智能控制第八章課后習(xí)題答案VIP

1、1 .什么叫產(chǎn)生式系統(tǒng)？它由哪些部分組成？試舉例略加說明。答：如果滿足某個條件，那么就應(yīng)當(dāng)采取某些行動，滿足這種生產(chǎn)式規(guī)則的專家系統(tǒng)成為產(chǎn)生式系統(tǒng)。產(chǎn)生式系統(tǒng)主要由總數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生式規(guī)則和推理機(jī)構(gòu)組成。舉例：醫(yī)療產(chǎn)生式系統(tǒng)。2 .專家系統(tǒng)有哪些部分構(gòu)成？各部分的作用如何？專家系統(tǒng)它具體有哪些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)?答：知識庫：知識庫是知識的存儲器，用于存儲領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)性知識以及有關(guān)的事實(shí)、-般常識等。知識庫中的知識來源于知識獲取機(jī)構(gòu)，同時它又為推理提供求解問題所需的知識。推理機(jī)：推理機(jī)時專家系統(tǒng)的思維機(jī)構(gòu)，實(shí)際上是求解問題的計算機(jī)軟件系統(tǒng)，綜合推理機(jī)的運(yùn)行可以有不同的控制策略。數(shù)據(jù)庫：它是用于存放推理的初

2、始證據(jù)、中間結(jié)果以及最終結(jié)果等的工作存儲器。解釋接口:它把用戶輸入的信息轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)規(guī)范化的表現(xiàn)形式，然后交給相應(yīng)的模塊去處理，把系統(tǒng)輸出的信息轉(zhuǎn)換成用戶易于理解的外部形式顯示給用戶，回答提出的問題。知識獲取：知識獲取是指通過人工方法或機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，將某個領(lǐng)域內(nèi)的事實(shí)性知識和領(lǐng)域?qū)＜宜赜械慕?jīng)驗(yàn)性知識轉(zhuǎn)化成計算機(jī)程序的過程。對知識庫的修改和擴(kuò)充也是在系統(tǒng)的調(diào)試和驗(yàn)證中進(jìn)行，是一件困難的工作。專家系統(tǒng)的特點(diǎn)：具有專家水平的專門知識，能進(jìn)行有效的推理，專家系統(tǒng)的透明性和靈活性，具有一定的復(fù)雜性與難度。3 .在專家系統(tǒng)中，推理機(jī)制，控制策略和搜索方法是如何定義的，它們之間存在什么樣的關(guān)答：推理機(jī)制

3、是根據(jù)一定的原則從已有的事實(shí)推出結(jié)論的過程，這個原則就是推理的核心。專家系統(tǒng)的自動推理是知識推理。而知識推理是在計算機(jī)或者智能機(jī)器中，在知識表達(dá)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)器思維，求解問題，實(shí)現(xiàn)知識推理的智能操作過程。在專家系統(tǒng)中，可以依據(jù)專家所具有的知識的特點(diǎn)來選擇知識表示的方法，而只是推理技術(shù)同知識方法有密切的關(guān)系。控制策略求解問題的策略，是推理的控制策略。而控制策略包括推理方向、推理路線、沖突消解策略等，按推理進(jìn)行的路線與方向，推理可分正向推理、反向推理、混合推理。搜索方法：推理機(jī)時用于對知識庫中的知識進(jìn)行推理來得到結(jié)論的思維機(jī)構(gòu)。三者關(guān)系：推理機(jī)制，控制策略（推理機(jī)構(gòu)）和搜索方法三者都屬于推理范疇

4、，是一個整體。只是執(zhí)行順序不同而已。4 .設(shè)計專家捽制器時應(yīng)考慮哪此特點(diǎn)？專家捽制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)模型為何?答：設(shè)計控制器的一般原則：多樣化的模型描述，在線處理的靈活性，靈活性的控制策略，決策機(jī)構(gòu)的遞階性，推理與決策的實(shí)時性。專家控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)模型：5 .專家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？它和一般的專家系統(tǒng)相同與區(qū)別在哪里?答：專家控制系統(tǒng)具有全方面的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、完善的知識處理功能和實(shí)時控制的可靠性能。這種系統(tǒng)采用黑板等結(jié)構(gòu)，知識庫龐大，推理機(jī)復(fù)雜。它包括有知識獲取子系統(tǒng)和學(xué)習(xí)子系統(tǒng)，人機(jī)接口要求較高。專家式控制器，多為工業(yè)專家控制器，是專家控制系統(tǒng)的簡化形式，針對具體的控制對象或過程，著重于啟發(fā)

5、式控制知識的開發(fā)，具有實(shí)時算法和邏輯功能。專家控制系統(tǒng)與一般的專家控制系統(tǒng)的區(qū)別：(1)通常的專家系統(tǒng)只完成專門領(lǐng)域問題的咨詢功能，它的推理結(jié)果一般用于輔助用戶的決策；而專家控制則要求能對控制動作進(jìn)行獨(dú)立的、自動的決策，它的功能一定要具有連續(xù)的可靠性和較強(qiáng)的抗干擾性。(2)通常的專家系統(tǒng)一般處于離線工作方式，而專家控制則要求在線地獲取動態(tài)反饋信息，因而是一種動態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)具有使用的靈活性和實(shí)時性，即能聯(lián)機(jī)完成控制。6 .直接專家捽制系統(tǒng)和間接專家捽制各有什么特點(diǎn).從保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性來看有哪種方法更困難些？答：直接專家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：直接專家控制系統(tǒng)中，專家控制系統(tǒng)直接起控制器作用，專家控制器在

6、控制系統(tǒng)中所處的位置與常規(guī)控制器完全相同，所不同的是其內(nèi)部組成和工作原理，專家控制器采用PID常規(guī)的控制算法，基于知識庫和推理機(jī)得到相應(yīng)的控制輸出。間接專家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：其基本的控制作用由算法來完成，專家系統(tǒng)通過對使用算法的調(diào)用以及對各種算法參數(shù)的整定和修正，間接的控制作用。間接專家控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)因具體應(yīng)用的不同會表現(xiàn)出更大的多樣性，同時是PID參數(shù)的整定專家，這種專家控制的特點(diǎn)是專家系統(tǒng)間接的對控制信號起作用。直接專家控制系統(tǒng)更困難一些：根據(jù)現(xiàn)場過程響應(yīng)情況和環(huán)境條件，利用知識庫中的專家經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，決定什么時候使用什么參數(shù)啟動什么算法，它也可以是一個調(diào)參專家。根據(jù)知識庫中的專家規(guī)則，調(diào)整PI

7、D參數(shù)及增益，所以從保證系統(tǒng)穩(wěn)定性來看直接專家控制器方法更困難一些。7 .試比較專家控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)在工作原理、推理機(jī)制、知識和視則表示方法的異同。答：1.工作原理：(1)專家控制系統(tǒng)：專家系統(tǒng)的工作過程是根據(jù)知識庫中的知識和用戶提供的事實(shí)推理，不斷地由已知的前提推出未知的結(jié)論，并把這些未知的結(jié)論納入工作存儲空間，作為已知的新事物繼續(xù)推理，從而把求解的問題由未知狀態(tài)轉(zhuǎn)換為已知狀態(tài)。（2）模糊控制系統(tǒng)：模糊控制是模仿人的思維方式和人的控制經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的一種控制，把模糊集合的理論應(yīng)用于控制就可以把人的經(jīng)驗(yàn)形式化，在控制過程中實(shí)現(xiàn)模糊推理與決策。2 .推理機(jī)制：（1）專家控制系統(tǒng)的推理機(jī)制是用于

8、對知識庫中的知識進(jìn)行推理來得到結(jié)論的思維機(jī)構(gòu)。專家系統(tǒng)的自動推理是知識推理。而知識推理是在計算機(jī)或智能機(jī)器中，在知識表達(dá)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)器思維，求解問題，實(shí)現(xiàn)知識推理的智能操作過程。（2）模糊控制系統(tǒng)：模糊推理作為近似推理的一個分支，是模糊控制的理論基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中，它以數(shù)值計算而不是以符號推演為特征，它并不注重如像經(jīng)典邏輯那樣的基于公理的形式推演或基于賦值的語義運(yùn)算，而是通過模糊推理的算法，由推理的前提計算出結(jié)論。3 .知識（1）專家控制系統(tǒng)：專家控制將系統(tǒng)視為基于知識的系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的知識表示如下：（a）受控過程的知識：先驗(yàn)知識，動態(tài)知識。（b）控制、辨識、診斷知識：定量知識、定性知識。（2）模糊控制系統(tǒng)：知識庫包括數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，模糊控制器設(shè)計的關(guān)鍵在于如何有效建立知識庫。數(shù)據(jù)庫的定性設(shè)計包括：量化等級的選擇；量化方法；量化因子；模糊子集的隸屬函數(shù)。規(guī)則庫：用一系列模糊條件描述的模糊控制規(guī)則就構(gòu)成模糊控制規(guī)則庫。4 .規(guī)則表示：（1）專家控制系統(tǒng)：專家控制的規(guī)則庫一般采用產(chǎn)生式規(guī)則表示：“I型制局勢，THEN操作結(jié)論”，由多條產(chǎn)生式規(guī)則構(gòu)成規(guī)則庫。（2）模糊控制系統(tǒng)：規(guī)則的制定有很多種方法，最初的方法就是根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)來確定，不過這種模糊規(guī)則有很大的主觀性，因人而異，但大致趨勢還是差不多的，還可以從已