第二節 智能控制

一、智能控制概述

（一）智能控制的概念

智能控制是一門交叉學科，著名美籍華人傅京遜教授于1971年首次提出智能控制是人工智能與自動控制的交叉，即二元論。美國學者G. N. Saridis于1977年在此基礎上引入運籌學，提出了三元論的智能控制概念，即前文所述的IC=AC∩AI∩OR。

三元論除了智能與控制外還強調了更高層次控制中調度、規劃和管理的作用，為遞階智能控制提供了理論依據。基于三元論的智能控制示意圖如圖1-11所示。

所謂智能控制，即設計一個控制器（或系統），使之具有學習、抽象、推理、決策等功能，并能根據環境（包括被控對象或被控過程）信息的變化做出適應性反應，從而實現由人來完成的任務。

（二）智能控制科學的分類

傅京孫教授歸納了三種類型的智能控制系統：

1）人作為控制器的控制系統：具有自學習、自適應和自組織的功能。

2）人機結合作為控制器的控制系統：機器完成需要連續進行的并需快速計算的常規控制任務，人則完成任務分配、決策、監控等任務。

3）無人參與的自主控制系統：為多層的智能控制系統，需要完成問題求解和規劃、環境建模、傳感器信息分析和低層的反饋控制任務，如自主機器人。

（三）智能控制的特點

1.學習功能

智能控制器能通過從外界環境所獲得的信息進行學習，不斷積累知識，使系統的控制性能得到改善。

2.適應功能

智能控制器具有從輸入到輸出的映射關系，可實現不依賴于模型的自適應控制，即使當系統某一部分出現故障時，也能進行控制。

3.自組織功能

智能控制器對復雜的分布式信息具有自組織和協調的功能，當出現多目標沖突時，它可以在任務要求的范圍內自行決策，主動采取行動。

4.優化能力

智能控制能夠通過不斷優化控制參數并尋找控制器的最佳結構形式，獲得整體最優的控制性能。