智能控制技术概述.
《智能控制技术概述.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能控制技术概述.（36页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、智能控制智能控制 中国矿业大学中国矿业大学 张勇张勇 目录目录智能控制应用领域智能控制应用领域智能控制的提出智能控制的提出智能控制的发展智能控制的发展智能控制的概念智能控制的概念 智智 能能 控控 制制 智能医疗智能医疗 工业工业 智能交通智能交通 航天航空航天航空 军事领域军事领域 智能家电智能家电 智能家居智能家居 智能电网智能电网智能控制代表着当今科学和技术发展的最新方向之一。目前，智能控制技术已经智能控制代表着当今科学和技术发展的最新方向之一。目前，智能控制技术已经日渐完善，并得到广泛应用，例如智能家电、智能家居、智能电网、智能交通，日渐完善，并得到广泛应用，例如智能家电、智能家居、智
2、能电网、智能交通，航空航天、军事以及工业、医疗等领域。航空航天、军事以及工业、医疗等领域。一、智能控制应用领域一、智能控制应用领域智能家电已成新宠智能家电已成新宠智能家电已成新宠。在日本，几乎所有家用电器制造厂商都使用模糊技术。松下和日立公司已生产了智能洗衣机，松下和日立公司已生产了智能洗衣机，拥有更加人性化的设计，拥有更加人性化的设计，可以自可以自动调整洗衣服得各项参数动调整洗衣服得各项参数，根据衣服来调整洗涤所需水位根据衣服来调整洗涤所需水位及洗涤及洗涤时间。根据不同衣物的面料调整洗衣过程，更好保护衣物。时间。根据不同衣物的面料调整洗衣过程，更好保护衣物。 目前，很多目前，很多大型家电集团
3、已开发了国产模糊控制洗衣机大型家电集团已开发了国产模糊控制洗衣机 ，如：，如：“小天鹅小天鹅”，“海尔海尔”等名牌智能洗衣机等名牌智能洗衣机。智能洗衣机智能洗衣机智能电视智能电视索尼和三洋生产的一些电视机使用模糊逻辑来自动调整屏索尼和三洋生产的一些电视机使用模糊逻辑来自动调整屏幕的颜色、对比度和亮度。幕的颜色、对比度和亮度。智能电网智能电网-能源价值链的变革能源价值链的变革汽车与智能交通汽车与智能交通汽车中也使用了大量的智能控制技术来完成控制功能。如汽车中也使用了大量的智能控制技术来完成控制功能。如Nissan豪华汽车豪华汽车中使用了模糊控制的反咬死刹车系统，基于模糊逻辑的无级变速器。其他中使
4、用了模糊控制的反咬死刹车系统，基于模糊逻辑的无级变速器。其他汽车生产厂家也已开发了模糊发动机控制和自动驾驶控制系统等。汽车生产厂家也已开发了模糊发动机控制和自动驾驶控制系统等。汽车与智能交通汽车与智能交通 日本仙台的地铁使用模糊控制技术，使地铁机车启动和停车非常平稳，乘客不必抓住扶手也能保持平衡。工工 业业最早的实用工业过程模糊控制是丹麦最早的实用工业过程模糊控制是丹麦F. L. Smith公司研制的水泥窑公司研制的水泥窑模糊逻模糊逻辑计算机控制系统辑计算机控制系统，它已作为商品投放市场，是，它已作为商品投放市场，是模糊控制模糊控制在工业过程中成在工业过程中成功应用的范例之一。功应用的范例之一
5、。二、智能控制的产生二、智能控制的产生控制理论的发展过程可以分为如下控制理论的发展过程可以分为如下3个阶段个阶段古典（经典）控制理论古典（经典）控制理论时期，时间大约为时期，时间大约为2020世纪世纪30305050年代年代现代控制理论现代控制理论时期，时间大约为时期，时间大约为2020世纪世纪50507070年代年代大系统理论与智能控制大系统理论与智能控制时期，时间为时期，时间为2020世纪世纪7070年代末至年代末至今今 研究对象：研究对象：单输入单输出线性单输入单输出线性系统系统数学模型：常系数线性微分方程；传递函数数学模型：常系数线性微分方程；传递函数分析与综合方法：代数判据；根轨迹方
6、法；频率分析与综合方法：代数判据；根轨迹方法；频率响应响应法法代表人物：代表人物：奈奎斯特、伯德和伊文斯奈奎斯特、伯德和伊文斯应用：应用：PIDPID控制器设计控制器设计局限性：局限性：难以有效地应用于难以有效地应用于时变系统和多变量系统时变系统和多变量系统，也难以，也难以揭示系统揭示系统更为深刻的特性更为深刻的特性在现实世界中是广泛存在的在现实世界中是广泛存在的经典控制理论经典控制理论现代控制理论现代控制理论背景：背景：古典控制理论已经成熟；计算机技术飞速发展；古典控制理论已经成熟；计算机技术飞速发展；所需要控制的系统不再是简单的单输入单输出线性系统所需要控制的系统不再是简单的单输入单输出线
7、性系统研究对象：研究对象：多输入多输出系统多输入多输出系统，线性，线性/ /非线性；非线性；定常定常/时变；时变；连续连续/离散离散数学模型：非线性微分方程（常系数数学模型：非线性微分方程（常系数/ / 变系数）；状态方变系数）；状态方程；传递函数矩阵程；传递函数矩阵分析方法：状态空间描述法分析方法：状态空间描述法综合方法：综合方法：状态反馈状态反馈；输出反馈；动态反馈；输出反馈；动态反馈现代控制理论现代控制理论代表人物：代表人物：前苏联数学家庞特里亚金、美国数学家贝尔前苏联数学家庞特里亚金、美国数学家贝尔曼、匈牙利数学家卡尔曼、瑞典的奥斯特隆姆、法国的曼、匈牙利数学家卡尔曼、瑞典的奥斯特隆姆
8、、法国的朗道朗道应用：最优控制、时滞系统控制、基于网络的控制应用：最优控制、时滞系统控制、基于网络的控制局限性：局限性：非线性系统的种类、形式非常复杂繁多，非线性系统的种类、形式非常复杂繁多，没有一套统没有一套统一的理论来解决一的理论来解决只能就只能就一类非线性系统一类非线性系统进行研究，得到的结果往往很进行研究，得到的结果往往很保守保守大系统理论与智能控制大系统理论与智能控制大系统理论是控制理论在广度上的开拓，智能控制则是控制大系统理论是控制理论在广度上的开拓，智能控制则是控制理论在理论在深度深度上的挖掘上的挖掘大系统理论用控制和信息的观点，研究各种大系统理论用控制和信息的观点，研究各种大系
9、统的结构方大系统的结构方案、总体设计中的分解方法和协调等问题案、总体设计中的分解方法和协调等问题智能控制研究与模拟智能控制研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研制的规律，研制具有某些仿人智能具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统的工程控制与信息处理系统智能控制的概念和原理主要针对智能控制的概念和原理主要针对被控对象、环境，以及控制被控对象、环境，以及控制任务的复杂性任务的复杂性提出的提出的被控对象被控对象的复杂性的复杂性模型的不确定性、高度非线性、动态突变、多时间标度、模型的不确定性、高度非线性、动态突变、多时间标度、复杂的信息模式、庞大的数
10、据量复杂的信息模式、庞大的数据量环境环境的复杂性的复杂性环境变化的不确定和难以辨识。现在的大规模复杂控制环境变化的不确定和难以辨识。现在的大规模复杂控制与决策问题，必须把外界环境和被控对象，以及控制器与决策问题，必须把外界环境和被控对象，以及控制器作为一个整体进行分析和设计作为一个整体进行分析和设计控制任务控制任务的复杂性的复杂性传统数学语言描述不精确。控制任务有多重性和时变性，传统数学语言描述不精确。控制任务有多重性和时变性，一个复杂任务的确定，需要多次反复，而且还包括任务一个复杂任务的确定，需要多次反复，而且还包括任务所含信息的处理过程所含信息的处理过程 1 1）控制系统的复杂性）控制系统
11、的复杂性智能控制的提出：智能控制的提出：在传统的控制理论中，系统的描述通常采用微分方程或在传统的控制理论中，系统的描述通常采用微分方程或差分方程，是一个差分方程，是一个精确模型精确模型，对控制系统的分析和设计，对控制系统的分析和设计也基于这个精确模型也基于这个精确模型迄今为止，还不存在直接采用工程技术术语描述系统，迄今为止，还不存在直接采用工程技术术语描述系统，并基于该描述分析与设计系统的方法，这使得从工程技并基于该描述分析与设计系统的方法，这使得从工程技术术语到数学描述的转化尤为必要术术语到数学描述的转化尤为必要在转化过程中，虽然被解决的问题作了很多简化，但是，在转化过程中，虽然被解决的问题
