智能控制理论与汽车控制课件.pptx

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1、第八章智能控制理论与汽车控制智能控制的意义1智能控制的产生和发展2智能控制的定义和特点3智能控制的主要形式4模糊控制5智能控制和汽车控制6《智能控制》在自动化课程体系中的位置《智能控制》是一门控制理论课程，研究如何运用人工智能的方法来构造控制系统和设计控制器。与《自动控制原理》和《现代控制原理》一起构成了自动控制课程体系的理论基础。《智能控制》在控制理论中的位置《智能控制》是目前控制理论的最高级形式，代表了控制理论的发展趋势，能有效地处理复杂的控制问题。其相关技术可以推广应用于控制之外的领域：金融、管理、土木、设计等等。8.1智能控制的意

2、义智能控制是人工智能、控制论、系统论和信息论等多种学科的综合与集成，是当前的一个研究热点。智能控制的基本概念什么是“智能”，什么是“智能控制”?传统控制理论难以解决的复杂系统的控制问题：不确定性的模型；高度非线性；复杂的任务要求。但一些复杂的生产过程难以实现的目标控制，可以通过熟练的操作获得满意的控制效果。智能控制原理的目标：如何有效地将熟练的操作工、技术人员、专家的经验知识和控制理论结合起来去解决系统的控制问题。（采用人的智能）人工智能（ArtificialIntelligence）：研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基

3、本理论、方法和技术产生的背景经典控制理论现代控制理论智能控制理论对由微分方程和差分方程描述的动力学系统进行控制研究的是单变量常系数线性系统只适用于单输入单输出控制系统(SISO)控制对象由单输入单输出系统转变为多输人多输出系统；系统信息的获得由借助传感器转变为借助状态模型；研究方法由积分变换转向矩阵理论、几何方法，由频率方法转向状态空间的研究；由机理建模向统计建模转变，开始采用参数估计和系统辨识理论适用大型、复杂、高维、非线性和不确定性严重的对象不依赖对象模型，适用于未知或不确定性严重的对象具有人类智能的特征能够表达定性的知识或具有自学习

4、能力8.2智能控制的产生和发展智能控制的两个发展方向模拟人类的专家控制经验来进行控制智能控制模拟人类的学习能力来进行控制8.2智能控制的产生和发展智能控制的三个发展阶段现在发展期形成期萌芽期1960197019808.2智能控制的产生和发展1）萌芽期（1960－1970）1960年代初，F.W.Smiths首先采用性能模式识别器来学习最优控制方法试图用模式识别技术来解决复杂系统的控制问题1965年，加利福尼亚大学的扎德(L.A.Zadeh)教授提出了模糊集合理论1965年，美国的Feigenbaum着手研制世界上第一个专家系统1965年，

5、普渡大学傅京孙教授将人工智能中的直觉推理方法用于学习控制系统。1967年，Leondes等人首先正式使用“智能控制”一词，并把记忆、目标分解等一些简单的人工智能技术用于学习控制系统，提高了系统处理不确定性问题的能力。这标志着智能控制的思想已经萌芽。8.2智能控制的产生和发展模式识别（PatternRecognition）：通过计算机用数学技术方法来研究模式(环境与客体)的自动处理和判读,如视听觉信息2）形成期（1970－1980）1970年代初，傅京孙等人从控制论的角度进一步总结了人工智能技术与自适应、自组织、自学习控制的关系，正式提出智

6、能控制是人工智能技术与控制理论的交叉（二元结构），并在核反应堆、城市交通的控制中成功地应用了智能控制系统。1970年代中期，智能控制在模糊控制的应用上取得了重要的进展。1974年英国伦敦大学玛丽皇后分校的E.H.Mamdani教授把模糊理论用于控制领域，把扎德教授提出的IF～THEN～型模糊规则用于模糊推理，再把这种推理用于蒸汽机的自动运转中．通过实验取得良好的结果。1977年，萨里迪斯(Saridis)提出了智能控制的三元结构定义，即把智能控制看作为人工智能、自动控制和运筹学的交叉。1970年代后期起，把规则型模糊推理用于控制领域的研究

7、颇为盛行。1979年，Mandani又成功研制出自组织模糊控制器，使得模糊控制器具有了较高的智能。3）发展期（1980－）1982年，Fox等人完成了一个称为ISIS的加工车间调度的专家系统1982年，Hopfield引用能量函数的概念，使神经网络的平衡稳定状态有了明确的判据方法，并利用模拟电路的基本元件构作了人工神经网络的硬件模型，为实现硬件奠定了基础，使神经网络的研究取得突破性进展1985年，IEEE在纽约召开了第一届全球智能控制学术讨论会，标志着智能控制作为一个学科分支正式被学术界接受。1986年，Rumelhart提出多层网络的“

8、递推”(或称“反传”)学习算法，简称BP算法，从实践上证实了人工神经网络具有很强的运算能力，BP算法是最为引人注目，应用最广的神经网络算法之一1987年在费城举行的国际智能控制会议上，提出了智