智能控制第八章课后习题答案
智能控制技术复习题课后答案讲解
(2)。
10、(1)模型未知或知之甚少；(2)模型的结构和参数可能在很大范围内变化。
立一个实用的专家系统的步骤包括三个方面的设计，它们分别是、
和。知识库的设计推理机的设计人机接口的设计
13．专家系统的核心组成部分为和。知识库、推理机
一、填空题
1．智能控制是一门新兴的学科，它具有非常广泛的应用领域，例如、、和。
1、交叉学科在机器人控制中的应用在过程控制中的应用飞行器控制
2．传统控制包括和。2、经典反馈控制现代理论控制
3．一个理想的智能控制系统应具备的基本功能是、、和。
3、学习功能适应功能自组织功能优化能力
4．智能控制中的三元论指的是：、和。
•(6)具有获取知识的能力；
•(7)知识与推理机构相互独立。专家系统一般把推理机构与知识分开，使其独立，使系统具有良好的可扩充性和维护性。
2、简述专家系统设计的基本结构。
答：基本知识描述---系统体系结构---工具选择----知识表示方法----推理方式----对话模型.P20
4、什么是专家控制系统？专家控制系统分为哪几类？
46、二进制编码
47.遗传算法的3种基本遗传算子、和。
47、比例选择算子单点交叉算子变异算子
48．遗传算法中，适配度大的个体有被复制到下一代。更多机会
49.遗传算法中常用的3种遗传算子（基本操作）为、、和。
49、复制、交叉和变异
第一章
1
答：（1）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。
（3）神经控制系统（1分）
神经网络具有某些智能和仿人控制功能。学习算法是神经网络的主要特征。
（4）遗传算法（2分）
自动控制原理第八章
2.非线性系统的一般数学模型
f (t , d y dt
n n
,
dy dt
, y ) g (t ,
d r dt
m
m
,
dr dt
, r)
其中，f (· )和g (· )为非线性函数。
2012-6-21 《自动控制原理》 第八章 非线性系统 23
2012-6-21 《自动控制原理》 第八章 非线性系统 5
（1）当初始条件x0＜1时，1－x0＞0，上式具有负的特
征根，其暂态过程按指数规律衰减，该系统稳定。 （2）当x0=1时，1－x0=0，上式的特征根为零，其暂 态过程为一常量。 （3）当x0＞1时，1－x0＜0，上式的特征根为正值，系 统暂态过程按指数规律发散，系统不稳定。 系统的暂态过程如图所示。 由于非线性系统的这种性质， 在分析它的运动时不能应用 线性叠加原理。
非线性弹簧输出的幅频特性
2012-6-21 《自动控制原理》 第八章 非线性系统 11
实际中常见的非线性例子
实际的非线性例子：晶体管放大器有一个线性工作范围，
超出这个范围，放大器就会出现饱和现象；有时，工程上
还人为引入饱和特性用以限制过载；
电动机输出轴上总是存在摩擦力矩和负载力矩，只有在输
2012-6-21
《自动控制原理》 第八章 非线性系统
16
系统进入饱和后，等效K↓
% ( 原来系统稳定，此时系 统一定稳定） （原来不稳，非线性系 统最多是等幅振荡） 振荡性 限制跟踪速度，跟踪误 差 ，快速性
人工智能习题&答案-第8章-机器人规划
第八章机器人规划8-1有哪几种重要的机器人高层规划系统?它们各有什么特点?你认为哪种规划方法有较大的发展前景?基于谓词逻辑的规划是用谓词逻辑来描述世界模型及规划过程的一种规划方法(1)规划演绎法。
用F规则求解规划序列。
(2)逻辑演算和通用搜索法。
STRIPS和ABSTRIPS系统。
(3)具有学习能力的规划系统。
如PULP-I系统(4)分层规划方法。
如NOAH规划系统，它特别适用于非线性规划(5)基于专家系统的规划。
如ROPES规划系统，它具有更快的规划速度，更强的规划能力和更大的适应性。
发展前景？8-2让right(x),left(x),up(x)和down(x)分别表示八数码难题中单元x左边、右边、上面和下面的单元(如果这样的单元存在的话)。
试写出STIPS规划来模拟向上移动B(空格)、向下移动B、向左移动B和向右移动B等动作。
8-3考虑设计一个清扫厨房规划问题。
(1)写出一套可能要用的STRIPS型操作符。
当你描述这些操作符时，要考虑到下列情况：·清扫火炉或电冰箱会弄脏地板。
·要清扫烘箱，必须应用烘箱清洗器，然后搬走此清洗器。
·在清扫地板之前，必须先行打扫。
·在打扫地板之前，必须先把垃圾筒拿出去。
·清扫电冰箱造成垃圾污物，并把工作台弄脏。
·清洗工作台或地板使洗涤盘弄脏。
(2)写出一个被清扫厨房的可能初始状态描述，并写出一个可描述的(但很可能难以得到的)目标描述。
(3)说明如何把STRIPS规划技术用来求解这个问题。
(提示：你可能想修正添加条件的定义，以便当某个条件添加至数据库时，如果出现它的否定的话，就能自动删去此否定)。
8-4曲颈瓶F1和F2的容积分别为C1和C2。
公式CONT(X，Y)表示瓶子X含有Y容量单位的液体。
试写出STRIPS规划来模拟下列动作：(1)把F1内的全部液体倒进F2内。
(2)用F1的部分液体把F2装满。
8-5机器人Rover正在房外，想进入房内，但不能开门让自已进去，而只能喊叫，让叫声促使开门。
智能控制理论课后习题及复习
二、课后习题
������������������ (������������ ) ������ 根据������ ( ������⁄������������ ) = max(������ (������ ),������ (������ ))可计算得相及矩阵 G 的各项： ������ ������ ������ ������
1
2 ������ − 25 ������������ (x) = ������������(������) ={ {[1 + ( ) ] }2 25 < ������ ≪ 200 5
2 −1
0 ≪ ������ ≪ 25
（2）求“不年老也不年轻 V”的隶属度函数 ̅ ∩ ������ ̅ 不年老也不年轻，即V = ������ ̅： ������ 1 ������ − 50 ������������ ̅ (x) = 1 − ������������ (x) = { 1 − [1 + ( ) ] 5 ̅： ������ 0 ������������ ̅ (x) = 1 − ������������ (x) = { 所以： ������������ (x) = ������������ ̅ ∧ ������������ ̅ (x)，������������ ̅ = min{������������ ̅ (x)} 1 − [1 + ( ������ − 25 ) ] 5
一、重点内容
1.隶属度函数的定义。 （教材 P16） 2.模糊集合的定义及表示法。 （教材 P17） 3.模糊集合的运算与基本性质。 （教材 P18，P19） 4.隶属度函数的重叠指数。 （教材 P22） 5.隶属度函数的选择方法。 （教材 P23） 6.隶属度函数的二元对比排序法。 （教材 P24） 7. 各种函数图形类型的隶属度函数适用于什么情况。 （教材 P25，P26） 8.模糊关系定义及表示法。 （教材 P27，P28） 9.模糊关系之直积、代数积。 （教材 P29，P30） 10.模糊关系的合成。 （教材 P31，P32） 11.模糊控制器的设计步骤（教材 P67）
智能控制（研究生）习题集
习题集第一章概论1.试从学科和能力两个方面说明什么是人工智能。
2.哪些思想、思潮、时间和人物在人工智能发展过程中起了重要作用?3.近年来人工智能研究取得哪些重要进展?4.为什么能够用计算机模拟人类智能?5.目前人工智能学界有哪些学派?它们的认知观为何?6.自动控制存在什么机遇与挑战?为什么要提出智能控制?7.简述智能控制的发展过程,并说明人工智能对自动控制的影响。
8.傅京孙对智能控制有哪些贡献?9.什么是智能控制?它具有哪些特点?10.智能控制器的一般结构和各部分的作用为何?它与传统控制器有何异同?11.智能控制学科有哪几种结构理论?这些理论的内容是什么?12.为什么要把信息论引入智能控制学科结构?13.人工智能不同学派的思想在智能控制上有何反映?第二章知识表示方法1.状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点?2.设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?3.利用下图,用状态空间法规划一个最短的旅行路程:此旅程从城市A开始,访问其他城市不多于一次,并返回A。
选择一个状态表示,表示出所求得的状态空间的节点及弧线,标出适当的代价,并指明图中从起始节点到目标节点的最佳路径。
4.试说明怎样把一棵与或解树用来表达下图所示的电网络阻抗的计算。
单独的R、L或C可分别用R、jωL或1/jωC来计算,这个事实用作本原问题。
后继算符应以复合并联和串联阻抗的规则为基础。
5.试用四元数列结构表示四圆盘梵塔问题,并画出求解该问题的与或图。
6.用谓词演算公式表示下列英文句子(多用而不是省用不同谓词和项。
例如不要用单一的谓词字母来表示每个句子)。
A computer system is intelligent if it can perform a task which,if performed by a human, requires intelligence.7.把下列语句表示成语义网络描述:(1)All man are mortal.(2)Every cloud has a silver lining.(3)All branch managers of DEC participate in a profit-sharing plan.8.作为一个电影观众,请你编写一个去电影院看电影的剧本。
简述可编程序控制器的定义
第一章习题1. 简述可编程序控制器的定义。
2. 可编程控制器的基本组成有哪些？3. 输入接口电路有哪几种形式？输出接口电路有哪几种形式？各有何特点？4. PLC的工作原理是什么？工作过程分哪几个阶段？5. PLC的工作方式有几种？如何改变PLC的工作方式？6. 可编程序控制器有哪些主要特点?7. 与一般的计算机控制系统相比可编程序控制器有哪些优点?8. 与继电器控制系统相比可编程序控制器有哪些优点?9. 可编程序控制器可以用在哪些领域?第二章习题1. S7-200系列PLC有哪些编址方式？2. S7-200系列CPU224 PLC有哪些寻址方式？3. S7-200系列PLC的结构是什么？4. CPU224 PLC有哪几种工作方式？5. CPU224 PLC有哪些元件，它们的作用是什么？6. 常见的扩展模块有几类？扩展模块的具体作用是什么？7. PLC需要几个外电源？说明各自的作用？第三章习题1. 如何建立项目？2. 如何在LAD中输入程序注解？3. 如何下载程序？4. 如何在程序编辑器中显示程序状态？5. 如何建立状态图表？6. 如何执行有限次数扫描？7. 如何打开交叉引用表？交叉引用表的作用是什么？第四章习题1. 填空1）通电延时定时器（TON）的输入（IN）时开始定时，当前值大于等于设定值时其定时器位变为，其常开触点，常闭触点。
2）通电延时定时器（TON）的输入（IN）电路时被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值等于。
3）若加计数器的计数输入电路（CU），复位输入电路（R），计数器的当前值加1。
当前值大于等于设定值（PV）时，其常开触点，常闭触点。
复位输入电路时计数器被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值为。
4）输出指令（=）不能用于映像寄存器。
5）SM 在首次扫描时为1，SM0.0一直为。
6）外部的输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为状态，梯形图中对应的常开接点，常闭接点。
7）若梯形图中输出Q的线圈“断电”，对应的输出映像寄存器为状态，在输出刷新后，继电器输出模块中对应的硬件继电器的线圈，其常开触点。
计算机控制系统清华大学出社何克忠李伟习题参考答案
第一章计算机控制系统是怎么样分类的按功能和控制规律可各分几类答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。
（2）直接数字控制（简记为DDC）。
（3）监督控制（简记为SCC）。
（4）分级控制。
（5）集散控制。
（6）计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。
（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。
（3）有限拍控制。
（4）复杂规律控制。
（5）智能控制。
计算机控制系统由哪些部分组成并画出方框图。
答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图：P115 图输出反馈计算机控制系统简述采样定理及其含义。
答：采样定理：如果采样角频率=2/T大于2，即≥2，则采样的离散信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。
式中是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。
含义：要使采样信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样角频率，使≥多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。
答：采样时间是足够短的时间，y(kT)y(kT+),0<<。
应满足 T≥N。
设有模拟信号(0～5)V和～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。
答：量化单位q=,量化误差根据以上公式可求得(05)V：转换位数81012量化单位q/mV量化误差V：转换位数81012量化单位q/mV量化误差试述数模转换器的作用如何选择转换器的位数答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)。
转换的精度取决模-数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。
计算机控制系统有哪些主要的性能指标如何衡量答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标如何衡量系统的稳定性答：用相角裕量和幅值裕量来衡量计算机控制系统的稳定程度。
计算机控制系统清华大学出版社何克忠李伟习题参考答案
第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。
（2）直接数字控制（简记为DDC）。
（3）监督控制（简记为SCC）。
（4）分级控制。
（5）集散控制。
（6）计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。
（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。
（3）有限拍控制。
（4）复杂规律控制。
（5）智能控制。
1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。
答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统1.9 简述采样定理及其含义。
答：采样定理：如果采样角频率ωω=2π/T大于2ωmax，即ωω≥2ωmax，则采样的离散信号ω∗(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。
式中ωmax是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。
含义：要使采样信号ω∗(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样角频率，使ωω≥2ωmax1.10 多路巡回检测时，采样时间τ，采样周期T和通道数N之间的关系。
答：采样时间是足够短的时间，y(kT)≈y(kT+?t),0<?t<ωω。
应满足 T≥Nωω。
1.12 设有模拟信号(0～5)V 和(2.5～5)V ，分别用8位、10位和12位A/D 转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。
答：量化单位q=ωωωω∗−ωωωω∗2ω−1≈ωωωω∗−ωωωω∗2ω,量化误差ε=q /2根据以上公式可求得(0~5)V ：(2.5~5)V ：1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量ω∗(t)。
转换的精度取决模-数转换器的位数n ，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.什么叫产生式系统？它由哪些部分组成？试举例略加说明。
答：如果满足某个条件，那么就应当采取某些行动，满足这种生产式规则的专家系统成为产生式系统。
产生式系统主要由总数据库，产生式规则和推理机构组成。
举例：医疗产生式系统。
2.专家系统有哪些部分构成？各部分的作用如何？专家系统它具体有哪些特点和优点？
答：知识库：知识库是知识的存储器，用于存储领域专家的经验性知识以及有关的事实、一般常识等。
知识库中的知识来源于知识获取机构，同时它又为推理提供求解问题所需的知识。
推理机：推理机时专家系统的思维机构，实际上是求解问题的计算机软件系统，综合推理机的运行可以有不同的控制策略。
数据库：它是用于存放推理的初始证据、中间结果以及最终结果等的工作存储器。
解释接口：它把用户输入的信息转换成系统内规范化的表现形式，然后交给相应的模块去处理，把系统输出的信息转换成用户易于理解的外部形式显示给用户，回答提出的问题。
知识获取：知识获取是指通过人工方法或机器学习的方法，将某个领域内的事实性知识和领域专家所特有的经验性知识转化成计算机程序的过程。
对知识库的修改和扩充也是在系统的调试和验证中进行，是一件困难的工作。
专家系统的特点：具有专家水平的专门知识，能进行有效的推理，专家系统的透明性和灵活性，具有一定的复杂性与难度。
3.在专家系统中，推理机制，控制策略和搜索方法是如何定义的，它们之间存在什么样的关系？
答：推理机制是根据一定的原则从已有的事实推出结论的过程，这个原则就是推理的核心。
专家系统的自动推理是知识推理。
而知识推理是在计算机或者智能机器中，在知识表达的基础上，进行机器思维，求解问题，实现知识推理的智能操作过程。
在专家系统中，可以依据专家所具有的知识的特点来选择知识表示的方法，而只是推理技术同知识方法有密切的关系。
控制策略求解问题的策略，是推理的控制策略。
而控制策略包括推理方向、推理路线、冲突消解策略等，按推理进行的路线与方向，推理可分正向推理、反向推理、混合推理。
搜索方法：推理机时用于对知识库中的知识进行推理来得到结论的思维机构。
三者关系：推理机制，控制策略（推理机构）和搜索方法三者都属于推理范畴，是一个整体。
只是执行顺序不同而已。
4.设计专家控制器时应考虑哪些特点？专家控制系统的一般结构模型为何？
答：设计控制器的一般原则：多样化的模型描述，在线处理的灵活性，灵活性的控制策略，
决策机构的递阶性，推理与决策的实时性。
专家控制系统的一般结构模型：
5.专家控制系统的特点是什么？它和一般的专家系统相同与区别在哪里？
答：专家控制系统具有全方面的专家系统结构、完善的知识处理功能和实时控制的可靠性能。
这种系统采用黑板等结构，知识库庞大，推理机复杂。
它包括有知识获取子系统和学习子系统，人机接口要求较高。
专家式控制器，多为工业专家控制器，是专家控制系统的简化形式，针对具体的控制对象或过程，着重于启发式控制知识的开发，具有实时算法和逻辑功能。
专家控制系统与一般的专家控制系统的区别：
（1）通常的专家系统只完成专门领域问题的咨询功能，它的推理结果一般用于辅助用户的决策；而专家控制则要求能对控制动作进行独立的、自动的决策，它的功能一定要具有连续的可靠性和较强的抗干扰性。
（2）通常的专家系统一般处于离线工作方式，而专家控制则要求在线地获取动态反馈信息，因而是一种动态系统，它应具有使用的灵活性和实时性，即能联机完成控制。
6.直接专家控制系统和间接专家控制各有什么特点，从保证系统的稳定性来看有哪种方法更困难些？
答：直接专家控制系统的特点：直接专家控制系统中，专家控制系统直接起控制器作用，专家控制器在控制系统中所处的位置与常规控制器完全相同，所不同的是其内部组成和工作原理，专家控制器采用PID常规的控制算法，基于知识库和推理机得到相应的控制输出。
间接专家控制系统的特点：其基本的控制作用由算法来完成，专家系统通过对使用算法的调用以及对各种算法参数的整定和修正，间接的控制作用。
间接专家控制的系统结构因具体应用的不同会表现出更大的多样性，同时是PID参数的整定专家，这种专家控制的特点是专家系统间接的对控制信号起作用。
直接专家控制系统更困难一些：根据现场过程响应情况和环境条件，利用知识库中的专家经验规则，决定什么时候使用什么参数启动什么算法，它也可以是一个调参专家。
根据知识库中的专家规则，调整PID参数及增益，所以从保证系统稳定性来看直接专家控制器方法更困难一些。
7.试比较专家控制系统和模糊控制系统在工作原理、推理机制、知识和规则表示方法的异同。
答：1.工作原理：
（1）专家控制系统：专家系统的工作过程是根据知识库中的知识和用户提供的事实推理，不断地由已知的前提推出未知的结论，并把这些未知的结论纳入工作存储空间，作为已知的新事物继续推理，从而把求解的问题由未知状态转换为已知状态。
（2）模糊控制系统：模糊控制是模仿人的思维方式和人的控制经验来实现的一种控制，把模糊集合的理论应用于控制就可以把人的经验形式化，在控制过程中实现模糊推理与决策。
2.推理机制：
（1）专家控制系统的推理机制是用于对知识库中的知识进行推理来得到结论的思维机构。
专家系统的自动推理是知识推理。
而知识推理是在计算机或智能机器中，在知识表达的基础上，进行机器思维，求解问题，实现知识推理的智能操作过程。
（2）模糊控制系统：模糊推理作为近似推理的一个分支，是模糊控制的理论基础。
在实际应用中，它以数值计算而不是以符号推演为特征，它并不注重如像经典逻辑那样的基于公理的形式推演或基于赋值的语义运算，而是通过模糊推理的算法，由推理的前提计算出结论。
3.知识
（1）专家控制系统：专家控制将系统视为基于知识的系统，控制系统的知识表示如下：（a）受控过程的知识：先验知识，动态知识。
（b）控制、辨识、诊断知识：定量知识、定性知识。
（2）模糊控制系统：知识库包括数据库和规则库，模糊控制器设计的关键在于如何有效建立知识库。
数据库的定性设计包括：量化等级的选择；量化方法；量化因子；模糊子集的隶属函数。
规则库：用一系列模糊条件描述的模糊控制规则就构成模糊控制规则库。
4.规则表示：
（1）专家控制系统：专家控制的规则库一般采用产生式规则表示：“IF控制局势，THEN操作结论”，由多条产生式规则构成规则库。
（2）模糊控制系统：规则的制定有很多种方法，最初的方法就是根据专家经验来确定，不过这种模糊规则有很大的主观性，因人而异，但大致趋势还是差不多的，还可以从已知数据中制造模糊规则，比如可以从最优控制得到的数据中提取模糊规则，还可以得到和最优控制类似的结果。
还有就是专家经验与数据相结合，首先由专家提供一个初始的经验表，然后在进行过程中，根据测得的数据调整得到的经验表。