中南大学：《人工智能》第十二章 智能控制

Artificial Intelligence 第十二章智能控制 智能控制的发展与定义 令智能控制的结构理论与特点 令智能控制的研究领城 令智能控制糸统 令智能控制应用示例 小结

第十二章 智能控制 ❖ 智能控制的发展与定义 ❖ 智能控制的结构理论与特点 ❖ 智能控制的研究领域 ❖ 智能控制系统 ❖ 智能控制应用示例 ❖ 小结

12.1智能控制的发畏与定义 (Development and Definition of Intelligent Control) 12.1智能控制的产生和发展 心智能控制的发展 (☆自动捡制的发畏过程 智能控制思潮出现于60年代 ☆60年代中期,自动控制与人工智能开始交接 C近十年来,智能控制的研究出现一股新的热湖

2 12.1 智能控制的发展与定义 (Development and Definition of Intelligent Control) 12.1.1 智能控制的产生和发展 ❖ 智能控制的发展 ❖ 自动控制的发展过程 ❖ 智能控制思潮出现于60年代； ❖ 60年代中期，自动控制与人工智能开始交接； ❖ 近十年来，智能控制的研究出现一股新的热潮

12.1智能控制的发畏与定义 智能控制 进 自学习控制 展 自适应鲁榫控制 随机控制 录优控制( 确定性反馈控制 开环控制 控制复杂性 图12-1自动控制的发展过程 3

3 12.1 智能控制的发展与定义 图12-1 自动控制的发展过程 开环控制 确定性反馈控制 最优控制 随机控制 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

12.1智能控制的发展与定义 12.1.2智能控制的定义 能够在定形或不定形、熟悉或不熟悉的 智能机器 环境中自主地或与操作人员交互作用以 执行各种拟人任务的机器。 自动拉制—能楼舰很序对机成装置进行自动操 作或控制的过程。 智能控制 驱动智能机器自主实现其目标的过程。 心智能控制糸统 用于驱动自主智能机景以实现其目标而 无需人员干预的糸统叫智能擅制糸统

4 12.1.2 智能控制的定义 12.1 智能控制的发展与定义 ❖智能控制系统 能够在定形或不定形、熟悉或不熟悉的 环境中自主地或与操作人员交互作用以 执行各种拟人任务的机器。 能按规定程序对机器或装置进行自动操 作或控制的过程。 驱动智能机器自主实现其目标的过程。 用于驱动自主智能机器以实现其目标而 无需人员干预的系统叫智能控制系统。 ❖智能机器 ❖自动控制 ❖智能控制

12.2智能控制的结构狸訟与特点 (Structural Theories and Feature of Intelligent Control) 122.1智能控制的结构狸论 1.二元结构 傅京孙(.SFu)首先 论述了人工智能与旬动控 (恻的交接关糸,指出“智 AI IC AC 能控制糸统描述自动控制 糸统与人工智能的交接作 用 图12-2智能控制的二元结构

5 12.2 智能控制的结构理论与特点 (Structural Theories and Feature of Intelligent Control) 12.2.1 智能控制的结构理论 1. 二元结构 傅京孙(K.S.Fu) 首先 论述了人工智能与自动控 制的交接关系，指出“智 能控制系统描述自动控制 系统与人工智能的交接作 用”。 AI IC AC 图12-2 智能控制的二元结构

12.2智能控制的结构理论与特点 2.三元结构 萨里迪斯( Saridis认为,三元 交集的两元互相支配无助于 智能控制的有效和成功应用,AI OR 必须把远筹学的概念引入智 IC 能控制,使宅成为三元交集 中的一个子集。 冷萨里迪斯提出分级智能控制123智能拉制的三元結构 糸统,由3个智能(感知)级组 成:组织级、协调级、执行 级

6 2. 三元结构 ❖萨里迪斯(Saridis)认为，二元 交集的两元互相支配无助于 智能控制的有效和成功应用， 必须把远筹学的概念引入智 能控制，使它成为三元交集 中的一个子集。 ❖萨里迪斯提出分级智能控制 系统，由3个智能(感知)级组 成：组织级、协调级、执行 级。 12.2 智能控制的结构理论与特点 图12-3 智能控制的三元结构 AI OR IC CT

12.2智能控制的结构理论与特点 组织器 组织级 分配 协调器1 协调器n 协调级 硬件控制器1 硬件控制器n 执行级 过程1 过程 图124分级智能控制糸统

7 组织器 分配器 协调器1 协调器n 硬件控制器1 硬件控制器n 过程1 过程n 图12-4 分级智能控制系统 组织级 协调级 执行级 12.2 智能控制的结构理论与特点

12.2智能控制的结构理论与特点 3.四元结构 (蔡自兴提出四元智 Al 能控制结构,把智能控 制看做自动控制、人工 AC IC OR 智能、信息论和运筹学 IN 四个学科的交集。 图12-5智能控制的四元结构 8

8 3. 四元结构 蔡自兴提出四元智 能控制结构，把智能控 制看做自动控制、人工 智能、信息论和运筹学 四个学科的交集。 AC IC AI OR IN 图12-5 智能控制的四元结构 12.2 智能控制的结构理论与特点

◇信息论作为智能控制结构一个子集的理由: ◇信息论是解释知识和智能的一种手段; ☆控制论、糸统论和信息论是紧密相互作用的; 令信息论已成为擅制智能机器的工具; ☆信息墒成为智能控制的测度; ☆信息论参与智能控制的全过程,并对执行级起 到核心作用

9 ❖信息论作为智能控制结构一个子集的理由： ❖信息论是解释知识和智能的一种手段； ❖控制论、系统论和信息论是紧密相互作用的； ❖信息论已成为控制智能机器的工具； ❖信息熵成为智能控制的测度； ❖信息论参与智能控制的全过程，并对执行级起 到核心作用

12.2智能控制的结构理论与特点 1222智能控制器的一般结构 不完全任务描述 任务协商 混合知识表示 多传感暴 □高屡划/拉制]d(5 感知糸统 「常覜控制过程 各种传感器 各种驱动景 世界(环境) 图12-6智能控制璟的一般结构 10

10 12.2.2 智能控制器的一般结构 不完全任务描述 任务协商 混合知识表示 高层规划/控制 常规控制过程 各种驱动器 世界（环境） 各种传感器 多传感器 感知系统 图12-6 智能控制器的一般结构 12.2 智能控制的结构理论与特点