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复杂系统控制及其控制的困难 系统结构的复杂性 系统任务的复杂性 系统环境的复杂性 系统结构的复杂性 （1）系统模型的不确定性 （2）强烈的非线性 （3）变量太多、维数太大 系统任务的复杂性 不仅要求系统达到稳定性、平稳性、快速性、精确性等控制指标，还有高产量、低消耗等指标，还要求系统能有监控、预警等功能，完成协调、调度等任务。 控制系统是开放的，总要受到环境的制约 例如自动车的自动驾驶系统要时时关注复杂的道路，各种各样的的障碍物以及其他行驶中的车辆，做出正确的决策和控制。 先进控制技术 目的：为了减少环境变化对控制系统的影响 1.自适应控制： 自校正控制系统 模型参考控制系统 2.鲁棒控制 3.容错控制 给定信号 + 控制器 被控对象 u(t) 品质评价或参数估计 控制器参数计算 外环 内环 r(t) 被控量y(t) 自校正控制系统 给定信号r(t) 控制器 u(t) 被控对象 内环 - 参数调整 参考模型 外环 + ym((t) 被控量y(t) - + 模型参考自适应控制系统 鲁棒控制 鲁棒控制是针对被控对象不确定性的一种控制方法。与自适应性控制去修正控制器的参数不一样，鲁棒控制是研究如何设计一个固定的控制器，使得相应的闭环系统在强度确定的不确定性扰动作用下仍能保持预期的性能，形成了以不确定性描述、鲁棒稳定性及鲁棒镇定、鲁棒控制器设计为基础的鲁棒控制理论和技术。 容错控制 定义：当系统出现故障时，实施必要的决策和控制，使系统保持稳定运行，并具有可以接受的性能指标。 方法： 1.硬件冗余 （对重要部件或易发生故障的部件采用双重或多重备份） 2.软件冗余 （通过控制器的设计提高整个控制系统的冗余度） 模糊控制 模糊控制模仿人的操作经验，根据对象表现出来的现象巧妙地对复杂对象进行有效的控制，它无需知道被控对象的数学模型，并具有构造容易、鲁棒性强等特点，在工业生产、家用电器等领域得到广泛运用。 专家控制 定义：是将专家系统与控制理论方法相结合，应用专家的智能指导工程控制的控制技术，是智能控制的重要分支。 领域专家 知识获取 规则库 数据库 知识库 系统用户 推理咨询 解释机构 调度机构 推理机 大系统控制 大系统包括：生态系统、人体系统、人口系统、行政系统、计算机系统、大型企业生产自动化系统…… 特点：规模大、结构复杂，给控制带来了困难。 解决思路：化大为小，化整为零。 集成自动化系统 把负责生产过程自动化的各个自动控制系统与负责管理自动化的管理信息化系统有机地集成为一体，意味着实现管理和控制的一体化。 生物控制论 人和动物是天生的智能体，其体内充满着控制作用 2.控制工程中的许多控制思想来源于对生物控制的认识和理解。 人体炎热环境下的体温调节 炎热环境 皮肤中温觉感受器 传入神经 下丘脑 传出神经 皮肤血管舒张 ，汗腺分泌增加 603宿舍成员：马雨程（学号16），冷俊杰（13），李涵（14），吕振辉（15） PPT制作：马雨程 PPT讲解：马雨程 搜集资料：马雨程，冷俊杰，李涵，吕振辉