tǒng)之間的有效管理與協(xié)調(diào)智能控制系統(tǒng)的特點（1）“智能遞增，精度遞降”的一般組織結(jié)構(gòu)的基本原理（2）開、閉環(huán)控制結(jié)合，定性與定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制（3）具備學習功能、適應(yīng)功能和組織功能（4）以知識表示的非數(shù)學廣義模型和數(shù)學模型表示的混合控制過程。數(shù)學運算，符號運算的邏輯推理相結(jié)合（5）邊緣交叉學科“智能”的分類1.1控制理論發(fā)展的幾個階段Fig.1-21.1.3.智能控制理論（20世紀70年代）當前第45頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

基于模糊推理和計算的模糊控制器If—then—,Rule—basedControl

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器NeuralNetwork

基于專家系統(tǒng)的專家智能控制ExpertSystem

基于信息論、遺傳算法和以上3種方法的集成型智能控制幾種基本的設(shè)計方法當前第46頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)1965年Fig.1-3(1)定義模糊子集，建立模糊控制規(guī)則(2)由基本論域轉(zhuǎn)變?yōu)槟：险撚?3)模糊關(guān)系矩陣運算(4)模糊推理合成，求出控制輸出模糊子集(5)進行逆模糊運算，判決，得到精確控制量模糊化推理當前第47頁\共有72頁\編于星期四\20點優(yōu)點：缺陷:

無需建立數(shù)學模型魯棒性、對非線性、時變、時滯系統(tǒng)離線計算控制查詢表、提高系統(tǒng)實時性控制的機理符合人們對過程控制作用的直觀描述和思維邏輯經(jīng)驗控制可解決不確定系統(tǒng)智能控制基礎(chǔ)

信息簡單的模糊處理設(shè)計缺乏系統(tǒng)性控制精度降低，動態(tài)品質(zhì)變差導致提高精度規(guī)則搜索范圍擴大，決策速度降低，不能實時控制導致規(guī)則的選擇、論域的選擇，模糊集的定義，量化因子的選取多采用試湊法復雜性========精確性不相容原理1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)當前第48頁\共有72頁\編于星期四\20點模糊控制研究分支(1)穩(wěn)定性(2)模糊模型及辨識(3)模糊最優(yōu)控制(4)模糊自組織控制(5)模糊自適應(yīng)控制(6)傳統(tǒng)PID與Fuzzy相結(jié)合的多模態(tài)模糊控制器Fig.1-4模糊控制在控制領(lǐng)域中的重要地位與作用1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)當前第49頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)發(fā)展史當前第50頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)Fig.1-5模糊系統(tǒng)相關(guān)圖當前第51頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)模糊系統(tǒng)研究計劃模糊理論與基本技術(shù)人類功能實現(xiàn)與人-機界面人類智能信息處理過程及自然現(xiàn)象、社會現(xiàn)象剖析模糊邏輯模糊推理算法模糊計算機開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)（如：編程語言與體系結(jié)構(gòu)、模擬模糊存儲器等）模糊控制技術(shù)識別技術(shù)感覺信息處理過程的模型化人-機界面技術(shù)高速、不穩(wěn)定系統(tǒng)的智能控制未知結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的智能控制實時圖象理解手寫體文字識別智能信息處理技術(shù)（如智能評價系統(tǒng)檢索技術(shù)）人類行為和社會現(xiàn)象的解釋自然現(xiàn)象的解釋大系統(tǒng)可靠性評價面向經(jīng)營與社會問題的模糊方法論與模糊系統(tǒng)開發(fā)地震預測技術(shù)大氣污染寬域預測植物生長模型Fig.1-6模糊工程課題覆蓋圖當前第52頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)歷史應(yīng)用我國1979年開始

當前第53頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)1984美國推出“模糊推理決策支持系統(tǒng)”1985-1996日本進入了模糊控制實用化時期

——電視攝象機自動聚焦空調(diào)全自動洗衣機吸塵器

現(xiàn)代應(yīng)用硬件產(chǎn)品：開發(fā)了“模糊控制用的通用系統(tǒng)”“模糊控制用的通用控制器”——以模糊推理來決定控制動作的算法作為控制系統(tǒng)核心，并且采用任何一條控制規(guī)則，均具有設(shè)定的相應(yīng)功能的一種調(diào)節(jié)裝置。當前第54頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.1模糊控制（Fuzzycontrol)模糊控制工程大致要經(jīng)歷如下4個階段:模糊控制盛行階段模糊專家系統(tǒng)階段實現(xiàn)人與計算機之間的自然語言（通訊階段）模糊人工智能系統(tǒng)階段不是無判別地把所有的熟練操作者的知識收集起來,而是要用它來分析問題,提高宏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),如外匯兌換交易支持系統(tǒng)\圖象識別\自然語言解釋系統(tǒng),自治式機器人等簡單應(yīng)用。如電器等，比現(xiàn)有的自動化機械具有更好的功能智能機器人——模糊專家系統(tǒng)在設(shè)備管理、醫(yī)療診斷、經(jīng)營支持、安全評價等方面普及隨機應(yīng)變的詢問和解答能力、推理、判斷能力，難度大，可以從某一方面著手，如針對某一問題的對話決策型系統(tǒng)人——創(chuàng)造性思維人工智能——邏輯處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——學習功能綜合信息處理外語翻譯論文摘錄輔助設(shè)計經(jīng)營支持等結(jié)合當前第55頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)起源：生物神經(jīng)元Fig.1-7生物神經(jīng)元示意圖突觸：一個神經(jīng)元末梢與另一神經(jīng)元樹突或細胞體的接觸處稱為突觸。它是神經(jīng)元之間傳遞信息的輸入輸出接口。當前第56頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)信息處理與傳遞：Fig.1-8突觸結(jié)構(gòu)示意圖傳遞信息過程：Fig.1-9傳遞信息過程當前第57頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)一個神經(jīng)元一串脈沖多個神經(jīng)元多個脈沖特點：人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理的特點：分布存儲與冗余性并行處理

信息處理與存儲合一

可塑性與自組織性

魯棒性Robust

分散到多個神經(jīng)元記憶容錯性。一旦一些被破壞，不至于丟失記憶成億個神經(jīng)元協(xié)同工作，與目前的“并行處理機”的機理不同大腦皮層的大部分突觸連接時后天由環(huán)境的激勵逐步形成的，隨環(huán)境刺激性質(zhì)不同而不同。自組織性構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可塑性形成和改變神經(jīng)元之間突觸連接的現(xiàn)象長期短期一定的誤差和噪聲不會使網(wǎng)絡(luò)的性能惡化目前計算機存儲和處理分別屬于兩個獨立的部件，速度會受影響。當前第58頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)人工神經(jīng)元（抽象模擬人腦神經(jīng)元）1993年由MoCulloch和Pitts定義Fig.1-9人工神經(jīng)元模型加于輸入端上的輸入信號突觸連接權(quán)的系數(shù)，模擬突觸傳遞強度空間累加閾值神經(jīng)元相應(yīng)函數(shù)當前第59頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)當前第60頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（構(gòu)成）1.前向網(wǎng)絡(luò)（前饋網(wǎng)絡(luò)）FeedforwordNetwork每個神經(jīng)元只與前一層的神經(jīng)元相連接感知機

2.從輸出到輸入有反饋的前向網(wǎng)絡(luò)Fukushima網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)本身是前向型的，但輸出到輸入之間有反饋回路3.層內(nèi)互連前向網(wǎng)絡(luò)（混合型網(wǎng)絡(luò)）層狀和網(wǎng)狀相結(jié)合同一層神經(jīng)元之間有連接如自組織競爭型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)當前第61頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)4.互連網(wǎng)絡(luò)（相互結(jié)合型網(wǎng)絡(luò)）局部互連全互連全互連是每個神經(jīng)元都與其它神經(jīng)元互連局部互連指互連只是局部的兩種

全互連局部互連Hopfield網(wǎng)絡(luò)Boltzmann機分類方法有多種：如可以分類為有教師學習無教師學習當前第62頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)輸出輸入Fig.1-10Hebb學習規(guī)則圖示當前第63頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)例：當前第64頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)思考當前第65頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)Fig.1-11當前第66頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀50年代末F.Rosenblatt—感知機（Perceptron）第一個完整的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

Hebb學習規(guī)則并行處理、分布存儲和學習1969年美MTT的M.Minsky和S.Papert編寫《Perceptron》一書單層感知機線性問題求解多層（隱含層）的非線性問題（悲觀理論？）70年代芬蘭T.Kohonen自組織映射理論美國S.A.Grossberg自適應(yīng)共振理論日本福島邦彥（K.Fukushima）認知機（Neocognitron）模型日本甘利俊（ShunIchiAmari）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學理論低谷1943年心理學家和數(shù)學家W.Pitts提出M-P模型1949年心理學家提出連接權(quán)的調(diào)整正比于兩相連神經(jīng)元之間激活值的乘積當前第67頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)1982年~1984年J.J.HopfieldHopfield網(wǎng)絡(luò)模型引入能量函數(shù)給出穩(wěn)定性判據(jù)1984年Hinton引入模擬退火B(yǎng)oltzmann機

BW網(wǎng)絡(luò)模型1986年D.E.Rumelhart和兩本專著——EBP算法（誤差反向傳播）1987年美R.Hecht-Nielsen——對向傳播（CounterPropagation）1988年美L.O.Chua——CNN細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型1987年國際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學會1988年《NeuralNetwork》創(chuàng)刊1990年《IEEETransactiononNeuralNetwork》

同年北京召開神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學術(shù)大會人工智能理論和Von.Neumann計算機在視、聽、等智能信息處理上受挫腦神經(jīng)科學的研究成果VLSI技術(shù)和光電技術(shù)的發(fā)展80年代高潮人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀當前第68頁\共有72頁\編于星期四\20點1.2智能控制的基本設(shè)計方法

1.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Neuralnetworkcontrol)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于控制優(yōu)點：缺陷:

它能以任意精度逼近任意連續(xù)非線性函數(shù)對復雜不確定問題有自適應(yīng)和自學習能力信息處理的并行機制——解決大規(guī)模實時計算問題信息綜合能力——適用于多信息融合和多媒體技術(shù)神經(jīng)計算——解決優(yōu)化計算和矩陣代數(shù)計算便于用VLSI或光學集成系統(tǒng)實現(xiàn)或用計算機技術(shù)實現(xiàn)冗余性——容錯能力

高度非線性穩(wěn)定性、收斂性證明困難（加強）學習速度一般比較慢（研究快速學習算法）缺乏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計