智能控制技术(第2章-专家系统及专家控制系统).pptVIP

三、专家控制的关键技术及特点 1．专家控制的关键技术 (1) 知识的表达方法； (2)从传感器中识别和获取定量的控制信号； (3)将定性知识转化为定量的控制信号； (4)控制知识和控制规则的获取。 2．专家控制的特点 （1）灵活性：根据系统的工作状态及误差情况，可灵活地选取相应的控制律； （2）适应性：能根据专家知识和经验，调整控制器的参数，适应对象特性及环境的变化； （3）鲁棒性：通过利用专家规则，系统可以在非线性、大偏差下可靠地工作。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 以上两例说明单计算节点感知器具有逻辑“与”和逻辑“或”的功能。那么它是否也具有“异或”功能呢？请看下一个例子。 * * * * * * * (1) 直接型专家控制器 直接专家控制器用于取代常规控制器，直接控制生产过程或被控对象。具有模拟（或延伸，扩展）操作工人智能的功能。该控制器的任务和功能相对比较简单，但是需要在线、实时控制。因此，其知识表达和知识库也较简单，通常由几十条产生式规则构成，以便于增删和修改。 直接型专家控制器的示意图见图中的虚线所示。 知识库 信息获 取与处理 推理机 构 被控对 象 传感器 控制 规则库 直接型 专家控制器 直接型专家控制器 (2)间接型专家控制器 间接型专家控制器用于和常规控制器相结合，组成对生产过程或被控对象进行间接控制的智能控制系统。具有模拟（或延伸，扩展）控制工程师智能的功能。该控制器能够实现优化适应、协调、组织等高层决策的智能控制。按照高层决策功能的性质，间接型专家控制器可分为以下几种类型： ① 优化型专家控制器：是基于最优控制专家的知识和经验的总结和运用。通过设置整定值、优化控制参数或控制器，实现控制器的静态或动态优化。 ② 适应型专家控制器：是基于自适应控制专家的知识和经验的总结和运用。根据现场运行状态和测试数据，相应地调整控制规律，校正控制参数，修改整定值或控制器，适应生产过程、对象特性或环境条件的漂移和变化。 ③ 协调型专家控制器：是基于协调控制专家和调度工程师的知识和经验的总结和运用。用以协调局部控制器或各子控制系统的运行，实现大系统的全局稳定和优化。 ④ 组织型专家控制器：是基于控制工程的组织管理专家或总设计师的知识和经验的总结和运用。用以组织各种常规控制器，根据控制任务的目标和要求，构成所需要的控制系统。 间接型专家控制器可以在线或离线运行。通常，优化型、适应型需要在线、实时、联机运行。协调型、组织型可以离线、非实时运行，作为相应的计算机辅助系统。 间接型专家控制器的示意图如图所示。 专家控制器 被控对 象 传感器 控制算法 特征提取 间接型专家控制器 2.3.4知识的获取与表示 知识表示就是知识的形式化，就是研究用机器表示知识的可行的、有效的、通用的原则和方法。 目前常用的知识表示方法有：逻辑表示法、语义网络法、产生式规则、特性表示法、框架表示法、与或图法、过程表示法、黑板结构、Petri网络法、神经网络等。 2.3.4知识的获取与表示 1、产生式规则表示法 1、产生式规则表示法 规则库：存放了若干规则，每条产生式规则是一个以“如果满足这个条件，就应当采取这个操作”形式表示的语句。 数据库：是产生式规则注意的中心，每个产生式规则的左半部分表示在启用这一规则之前数据库内必须准备好的条件。 控制器 ：是说明下一步应该选用什么规则，也就是如何运用规则。通常从选择规则到执行规则分成三步：匹配、冲突解决和操作。 2.3.4知识的获取与表示 2、状态空间表示法 状态空间表示法是知识表达的基本方法。 状态空间是利用状态变量和操作符号，表示系统或问题的有关知识的符号体系，通常可以用三元组来表示： ｛Qs｝，F，｛Qg｝ 其中Qs表示初始状态，Qg表示目标状态，F表示操作。 2.3.4知识的获取与表示 3、框架表示法 框架是一个嵌套的连接表，用于表达问题的状态和操作过程及其相互联系。 框架系统的嵌套式结构便于表达不同层次的知识。通过扩充子框架，可以进一步描述问题的细节。 3、框架表示法 框架的结构 （框架名）（槽1（侧面l（值1）