人工智能蔡自兴第十二章智能控制幻灯片.pptVIP

* 预测控制算法的本质是预测模型、滚动优化和反馈校正。预测模型用于描述控制对象的动态行为，根据系统当前输入和输出信息以及未来输出信息，预测未来的输出值。 12.4 智能控制系统 * 4. 神经网络自适应控制 模型参考自适应控制(MRAC) 多采用间接控制方式。训练时，随意产生控制器输出传送至对象，由该输出信号和对象的实际输出来训练控制器，使控制器最终能够产生正确的控制信号，以求对象输出尽可能地接近期望轨迹。 5. 其它神经网络控制 神经网络鲁棒自适应控制、模糊神经网络控制、神经网络变结构控制、神经网络自寻优控制、神经网络自校正控制, …… 12.4 智能控制系统 * 12.5 智能控制应用示例 (Intelligent Control Application) 1. 智能机器人规划与控制 感知状况 环境 传感器信息处理 传感器 数值 目标选择 任务分解 驱动器 世界模型 数据库 事件 作用 评价 预测状况 规划 内部 外部 图12-13 MAUV的智能控制原理结构图 * 2. 智能机器人规划与控制 3. 自动加工系统的智能控制 4. 智能故障检测与诊断 5. 飞行器的智能控制 6. 医用智能控制 7. 智能仪器 * 12.6 小结 (Summary) 本章着重讨论了智能控制的结构理论和特点，现存的智能控制结构理论有二元、三元和四元交集等理论。 本章另一重点是各种智能控制系统的原理与构成，分别介绍了分级递阶智能控制、专家控制、模糊控制、学习控制和神经控制等系统。 本章还阐述了智能控制的研究领域及应用实例。 智能控制的研究领域是十分广泛和高度交叉的，它的应用也日益广泛。 第十二章 智能控制 智能控制的发展与定义 智能控制的结构理论与特点 智能控制的研究领域 智能控制系统 智能控制应用示例 小结 * 12.1 智能控制的发展与定义 (Development and Definition of Intelligent Control) 12.1.1 智能控制的产生和发展 智能控制的发展 自动控制的发展过程 智能控制思潮出现于60年代； 60年代中期，自动控制与人工智能开始交接； 近十年来，智能控制的研究出现一股新的热潮。 * 12.1 智能控制的发展与定义 图12-1 自动控制的发展过程 开环控制 确定性反馈控制 最优控制 随机控制 自适应/鲁棒控制 自学习控制 智能控制 进展方向 控制复杂性 * 12.1.2 智能控制的定义 12.1 智能控制的发展与定义 智能控制系统 能够在定形或不定形、熟悉或不熟悉的环境中自主地或与操作人员交互作用以执行各种拟人任务的机器。 能按规定程序对机器或装置进行自动操作或控制的过程。 驱动智能机器自主实现其目标的过程。 用于驱动自主智能机器以实现其目标而无需人员干预的系统叫智能控制系统。 智能机器 自动控制 智能控制 * 12.2 智能控制的结构理论与特点(Structural Theories and Feature of Intelligent Control)12.2.1 智能控制的结构理论 二元结构 傅京孙(K.S.Fu) 首先论述了人工智能与自动控制的交接关系 ，指出“智能控制系统描述自动控制系统与人工智能的交接作用”。 AI AC IC 图12-2 智能控制的二元结构 * 2. 三元结构 萨里迪斯(Saridis)认为，二元交集的两元互相支配无助于智能控制的有效和成功应用，必须把远筹学的概念引入智能控制，使它成为三元交集中的一个子集。 萨里迪斯提出分级智能控制系统，由3个智能(感知)级组成：组织级、协调级、执行级。 12.2 智能控制的结构理论与特点 图12-3 智能控制的三元结构 AI OR IC CT * 组织器 分配器 协调器n 协调器1 硬件控制器1 硬件控制器n 过程1 过程n 图12-4 分级智能控制系统 组织级 协调级 执行级 12.2 智能控制的结构理论与特点 * 3. 四元结构 蔡自兴提出四元智能控制结构，把智能控制看做自动控制、人工智能、信息论和运筹学四个学科的交集。 AC IC AI OR IN 图12-5 智能控制的四元结构 12.2 智能控制的结构理论与特点 * 信息论作为智能控制结构一个子集的理由： 信息论是解释知识和智能的一种手段； 控制论、系统论和信息论是紧密相互作用的； 信息论已成为控制智能机器的工具； 信息熵成为智能控制的测度； 信息论参与智能控制的全过程，并对执行级起到核心作用。 * 12.2.2 智能控制器的一般结构 不完全任务描述 任务