控制理論學(xué)科經(jīng)歷了從經(jīng)典控制理論到現(xiàn)代控制理論,再到目前的智能控制理論的發(fā)展過程。其主要研究對(duì)象也從單輸入單輸出的常系數(shù)線性系統(tǒng),發(fā)展為多輸入多輸出的復(fù)雜控制系統(tǒng)。對(duì)現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)的研究,涉及到非線性、魯棒性、具有柔性結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)在處理邏輯運(yùn)算、模糊信息、模式識(shí)別、知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的積累等方面,完全可以取代人的操作,把這種計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜的生產(chǎn)過程中,使之達(dá)到或超過人的操作水平時(shí),這種由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)稱為智能控制系統(tǒng)。由模糊系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或**系統(tǒng)所構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)都可稱為智能控制系統(tǒng)。模糊控制已廣泛應(yīng)用于家電行業(yè),各種工業(yè)自動(dòng)化、冶金和化工過程控制等*域〔“,。
2.1智能控制
2.1.1智能控制理論的發(fā)展
傅京孫教授**早提出了智能控制的思想,1965年,他通過研究機(jī)器人和人機(jī)控制器,shou先提出在學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能的直覺推理方法,將智能控制概括為人工智能和自動(dòng)控制的結(jié)合。1966年,J.M.Mendel教授提出“人工智能控制”的概念,并在空間飛行器的學(xué)習(xí)控制中進(jìn)一步應(yīng)用了人工智能技術(shù)。
直到1967年,“智能控制”一詞由Lcondes和Mendel**正式使用,標(biāo)志著智能控制思想已經(jīng)萌芽。70年代是智能控制的形成期,S而dis_、Gfori“so和傅京孫_等人從控制理論的角度出發(fā),總結(jié)了自適應(yīng)控制、自組織和自學(xué)習(xí)控制與人工智能技術(shù)的關(guān)系,正式提出智能控制就是控制理論與人工智能技術(shù)的交叉。從1987年開始,智能控制作為一個(gè)新的學(xué)科分支被控制界公認(rèn),形成了智能控制的研究熱潮,每年舉行一次智能控制G際研討會(huì)。80年代智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用與研究主要是面向工業(yè)過程控制,90年代后擴(kuò)大到面向日用家電產(chǎn)品*域和軍事、高技術(shù)等*域,如今“智能性”己經(jīng)成為衡量產(chǎn)品和技術(shù)高低的標(biāo)準(zhǔn)['2]。
2.1.2智能控制系統(tǒng)及其特點(diǎn)
傳統(tǒng)控制是經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制理論的統(tǒng)稱,主要特征是基于被控對(duì)象精確模型的控制方式,只適于解決線性、時(shí)不變等相對(duì)簡單的控制問題。而智能控制采用靈活機(jī)動(dòng)的決策方式使控制逼近期望的目標(biāo),可以有效克服被控對(duì)象(過程)和環(huán)境所具有的不確定性和高度復(fù)雜性,智能控制系統(tǒng)是知識(shí)系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的廣義模型,不再是單一的數(shù)學(xué)模型113],具有以下特點(diǎn):
(l)在控制過程中知識(shí)起重要的協(xié)調(diào)作用,在信息處理方面智能控制系統(tǒng)既有數(shù)學(xué)運(yùn)算又有知識(shí)和邏輯推理。
(2)從整體優(yōu)化和系統(tǒng)的功能的角度來分析和綜合系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)期望的目標(biāo)是智能控制的基本目的。.
(3)控制過程是定量控制和定性決策相結(jié)合的多模態(tài)組合控制。
(4)高層控制能夠?qū)?fù)雜系統(tǒng)的很多方面實(shí)現(xiàn)有效的全局控制,例如非線性、快時(shí)變、復(fù)雜多變量、環(huán)境擾動(dòng)等因素,另外,既可以實(shí)現(xiàn)廣義問題求解,也具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力。因此,高層控制是智能控制的核心。
(5)智能機(jī)模型的設(shè)計(jì)是分析和設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,即把重點(diǎn)放在對(duì)符號(hào)和意境的識(shí)別、非數(shù)學(xué)模型的描述、知識(shí)庫和推理機(jī)的設(shè)計(jì)和開發(fā)等方面上來。
2.1.3智能控制的分類
根據(jù)智能控制不同的理論基礎(chǔ)和發(fā)展的不同階段,智能控制可以分為以下四大類:
(l)模糊控制。
(2)分層遞階智能控制。
(3)基于**系統(tǒng)的智能控制。
(4)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。
