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文檔簡介

1、13. 智能控制系統的類型 隨科學技術的發展,智能控制系統的類型層出不窮,常見類型有如下幾種: 基于模糊邏輯的智能控制系統; 基于神經網絡的智能控制系統; 基于模式識別的智能控制系統; 基于多模變結構的智能控制系統; 學習控制與自學習控制的智能控制系統; 基于混沌理論的智能控制系統。23. 智能控制系統的類型 混沌理論是20世紀70年代科學上的重大發現,混沌理論是研究混亂、無秩序等混沌現象發展變化規律的科學;混沌現象的兩個基本特點是:不可預言性和對于初始值的極端敏感依賴性。33. 智能控制系統的類型 混沌理論是上世紀70年代科學上的重大發現,混沌理論是研究混亂、無秩序等混沌現象發展變化規律的科

2、學;混沌現象的兩個基本特點是:不可預言性和對于初始值的極端敏感依賴性。43. 智能控制系統的類型 混沌理論是上世紀70年代科學上的重大發現,混沌理論是研究混亂、無秩序等混沌現象發展變化規律的科學;混沌現象的兩個基本特點是:不可預言性和對于初始值的極端敏感依賴性。5第三節 智能控制系統設計簡介二、模糊控制系統的基本原理 模糊數學是試圖用定量的、精確的方法來研究和處理模糊性事物的一門學科。 模糊集合是模糊數學中最基本的概念。與普通集合不同的是:對模糊集合來說,元素只是以某種程度從屬于模糊集合。在模糊集合的基礎上,有模糊關系、模糊矩陣和模糊數。 模糊數學提出了一整套定量地描述自然語言的方法,使自然語

3、言轉化為微機可以理解和加工的機器語言,以提高控制系統的智能性和靈活性。6第三節 智能控制系統設計簡介二、模糊控制系統的基本原理 模糊控制系統是以模糊數學、模糊語言形式的知識表示和模糊邏輯的規則推理為理論基礎;采用計算機控制技術構成的一種具有非線性數字控制的系統。它的組成核心是具有智能性的模糊控制器,因此,模糊控制屬于智能控制的范疇。 模糊控制系統是實現智能控制的一種重要而又有效的形式,在各行各業得到了廣泛的應用,是目前應用比較成熟的一種智能控制系統。尤其是模糊控制和神經網絡;遺傳算法及混沌理論等新學科的相融合,是科研機構、大專院校研究的熱點之一。模糊控制與其它智能控制技術和方法的結合應用,受到

4、了各大自動化工程公司的青睞。7第三節 智能控制系統設計簡介二、模糊控制系統的基本原理 1.模糊控制系統的組成 因為模糊控制系統屬于計算機數字控制的一種形式,所以模糊控制系統的組成也應具有常規計算機控制系統的結構形式,如下圖所示。8二、模糊控制系統的基本原理 1.模糊控制系統的組成 模糊控制器:它是由計算機實現的模糊知識表示和規則推理的語言型模糊控制器;是模糊控制系統區別于其他自動控制系統的主要特征。它在實際中往往是一臺微型計算機,根據控制系統的需要,既可選用單片機或專用硬件設備,又可選用PLC或工控機。9二、模糊控制系統的基本原理 2.模糊控制器的結構設計 所謂模糊控制器的結構設計就是確定模糊

5、控制器的輸入變量和輸出變量。模糊控制器的結構對整個系統的性能有較大的影響,必須根據被控對象的具體情況,合理選擇。 10二、模糊控制系統的基本原理 2.模糊控制器的結構設計 在自動控制系統中最為簡單也是最為典型的系統,稱之為單輸入單輸出(SISO)系統,在實際工程中大量的多輸入多輸出(MIMO)系統,經過解耦變換后可以變成多個SISO系統。因此,對單輸入單輸出(SISO)系統模糊控制器的結構選擇有如下圖所示幾種常見結構。eu11三、神經網絡控制的基本原理 神經網絡具有并行處理機制、模式識別、記憶和自學習能力。它能很好地適應環境,自動學習修改過程參數,具有更高的智能。這是自動控制系統使用神經網絡控

6、制解決復雜生產過程的主要原因。12三、神經網絡控制的基本原理1.神經網絡控制系統結構圖 神經網絡與傳統的模型控制和模糊控制在表達知識方面有顯著的不同,傳統的模型控制和模糊控制都具有顯式表達知識的特點,而神經網絡不善于顯式表達知識,但是它具有很強的逼近非線性函數的能力,即非線性映射能力。把神經網絡用于自動控制正是利用它的這個獨特優點。13三、神經網絡控制的基本原理2.神經網絡在控制中的主要作用 所謂神經網絡控制,即基于神經網絡的控制或簡稱神經控制,是指在控制系統中采用神經網絡這一工具對難以精確描述的復雜的非線性對象進行建模,或充當控制器,或優化計算,或進行推理,或故障診斷等,以及同時兼有上述某些

7、功能的適當組合,將這樣的系統統稱為基于神經網絡的控制系統,稱這種控制方式為神經網絡控制。 14三、神經網絡控制的基本原理2.神經網絡在控制中的主要作用 根據神經網絡在控制中的作用可分為以下幾種: 在基于精確模型的各種控制結構中充當對象的模型; 在反饋控制系統中直接充當控制器的作用; 在傳統控制系統中起優化計算作用; 在與其它智能控制方法和優化算法,如模糊控制、專家控制及遺傳算法等相融合中,為其提供非參數化對象模型、優化參數、推理模型及故障診斷等。15第一章小結 功能添加法 為了控制物體運動使用的設計方法是 步進邏輯公式法 最少程序步判別定理 抑制定理 為了保持物體運動姿態的準確、平穩使用設計方法 反饋定理

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