PDF《智能控制技术及应用》

17 自动控制的机遇与挑战 ? 对象的复杂性 ? 高维 ? 时变 ? 随机 ? 非线性 ? 分布 ? 大规模 ? 在上述情况下,基于经典数学模型的常规控制理论 无法实现有效的控制. ? 智能控制是自动控制理论与技术发展的必然趋势 ? 对象和环境的不确定性 ? 机理未掌握(未建模动态) ? 信息不完全(难检测参数) ? 高目标要求 ? 适应性 ? 鲁棒性 ? 容错性 ? 多目标最优

18 智能认知的不确定性

19 智能认知的错误

20 从常规控制到智能控制 ? 常规控制:基于数学物理方法的自动控制 ? 精确的、严密的 ? 机械的、脆弱的 ? 智能控制:基于人工智能方法的自动控制 ? 模糊的、松散的 ? 柔性的、鲁棒的

21 自动控制的发展过程 第一阶段 第二阶段 第三阶段 形成时间 40-50年代 60-70年代 80年代以来 理论基础 经典控制理论 现代控制理论 智能控制理论 研究对象 单入单出系统 多入多出系统 多级多变量系统 分析方法 传递函数频域 法 状态方程时域法 多学科交叉 研究重点 反馈控制 最优、随机、自适应 控制 不确定、大系统智能 控制 控制装置 自动调节器 数字计算机 智能机器 应用 单机自动化 机组自动化 综合自动化

22 开环控制 确定性反馈控制 最优控制 随机控制/预测控制 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 控制技术的发展过程

23 智能控制的发展概况

25 主要人物与事件

(一) ?

1966 年J.M. Mendel ? 在Self-organizing control systems上发表论文: Application of artificial intelligence techniques to a spacecraft control problem , ? 首次提出智能控制的术语,将机器学习应用到控制领域,采用自 学习和自适应方法解决控制系统的随机特性问题. ? 1965年L.A. Zadeh ? 发表了著名论文 fuzzy sets (模糊集合). ? 1974年E.H. Mamdani ? 将模糊推理应用于控制系统,开辟了模糊控制的新领域. ? 此后,在模糊控制的理论探索和实际应用两个方面,都取得大量 的成果. ? 模糊控制是智能控制最活跃的研究领域.

26 主要人物与事件

(二) ? 1971年傅京孙(K.S. Fu) ? 在IEEE Trans. AC上发表论文: Learning control systems and intelligent control systems: an intersection of artificial intelligence and automatic control , ? 提出智能控制理论的框架(三类智能控制系统:人作为控制器、 人机协同、无人智能系统),首先把人工智能的启发式推理规则 用于学习控制系统. ? 1977年G.N. Saridis ? 在Proceddings of IEEE上发表综述: Towards the realization of intelligent controls , ? 提出分层递阶智能控制结构(三级智能控制系统). ? 1986年K.J. Astr? m ? 在Automatica 上发表论文: Expert control , ? 提出实用的智能控制器方案.

27 主要人物与事件

(三) 时间 人物或地点 事件1985.8 美国纽约 IEEE 第一届智能控制学术讨论会,60 名代表,来自 美国各地 1987.1 美国费城 第一届智能控制国际讨论会,150 名代表,来自美国、 欧洲、日本、中国及其它国家 1992.6 中国北京 中国全国智能控制专家讨论会 1993.8 中国北京 第一届全球华人智能控制与智能自动化大会,第三届 以后改为 全球智能控制与自动化大会 (WCICA)

1992 国际智能自动化联合会(IFIA)成立

1993 国际学术刊物《Intelligent Automation》创刊

1993 中国自动化学会智能自动化专业委员会成立 本课程内容 ? 一 智能控制概论 ? 1.1 智能控制的发展概况 ? 1.2 智能控制的定义、特点、结构与分类 ? 二 递阶控制 ? 2.1 递阶智能控制的原理与结构 ? 2.2 集散递阶智能控制