智能控制作业

智能控制题目及解答第一章绪论作业作业内容1．什么是智能、智能系统、智能控制？2．智能控制系统有哪几种类型，各自的特点是什么?3．比较智能控制与传统控制的特点.4．把智能控制看作是AI(人工智能)、OR(运筹学）、AC(自动控制)和IT(信息论)的交集,其根据和内涵是什么？5．智能控制有哪些应用领域?试举出一个应用实例，并说明其工作原理和控制性能.1 答：智能：能够自主的或者交互的执行通常与人类智能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习等一系列活动的能力，即像人类那样工作和思维。

智能系统：是指具有一定智能行为的系统，对于一定的输入,它能产生合适的问题求解相应。

智能控制：智能控制是控制理论、计算机科学、心理学、生物学和运筹学等多方面综合而成的交叉学科，它具有模仿人进行诸如规划、学习、逻辑推理和自适应的能力。

是将传统的控制理论与神经网络、模糊逻辑、人工智能和遗传算法等实现手段融合而成的一种新的控制方法。

2 答：（1）人作为控制器的控制系统：人作为控制器的控制系统具有自学习、自适应和自组织的功能。

（2）人—机结合作为作为控制器的控制系统：机器完成需要连续进行的并需快速计算的常规控制任务，人则完成任务分配、决策、监控等任务。

（3）无人参与的自组控制系统:为多层的智能控制系统，需要完成问题求解和规划、环境建模、传感器信息分析和低层的反馈控制任务.3 答：在应用领域方面，传统控制着重解决不太复杂的过程控制和大系统的控制问题;而智能控制主要解决高度非线性、不确定性和复杂系统控制问题。

在理论方法上，传统控制理论通常采用定量方法进行处理，而智能控制系统大多采用符号加工的方法；传统控制通常捕获精确知识来满足控制指标,而智能控制通常是学习积累非精确知识;传统控制通常是用数学模型来描述系统，而智能控制系统则是通过经验、规则用符号来描述系统。

在性能指标方面，传统控制有着严格的性能指标要求，智能控制没有统一的性能指标，而主要关注其目的和行为是否达到。

智能控制作业学生姓名: 学号: 专业班级:（一）7-2 采用BP网路、RBF网路、DRNN网路逼近线性对象, 分别进行matlab 仿真。

（二）采用BP网络仿真网络结构为2-6-1。

采样时间1ms, 输入信号, 权值的初值随机取值, 。

仿真m文件程序为:%BP simulationclear all;clear all;xite=0.5;alfa=0.5;w1=rands(2,6); % value of w1,initially by randomw1_1=w1;w1_2=w1;w2=rands(6,1); % value of w2,initially by randomw2_1=w2;w2_2=w2_1;dw1=0*w1;x=[0,0]';u_1=0;y_1=0;I=[0,0,0,0,0,0]'; % input of yinhanceng cellIout=[0,0,0,0,0,0]'; % output of yinhanceng cellFI=[0,0,0,0,0,0]';ts=0.001;for k=1:1:1000time(k)=k*ts;u(k)=0.5*sin(3*2*pi*k*ts);y(k)=(u_1-0.9*y_1)/(1+y_1^2);for j=1:1:6I(j)=x'*w1(:,j);Iout(j)=1/(1+exp(-I(j)));endyn(k)=w2'*Iout; %output of networke(k)=y(k)-yn(k); % error calculationw2=w2_1+(xite*e(k))*Iout+alfa*(w2_1-w2_2); % rectify of w2for j=1:1:6FI(j)=exp(-I(j))/(1+exp(-I(j))^2);endfor i=1:1:2for j=1:1:6dw1(i,j)=e(k)*xite*FI(j)*w2(j)*x(i); % dw1 calculation endendw1=w1_1+dw1+alfa*(w1_1-w1_2); % rectify of w1% jacobian informationyu=0;for j=1:1:6yu=yu+w2(j)*w1(1,j)*FI(j);enddyu(k)=yu;x(1)=u(k);x(2)=y(k);w1_2=w1_1;w1_1=w1;w2_2=w2_1;w2_1=w2;u_1=u(k);y_1=y(k);endfigure(1);plot(time,y,'r',time,yn,'b');xlabel('times');ylabel('y and yn');figure(2);plot(time,y-yn,'r');xlabel('times');ylabel('error');figure(3);plot(time,dyu);xlabel('times');ylabel('dyu');运行结果为:（三）采用RBF网络仿真网路结构为2-4-1, 采样时间1ms, 输入信号, 权值的初值随机取值, , 高斯基函数初值, 。

智能控制11.已知系统的传递函数为：G(s)=^^e g。

假设系统给定为阶跃值r=30，10S+1系统的初始值r(0)=0。

试分别设计常规的PID控制器;常规的模糊控制器;比较两种控制器的控制效果。

解：(1).利用Ziegler-Nichols 整定公式整定PID调节器的初始参数表1.调节器Ziegler-Nichols 整定公式KP TI TDPT /(K T)PI0.9T/(K T) 3.3 TPID1.2T/(K T)2.2 T0.5 T由公式可得\ /常规PID控制器的设计:P=18Ti=1.65Td=O SIMULINK仿真图^Bl*ck FardBCtcrsL Step]—S-tn 口tiJM：F:n且！valae.|35Saocrle tiae:pP iRt^Tpret vect{}r pEiTKHteri AB 1-D1*7 二「二匕二匸匚rzzrinb c -二："〔二r.QBl*ck rarutt«rs： Tr^nsstrl Dclarp Tf Dfrlaj丄口sir <PE匚LT；td do：口T tp the qrpvt ;iEnJl- n；匚ur*cr i;au订：<hiTi tm delay i i lariE^r t郎an tJifr iinlat^on it»口i；£«上冒itlA* Ln^tLBl iTlDUt'I偌斗设定仿真时间为10s仿真结果CdX1C«l M*lp ApplyU2SJ 厂Direct r*fr；throi；ch at input liiXiiu liJieaxisttian.Pndfl prdflh tfo-T ；incari；ftt iQTL；:A也Q何丹ASS S昌嘩ffl 也| ** C? ® e附币■(2).模糊控制器的设计:1.在matlab命令窗口输入“ fuzzy ”确定模糊控制器结构：即根据具体的系统确定输入、输出量。

智能控制题目及解答 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT智能控制题目及解答第一章绪论作业作业内容1．什么是智能、智能系统、智能控制2．智能控制系统有哪几种类型，各自的特点是什么3．比较智能控制与传统控制的特点。

4．把智能控制看作是AI(人工智能)、OR(运筹学)、AC(自动控制)和IT(信息论)的交集，其根据和内涵是什么5．智能控制有哪些应用领域试举出一个应用实例，并说明其工作原理和控制性能。

1 答：智能：能够自主的或者交互的执行通常与人类智能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习等一系列活动的能力，即像人类那样工作和思维。

智能系统：是指具有一定智能行为的系统，对于一定的输入，它能产生合适的问题求解相应。

智能控制：智能控制是控制理论、计算机科学、心理学、生物学和运筹学等多方面综合而成的交叉学科，它具有模仿人进行诸如规划、学习、逻辑推理和自适应的能力。

是将传统的控制理论与神经网络、模糊逻辑、人工智能和遗传算法等实现手段融合而成的一种新的控制方法。

2 答：（1）人作为控制器的控制系统：人作为控制器的控制系统具有自学习、自适应和自组织的功能。

（2）人-机结合作为作为控制器的控制系统：机器完成需要连续进行的并需快速计算的常规控制任务，人则完成任务分配、决策、监控等任务。

（3）无人参与的自组控制系统：为多层的智能控制系统，需要完成问题求解和规划、环境建模、传感器信息分析和低层的反馈控制任务。

3 答：在应用领域方面，传统控制着重解决不太复杂的过程控制和大系统的控制问题；而智能控制主要解决高度非线性、不确定性和复杂系统控制问题。

在理论方法上，传统控制理论通常采用定量方法进行处理，而智能控制系统大多采用符号加工的方法；传统控制通常捕获精确知识来满足控制指标，而智能控制通常是学习积累非精确知识；传统控制通常是用数学模型来描述系统，而智能控制系统则是通过经验、规则用符号来描述系统。

基于单片机的温度模糊控制模糊控制系统的设计开发归结起来分成两大部分：一是硬件系统设计，包括参数检测、放大、A/D 转换、D/A 转化、执行部件等过程输入输出通道设计和模糊控制器设计，模糊控制器可选择数字单片机、模糊单片机和PLC 等可编程控制器；二是软件设计，包括模糊控制算法设计及程序实现。

另外，可用微机实现对模糊控制器和控制现场的通信和管理。

1 模糊控制器的结构设计被控制对象是恒温箱，用电压220V 、额定功率500W 的卤素灯加热，采用铂电阻PT100检测温度和固态继电器控制加热功率。

模糊控制器采用两个模糊变量，如图1所示。

图1图中，E 是温度误差，E=T0-T ，T0是温度给定值，本例设为100℃，T 是实测值，设定恒温箱温度的模糊控制区为85-115℃，从室温到85℃和超过115℃为开关控制区或者人工控制区，可快速升温或降温，这时温度范围是±15℃。

U 是固态继电器的控制角增量，根据实际情况设定。

本设计采用MSP430F5438A 单片机进行控制。

2 模糊控制规则本设计采用单输入单输出方式，基本思路是：温度的比较转换成数字量的比较，导通角的控制实际上是用单片机发出周期性的脉冲，这里用到的是单片机的16位定时器Timer A ，在温度范围85-115℃之间，温度变化为±15℃，模糊化为±3级，即{-3，-2，-1，0，1，2，3}，每级表示15℃，同理，误差变化率也模糊化为±3级。

采用经验法，直接选用经验证过的控制表。

E 是温度误差，C 是误差变T 0ETU化率。

3 软件实现#include<msp430x54x.h>#include<stdio.h>#include"T_ctl.h"extern int charm[49]={3,3,2,2,2,2,1, 2,2,2,1,1,1,1, 2,1,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,-1,-1, 0,0,0,-1,-1,-1,-2, -1,-1,-1,-1,-2,-2,-2, -1,-2,-2,-2,-2,-3,-3};char s=1; //判断模糊控制是否第一次执行的标志void pwm_set(void) //配置Timer_A{P2DIR |= 0x04; // P2.2 outputP2SEL |= 0x04; // P2.2 option selectTA1CCTL0 = OUTMOD_7; // CCR0 toggle modeTA1CCTL1 = OUTMOD_7;TA1CCR0 =32767; //Cycle 1sTA1CCR1 =0;TA1CTL |= TASSEL_1 + MC_1 + TACLR; // ACLK, upmode, clear TAR}float convert(unsigned long a) //将采集的16进制数转换成浮点电压值{float b;b=2.5*(float)a/(float)0xffffffff;return b;}int fuzzy(float u) //模糊化和去模糊化{int e0,e,de,f_e,f_de,num0,num,pwm_w;float t;t=50.0+180*(u-1.736);e=(int)t-105;if(s==1){s=0;e0=e;return 0;}de=e-e0;f_e=e/3;f_de=de/6;num0=(f_de+3)+7*(f_e+3);num=charm[num0];switch(num){case 3:pwm_w=3;break;case 2:pwm_w=4;break;case 1:pwm_w=5;break;case 0:pwm_w=6;break;case -1:pwm_w=7;break;case -2:pwm_w=8;break;case -3:pwm_w=9;break;default:break;}return pwm_w;}int pwm_ctl(float u) //温度检测和判别{int pwm_w;if(u<=1.903){pwm_w=1;}else if(u>1.903&&u<=1.992){pwm_w=2;}else if(u>1.992&&u<=2.092){pwm_w=fuzzy(u);}return pwm_w;}unsigned int width(int pwm_w) //不同模式对应的不同脉宽{unsigned int w;switch(pwm_w){case 0:w=32767;break;case 1:w=0;break;case 2:w=16384;break;case 3:w=16384;break;case 4:w=19114;break;case 5:w=21844;break;case 6:w=24575;break;case 7:w=32767;break;case 8:w=32767;break;case 9:w=32767;break;default:break;}return w;}4 结论本设计对恒温箱的温度进行模糊控制，在85-115℃之间，温度控制准确度在±1℃，达到了预期的控制要求。

智能控制技术作业1、什么是智能、智能系统、智能控制？（1）将感觉、去记、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能（2）由感知、规划、执行子系统组成，具有认知、概念与推理、记忆与学习完成适应性、通用性功能的反馈控制系统称为智能系统。

（3）通过认知、记忆、学习、推理、协作等智能要素与技术手段，实现复杂系统的适应性与通用性功能的反馈控制称为智能控制。

2、智能控制系统有哪几种形式？模糊控制、神经控制、行为控制、自适应控制等。

3、比较智能控制与传统控制的特点？古典控制特点：（1）依赖于控制对象精确模型；（2）对控制对象的有用信息（信息源/人的语言知识、系统输入输出数据、系统评价结果等）没有充分利用；（3）控制方法依赖于系统模型的结构与参数，没有固定的设计程式，通用性不强，限制了工程应用；（4）对非线性、强耦合系统，非模型系统、无模型系统难以适应；智能控制特点：（1）适用于非线性、强耦合的系统；（2）适用于无模型（只有系统数据）系统；（3）适用于非模型（可以是模糊语言模型、行为模型等）系统；（4）能够应用多种信息，包括语言、样本等。

（5）具有较强的适应性；（6）具有较固定的设计程式4、比较模糊集合与普通集合的异同，模糊性与随机性的不同。

经典集合:一个范围内所有对象的整体；集合自身不能作为其内的元素模糊集合：设A是集合X到[0，1]的一个映射，A：X→[0，1]，x→A(x) 则称A 是X上的模糊集，A(x)称为模糊集A的隶属函数，或称A(x)为x对模糊集A的隶属度。

模糊性与随机性区别：（1）随机性表示未发生的事件可能发生的可能性（概率）。

（2）模糊性表示已发生/未发生事件、属性量的程度(大小)；（3）随机性由事物自身及环境运动规律决定；（4）模糊性由事物自身及环境运动规律、人的认知程度共同决定；5、简述模糊控制系统的工作原理。

人的经验是一系列含有语言变量值的条件语句和规则，而模糊集合理论能十分恰当地表达具有模糊性的语言变量和条件语句。

题目1：求取模糊控制表（课本62-67页，matlab编程求解）解：MATLAB编程如下：%实现功能：计算模糊控制表clcclear%x的隶属度表，其中x代表的是误差eX=[1.0 0.8 0.7 0.4 0.1 zeros(1,8);0.2 0.7 1.0 0.7 0.3 zeros(1,8);0 0.1 0.3 0.7 1.0 0.7 0.2 zeros(1,6);zeros(1,4) 0.1 0.6 1.0 zeros(1,6);zeros(1,6) 1.0 0.6 0.1 zeros(1,4);zeros(1,6) 0.2 0.7 1.0 0.7 0.3 0.1 0;zeros(1,8) 0.2 0.7 1.0 0.7 0.3;zeros(1,8) 0.1 0.4 0.7 0.8 1.0];%y的隶属度表，其中y表示的是误差的导数Y=[1.0 0.7 0.3 zeros(1,10);0.3 0.7 1.0 0.7 0.3 zeros(1,8);0 0 0.3 0.7 1.0 0.7 0.3 zeros(1,6);zeros(1,4) 0.3 0.7 1.0 0.7 0.3 zeros(1,4);zeros(1,6) 0.3 0.7 1.0 0.7 0.3 0 0;zeros(1,8) 0.3 0.7 1.0 0.7 0.3;zeros(1,10) 0.3 0.7 1];%z的隶属度表，其中z表示的是控制量uZ=Y;%模糊控制规则表%其中: 1代表NB，2代表NM，3代表NS% 4代表ZE，5代表PS，6代表PM，7代表PBrule=[1 1 1 1 2 4 4;1 1 1 12 4 4;2 2 2 2 4 5 5;2 23456 6;2 23456 6;3 34 6 6 6 6;4 4 6 7 7 7 7;4 4 6 7 7 7 7];Set=[-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6]; %模糊集合control_data=[]; %control_data待求的模糊控制表for i=1:13 %控制模糊表的行变量control=[];for j=1:13 %控制模糊表的列变量x0=Set(i);y0=Set(j);CCC=[]; %存放Ci;CCC矩阵将来存放的是56*13维的矩阵for m=1:8 %模糊控制规则表的行变量Ai=X(m,:); %Ai为列向量for n=1:7 %模糊控制规则表的列变量Bi=Y(n,:); %Bi为列向量Ci=Z(rule(m,n),:); %模糊控制规则表的控制变量%得到RiA矩阵RiA=zeros(13,13);for p=1:13for q=1:13RiA(p,q)=min(Ai(p),Ci(q));endend%AA表示A' 矩阵AA=zeros(1,13);[a1,b1]=find(x0==Set);AA(a1,b1)=1;%最小最大原则求取CiACIA_temp=zeros(13,13);for ii=1:13CIA_temp(:,ii)=min(AA',RiA(:,ii));%先取小endCIA=max(CIA_temp);%再取大%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%得到RiB矩阵RiB=zeros(13,13);for p=1:13for q=1:13RiB(p,q)=min(Bi(p),Ci(q));endend%BB表示B' 矩阵BB=zeros(1,13);[a2,b2]=find(y0==Set);BB(a2,b2)=1;%最小最大原则求取CiBCIB_temp=zeros(13,13);for ii=1:13CIB_temp(:,ii)=min(BB',RiB(:,ii));endCIB=max(CIB_temp);%求CIA和CIB的交C=min(CIA,CIB);CCC=[CCC;C];endend%求出56个Ci的并C_max=max(CCC);%利用重心法解模糊temp=C_max.*Set;control_temp=sum(temp)/sum(C_max);control=[control,control_temp];endcontrol_data=[control_data;control];enddisp('模糊控制表如下:');control_data=roundn(control_data,-2) %保留2位小数且四舍五入fid=fopen('kongzhi.txt','w');count=fprintf(fid,'%d\n',control);fclose(fid);运行结果如下：题目二：被控对象)14)(12(20)(++=s s s G 给定为100，设计一个模糊控制器实现对象系统的控制。

一．全自动洗衣机的模糊控制分析摘要: 对全自动洗衣机的模糊控制进行了分析,详细介绍了如何定义洗衣机的模糊控制输入、输出量.根据专家知识和手动操作人员长期积累的经验,给出了模糊控制的具体规则.以确定洗衣机洗涤时间为例,利用Matlab进行了仿真研究,采用取小运算对模糊规则进行推理,并采用最大平均法得到反模糊化结果,所得结果与理论计算结果接近相同.关键词: 全自动洗衣机; 模糊控制; 模糊推理1.全自动洗衣机的一般模糊控制原理1. 1模糊控制输入量模糊控制输入量是模糊推理的前件,对于全自动洗衣机模糊控制器而言,主要有衣质、衣量、脏污程度和脏污性质4个输入量.这4个输入量的模糊子集隶属函可定义为:衣质,论域的语言值定义为棉、棉纤、纤3 种; 衣量,论域的语言值定义为多、中多、中少、少4种; 脏污程度,论域的语言值定义为很脏、一般脏不太脏3 种; 脏污性质,论域的语言值定义为油性、中性和泥性3种1. 2模糊控制的输出量模糊控制的输出是模糊推理的后件, 对于全自动洗衣机模糊控制器而言, 主要包括水位、洗涤时间、洗涤剂投放量和水流强度4个量.这4个输出量的模糊子集隶属函数可定义为:洗涤剂投放量,论域的语言值定义为很少、少、中、多和很多5种;洗涤时间,论域的语言值定义为很短、短、中、长、很长5种;水位高低, 论域的语言值定义为很低、低、高、很高4种;水流强度,论域的语言值定义为弱、中和强3种.1. 3模糊控制规则模糊控制器的规则库是基于专家知识和手动操作人员长期积累的经验, 是按人的直觉推理的一种语言表示形式. 通常有一系列的关系词连接而成, 如IF-THEN, ELSE 等. 为了简明表示模糊规则,将上述模糊控制输出量用数字表示. 例如: 洗涤时间(很短、短、中、长、很长) = ( 1、2、3、4、5), 其余3个输出量表示与此类似, 当输出量论域为3 种时,则用3个数字表示. 根据专家的经验并结合衣物的实际洗涤情况, 可得到表1所示的模糊控制规则.表1，全自动洗衣机模糊控制规则衣物很脏一般脏不太脏衣质衣量油污泥污油污泥污油污泥污棉多 4 553 4 553 4 353 4 353 4 343 4 343中多 3 553 3 453 3 342 3 332 3 232 3 232中少 2 453 2 342 2 342 2 342 2 232 2 122少 1 342 1 232 1 232 1 222 1 111 1 111棉纤多 4 553 4 453 4 353 4 343 4 342 4 242中多 3 553 3 453 3 442 3 342 3 232 3 232中少 2 442 2 342 2 332 2 232 2 221 2 111少 1 332 1 232 1 221 1 221 1 111 1 111纤多 4 553 4 553 4 442 4 342 4 332 4 232中多 3 552 3 442 3 432 3 332 3 232 3 222中少 2 442 2 332 2 332 2 222 2 211 2 111少 1 331 1 231 1 221 1 221 1 111 1 111表1中每一项有4位数字,从左到右依次代表水位、洗涤剂投放量、冼涤时间、水流方式4 个输出变量,每位数的取值代表相应的输出所取的模糊子集.参考文献:[ 1] 经顺林, 潘皓炫, 肖健华. 全自动洗衣机的自适应模糊控制方法[ J] . 计算机技术与自动化1999, 18( 4): 13- 17.[ 2] 彭小娟. 智能洗衣机的模糊控制系统[ J] . 新余高专学报, 2001, 6( 2) : 17- 18.[ 3] 冯海涛. 智能模糊技术在全自动洗衣机中的应用[ J]. 家用电器, 2002( 6): 30- 31.[ 4] 张道德, 杨光友, 周国柱, 等. 工业洗衣机模糊控制的设计[ J]. 微计算机信息, 2005, 21( 7): 37- 39二．全自动洗衣机的自适应模糊控制方法摘要本文分析了模糊控制技术在全自动洗衣机的应用及其不足,提出了一种可行的自适应模糊控制法,应用该方法可使全自动洗衣机在保证洗涤质量的前提下,降低生产成本。

《智能控制》大作业姓名：王阵伟班级：自动化学号：310210510621011、简答题：1.1.根据目前智能控制系统的研究和发展，智能控制系统主要有哪些方面的工作可做进一步的探索和开展？目前研究方向内容： 1 智控的基础理论和方法研究 2 智控的系统结构研究 3 基于知识系统及专家控制 4 基于模糊系统的智能控制 5 基于学习及适应性的智控 6 基于神经网络的智控7 基于信息论和进化论的学习控制器研究8 其他，如计算机智能集成制造系统，智能计算系统，智能并行系统，智能容错控制，智能机器人等。

需要探索的方面: 1 开展智控理论与应用的研究2 充分运用神经生理学心理学认知科学和人工智能等学科的基本理论，深入研究人类解决问题时表现出来的经验技巧策略，建立切实可行的智控体系结构； 3 把现有的知识工程模糊系统信息论进化论神经网络理论和技术与传统的控制理论相结合，充分利用现有的控制理论，研究适合于当前计算机资源条件的智控策略和系统；4 研究人-机交互式的智控系统和学习系统以不断提高智控系统的智能水平； 5 研究适合智控系统的并行处理机信号处理器智能传感器和智能开发工具软件，以解决智控系统在实际应用中存在的问题，使智控得道更广泛应用。

1.2.画出模糊控制系统的基本结构图，并简述模糊控制器各组成部分所表示的意模糊控制器主要由模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口四部分组成，各部分的作用概述如下。

1.模糊化接口模糊化是通过在控制器的输入、输出论域上定义语言变量，来将精确的输入、输出值转换为模糊的语言值。

它的作用是将真实的确定量输入转换为一个模糊量。

把物理量的清晰制转换成模糊语言变量的过程叫做清晰量的模糊化2.规则库模糊控制器的规则是基于专家知识活手动操作人员长期积累的经验，他是按人的直觉推理的一种语言表达形式。

模糊规则通常有一系列的关键词连接而成，如if-then、else、also、end等，关系词必须经过“翻译”才能将模糊规则数值化。

2013年《智能控制技术技术及应用》试题姓名：刘树文学号：2013226210008教师：罗阳评分：回答以下问题。

(每题10分)1, 什么是智能和智能系统？智能是人类大脑的较高级活动的体现，它至少应具备自动地获取和应用知识的能力、思维与推理的能力、问题求解的能力和自动学习的能力。

智能系统(Intelligence system)是指能产生人类智能行为的计算机系统2, 工程领域中的复杂系统有哪些特征？为什么要在解决复杂系统相关问题时引入人工智能技术？工程领域中的复杂系统的特征有假设的多样性，因为在研究过程当中，需要作出假设，假设的对与错影响到系统的复杂性，研究制作耗时，研究一个复杂系统要很多研究人员和大量的时间；计算的复杂性，计算的复杂性是因为在某一个特定的系统的许多相互依赖的变量；动态性，系统都会有变化，每种事物都有其固有发展的规律和趋势；系统的不透明性，研究人员无法洞察系统的全貌等复杂系统相关问题上引入人工智能技术，人工智能的研究领域包括了模糊控制技术，神经网络控制技术，专家控制技术，学习控制技术，分层递阶控制技术等对复杂系统的相关问题的解决具有很好的能力。

3, 简单综述人工智能研究的现状。

人工智能的近期研究目标在于建造智能计算机，用以代替人类从事脑力劳动，即使现有的计算机更聪明更有用。

正是根据这一近期研究目标，我们才把人工智能理解为计算机科学的一个分支。

人工智能还有它的远期研究目标，即探究人类智能和机器智能的基本原理,研究用自动机(automata)模拟人类的思维过程和智能行为。

这个长期目标远远超出计算机科学的范畴，儿乎涉及自然科学和社会科学的所有学科。

在重新阐述我们的历史知识的过程中，哲学家、科学家和人工智能学家有机会努力解决知识的模糊性以及消除知识的不一致性。

这种努力的结果，可能导致知识的某些改善，以便能够比较容易地推断出令人感兴趣的新的真理。

人工智能研究尚存在不少问题，这主要表现在下列儿个方面：1宏观与微观隔离一方面是哲学、认知科学、思维科学和心理学等学科所研究的智能层次太高、太抽象；另一方面是人工智能逻辑符号、神经网络和行为主义所研究的智能层次太低。

⾃动化智能控制⼤作业《智能控制》⼤作业1、简答题：1.1.根据⽬前智能控制系统的研究和发展，智能控制系统有哪些类型以及智能控制系统主要有哪些⽅⾯的⼯作可做进⼀步的探索和开展？答: 智能控制系统的类型:①基于信息论的分级递阶智能控制②以模糊系统理论为基础的模糊逻辑控制③基于脑模型的神经⽹络控制④基于知识⼯程的专家控制⑤基于规则的仿⼈智能控制⑥各种⽅法的综合集成智能控制系统的探索和开展:①离散事件和连续时间混杂系统的分析与设计；②基于故障诊断的系统组态理论和容错控制⽅法；③基于实时信息学习的规则⾃动⽣成与修改⽅法；④基于模糊逻辑和神经⽹络以及软计算的智能控制⽅法；⑤基于推理的系统优化⽅法；⑥在⼀定结构模式条件下，系统有关性质（如稳定性等）的分析⽅法等。

1.2.⽐较智能控制与传统控制的特点？答：智能控制与传统控制的特点。

传统控制：经典反馈控制和现代理论控制。

它们的主要特征是基于精确的系统数学模型的控制。

适于解决线性、时不变等相对简单的控制问题。

智能控制：以上问题⽤智能的⽅法同样可以解决。

智能控制是对传统控制理论的发展，传统控制是智能控制的⼀个组成部分，在这个意义下，两者可以统⼀在智能控制的框架下。

1.3.简述模糊集合的基本定义以及与⾪属函数之间的相互关系。

答：模糊集合：模糊集合是⽤从0 到1 之间连续变化的值描述某元素属于特定集合的程度，是描述和处理概念模糊或界限不清事物的数学⼯具。

相互关系：表⽰⾪属度函数的模糊集合必须是凸模糊集合；模糊集合是由其⾪属函数刻画的1.4.画出模糊控制系统的基本结构图，并简述模糊控制器各组成部分所表⽰的意思？答：基本结构图：（1) 模糊化接⼝：模糊化接⼝就是通过在控制器的输⼊、输出论域上定义语⾔变量，来将精确的输⼊、输出值转换为模糊的语⾔值。

(2) 规则库：由数据库和语⾔（模糊）控制规则库组成。

数据库为语⾔控制规则的论域离散化和⾪属函数提供必要的定义。

语⾔控制规则标记控制⽬标和领域专家的控制策略。

智能控制作业1、已知某一炉温控制系统，要求温度保持在600度恒定。

针对该控制系统有以下控制经验：（1）若炉温低于600度，则升压；低的越多升压越高。

（2）若炉温高于600度，则降压；高的越多降压越低。

（3）若炉温等于600度，则保持电压不变。

设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为控制电压。

输入、输出变量的量化等级为7级，取5个模糊集。

试设计隶属度函数误差变化划分表、控制电压变化划分表和模糊控制规则表。

解：1）确定变量定义理想温度为600℃，实际温度为T，则温度误差为E=600-T。

将温度误差E作为输入变量2）输入量和输出量的模糊化将偏差E分为5个模糊集：NB、NS、ZO、PS、PB，分别为负小、负大、零、正小、正大。

将偏差E的变化分为7个等级：-3 -2 -1 0 1 2 3，从而得到温度模糊表如表1所示。

表1 温度变化E划分表控制电压u也分为5个模糊集：NB、NS、ZO、PS、PB，分别为负小、负大、零、正小、正大。

将电压u的变化分为7个等级：-3 -2 -1 0 1 2 3，从而得到电压变化模糊表如表2所示。

表2 电压变化u划分表表3 模糊控制规则表2、利用MATLAB,为下列两个系统设计模糊控制器使其稳态误差为零，超调量不大于1%，输出上升时间≤0.3s 。

假定被控对象的传递函数分别为：255.01)1()(+=-s e s G s)456.864.1)(5.0(228.4)(2+++=s s s s G解：在matlab 窗口命令中键入fuzzy ，得到如下键面：设e 的论域范围为[-1 1]，de 的论域范围为[-0.1 0.1]，u 的论域范围为[0 2]。

将e 分为8个模糊集，分别为NB ,NM, NS, NZ, PZ, PS, PM, PB; de 分为7个模糊集，分别为NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB; u 分为7个模糊集，分别为NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB;MATLAB中的设置界面如下：模糊规则的确定：模糊控制器的输出量在simulink中调用模糊控制器，观察输出结果运行结果为ScopeScope1Scope23、利用去模糊化策略，分别求出模糊集A 的值。

西南大学网络与继续教育学院1085 《智能控制》作业答案1、下列有关推理机说法不正确的是（）A. 推理机是用于对知识库中的知识进行推理来得到结论的“思维”机构。

B. 推理机包括三种推理方式，即正向推理、反向推理和双向推理。

C. 推理机和知识库构成了专家系统D. 推理机是指专家系统中无需任何知识就能完成推理功能的组成部分。

答：d2、下列不属于知识库所包含的是（）A. 基于专家经验的判断性规则。

B. 用于推理、问题求解的控制性规则。

C. 用于说明问题的状态、事实和概念以及当前的条件和常识等的数据。

D. 所涉及的领域广泛、普遍的常识和数据。

答：d3、下列不属于智能控制的特点的是（）A. 自组织功能和优化能力B. 完全具有人的智能C. 学习功能D. 适应功能答：b4、下列有关智能控制的组成正确的是（）A. 智能控制由人工智能，自动控制，运筹学组成。

B. 智能控制由人工智能和自动控制组成C. 智能控制由自动控制和运筹学组成D. 智能控制由运筹学和人工智能组成答：a5、下列有关智能控制的概念说法准确的是（）A. 所谓智能控制，即设计一个控制器（或系统），使之具有学习、抽象、推理、决策等功能，并能根据环境（包括被控对象或被控过程）信息的变化作出适应性反应，从而实现由人来完成的任务。

B. 所谓智能控制，就是将控制系统进行智能化，使之完全具有人的智能。

C. 所谓智能控制，就是控制过程中，就是人参与控制，从而具有人的智能。

D. 所谓智能控制，就是所设计的控制系统具有很高的智能。

答：a6、下列哪位人物提出模糊集合理论，奠定了模糊控制的基础（）A. 美国加州大学自动控制系的L.A.ZedehB. 伦敦大学的Mamdani博士C. 美国的J.H.Holland教授D. 著名的Hopfield教授答：a7、下列不是决定神经网络性能的要素是（）A. 神经元（信息处理单元）的特性。

B. 神经元之间相互连接的形式——拓扑结构。

C. 为适应环境而改善性能的学习规则。

智能控制理论与技术设计报告学院自动化学院专业控制科学与工程班级1303姓名聂鹏指导教师徐华中2014 年 2 月20 日武汉理工大学硕士研究生试题课程名称：智能控制理论与技术专业：双控1303班学号：1049721303692 姓名：聂鹏一、简答题（每小题10分）1．智能控制由哪几部分组成？各自的特点是什么？答：智能控制系统由广义对象、传感器、感知信息处理、认知、通信接口、规划和控制和执行器等七个功能模块组成；各部分的特点是：广义对象——包括通常意义下的控制对象和外部环境；传感器——包括关节传感器、力传感器、视觉传感器、距离传感器、触觉传感器等；感知信息处理——将传感器得到的原始信息加以处理；认知——主要用来接收和储存信息、知识、经验和数据，并对它们进行分析、推理，作出行动的决策，送至规划和控制部分；通信接口——除建立人机之间的联系外，还建立系统各模块之间的联系；规划和控制——是整个系统的核心，它根据给定的任务要求、反馈的信息以及经验知识，进行自动搜索，推理决策，动作规划，最终产生具体的控制作用；执行器——将产生的控制作用于控制对象。

2. 智能控制是在什么背景下产生的？答:传统控制理论在应用中面临的难题包括:(1) 传统控制系统的设计与分析是建立在精确的系统数学模型基础上的,而实际系统由于存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等,一般无法获得精确的数学模型。

(2) 研究这类系统时,必须提出并遵循一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不相吻合。

(3) 对于某些复杂的和包含不确定性的对象,根本无法以传统数学模型来表示,即无法解决建模问题。

(4) 为了提高性能,传统控制系统可能变得很复杂,从而增加了设备的初投资和维修费用,降低系统的可靠性。

传统控制理论在应用中面临的难题的解决,不仅需要发展控制理论与方法,而且需要开发与应用计算机科学与工程的最新成果。

人工智能的产生和发展正在为自动控制系统的智能化提供有力支持。

智能控制模糊控制仿真大作业一、前言智能控制模糊控制仿真大作业是在智能控制课程中的一项重要任务，旨在让学生通过实践来深入理解模糊控制的原理和应用。

本文将从以下几个方面详细介绍智能控制模糊控制仿真大作业的相关内容。

二、作业背景智能控制是一种基于人工智能技术的自动化控制方法，它可以通过对系统进行学习和优化来提高系统的性能和鲁棒性。

而模糊控制则是智能控制中的一种重要方法，它可以通过对输入输出之间的关系进行建模来实现对系统的控制。

因此，深入了解模糊控制的原理和应用对于学习智能控制具有重要意义。

三、作业要求本次大作业要求学生使用MATLAB/Simulink软件来设计一个基于模糊逻辑的温度调节系统，并进行仿真验证。

具体要求如下：1. 设计一个基于PID算法和模糊逻辑的温度调节系统；2. 利用Simulink软件构建该系统，并进行仿真验证；3. 对比分析PID算法和模糊逻辑在温度调节系统中的控制效果；4. 撰写实验报告，详细介绍设计思路、仿真结果以及分析结论。

四、作业流程1. 确定系统需求和参数首先，需要确定温度调节系统的需求和参数。

例如，设定目标温度为25摄氏度，系统初始温度为20摄氏度，采样时间为0.1秒等。

2. 设计PID控制器接下来，设计PID控制器。

PID控制器是一种经典的控制方法，在工业自动化控制中得到广泛应用。

其基本原理是通过对误差信号、误差积分和误差微分进行加权组合来得到输出信号。

3. 设计模糊逻辑控制器然后，设计模糊逻辑控制器。

模糊逻辑控制器是一种基于模糊集合和模糊推理的控制方法。

其基本原理是将输入变量映射到一个或多个模糊集合上，并通过一系列规则来推导出输出变量的值。

4. 构建Simulink模型并进行仿真验证接下来，利用Simulink软件构建温度调节系统，并将PID控制器和模糊逻辑控制器分别加入到系统中。

然后，进行仿真验证，比较两种控制方法的控制效果。

5. 分析结果并撰写实验报告最后，对比分析PID算法和模糊逻辑在温度调节系统中的控制效果，并撰写实验报告，详细介绍设计思路、仿真结果以及分析结论。

题目：浅谈智能控制班级：姓名：学号：目录摘要 (3)Abstract (3)1.前言 (4)2.智能控制的定义 (4)3.传统控制系统的特点 (5)4.传统智能控制面临的难题 (5)5.智能控制系统的特点 (6)6.智能控制的研究内容 (6)6.1 分层递阶控制系统 (7)6.2学习控制系统 (8)6.3专家控制系统 (9)6.4人工神经网络控制系统 (10)6.5模糊控制系统 (11)7.智能控制的发展与前景 (11)参考文献 (12)浅谈智能控制摘要本文是对智能控制的一个综述，结合这学期学习智能控制原理与应用的感悟，介绍了智能控制产生的定义，特点，应用，研究内容，对智能控制所面临的问题与挑战进行了叙述，还具体阐述了未来发展的趋势和前景，说明了智能控制象征着自动化的未来。

智能控制正是在各行各业应用中的一个缩影，它的作用以及影响力将会关系到国民生计。

又因为在当今社会各行各业中，智能控制技术对实现生产过程自动化有着更为积极的作用。

所以智能控制技术的研究和发展也越来越成为当代科学的一门重要课程。

AbstractThis paperis an overview of theintelligent control，it introduces the definition, the characteristic ,the application and the research contents of intelligent control.It describes the problems and challenges faced by intelligent control,the future development trends and prospects.So intelligent control symbolizes the future of automation.Intelligent control is so important that it relates to national life.Because in today's society in all walks of life, intelligent control technology has play a more active role to achieve automation of the production process.Therefore, the research and development of intelligent control technology is increasingly becoming an important course of contemporary science.关键词：智能控制定义人工智能传统控制研究内容发展与前景1.前言人类的进化归根结底是智能的进化，而智能反过来又为人类的进步服务。