智能控制习题解
智能控制答案(最终版3题全做)
智能控制作业1.已知某一炉温控制系统，要求温度保持着600℃恒定。
针对该控制系统有以下控制经验。
（1）若炉温低于600℃，则升压；低得越多升压越高。
（2）若炉温高于600℃，则降压；高得越多降压越低。
（3）若炉温等于600℃，则保持电压不变。
设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为控制电压。
输入、输出变量的量化等级为7级，取5个模糊集。
试设计隶属度函数误差变化划分表，控制电压变化划分表和模糊控制规则表。
解：(1) 确定变量定义理想温度为600℃，实际炉温为T,则温度差为：e=600-T将温度差e作为输入变量。
(2)输入量和输出量的模糊化将偏差e分成5个模糊集：负大（NB），负小（NS），零（ZO）,正小（PS），正大（PB）。
将偏差e的变化分成7个等级：-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，从而得到温度变化模糊表如表1所示：控制电压u也分成5个模糊集：负大（NB），负小（NS），零（ZO）,正小（PS），正大（PB）。
将偏差u的变化分成7个等级：-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，而得到电压变化模糊表如表2示：MATLAB仿真程序如下：%Fuzzy Control for water tankclear all;close all;a=newfis('fuzz_tank');a=addvar(a,'input','e',[-3,3]); %Parameter ea=addmf(a,'input',1,'NB','zmf',[-3,-1]);a=addmf(a,'input',1,'NS','trimf',[-3,-1,1]);a=addmf(a,'input',1,'Z','trimf',[-2,0,2]);a=addmf(a,'input',1,'PS','trimf',[-1,1,3]);a=addmf(a,'input',1,'PB','smf',[1,3]);a=addvar(a,'output','u',[-4,4]); %Parameter ua=addmf(a,'output',1,'NB','zmf',[-4,-1]);a=addmf(a,'output',1,'NS','trimf',[-4,-2,1]);a=addmf(a,'output',1,'Z','trimf',[-2,0,2]);a=addmf(a,'output',1,'PS','trimf',[-1,2,4]);a=addmf(a,'output',1,'PB','smf',[1,4]);rulelist=[1 1 1 1; %Edit rule base2 2 1 1;3 3 1 1;4 4 1 1;5 5 1 1];a=addrule(a,rulelist);a1=setfis(a,'DefuzzMethod','mom'); %Defuzzywritefis(a1,'tank'); %Save to fuzzy file "tank.fis" a2=readfis('tank');figure(1);plotfis(a2);figure(2);plotmf(a,'input',1);figure(3);plotmf(a,'output',1);flag=1;if flag==1showrule(a) %Show fuzzy rule baseruleview('tank'); %Dynamic Simulationenddisp('-------------------------------------------------------');disp(' fuzzy controller table:e=[-3,+3],u=[-4,+4] ');disp('-------------------------------------------------------');for i=1:1:7 e(i)=i-4;Ulist(i)=evalfis([e(i)],a2); endUlist=round(Ulist)e=-3; % Erroru=evalfis([e],a2) %Using fuzzy inference2.用高级语言(C 、VC++、MATLAB 等)编程实现用BP 神经网络实现下列函数的非线性映射：101()log ,110f x x x x=≤≤ 分析误差曲线及网络的泛化能力。
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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智能控制习题解.
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
智能控制试卷及答案
智能控制试卷及答案一、试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是智能控制的主要类型？A. 人工智能控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 逻辑控制2. 以下哪种控制方法适用于处理具有不确定性、非线性和时变性等特点的复杂系统？A. PID控制B. 模糊控制C. 串级控制D. 比例控制3. 神经网络控制的核心思想是利用神经网络实现控制规律的映射，以下哪种神经网络模型适用于动态系统的控制？A. BP神经网络B. RBF神经网络C. 感知器D. Hopfield神经网络4. 模糊控制中，模糊逻辑推理的核心部分是？A. 模糊集合B. 模糊规则C. 模糊推理D. 解模糊5. 以下哪种方法不属于智能控制系统的建模方法？A. 基于模型的建模B. 基于数据的建模C. 基于知识的建模D. 基于经验的建模二、填空题（每题2分，共20分）6. 智能控制的理论基础包括________、________和________。
7. 模糊控制的基本环节包括________、________、________和________。
8. 神经网络控制的主要特点有________、________、________和________。
9. 智能控制系统的主要性能指标包括________、________、________和________。
10. 智能控制技术在工业生产、________、________和________等领域有广泛应用。
三、判断题（每题2分，共10分）11. 模糊控制适用于处理具有确定性、线性和时不变性等特点的复杂系统。
（）12. 神经网络控制具有较强的自学习和自适应能力。
（）13. 智能控制系统不需要考虑系统的稳定性和鲁棒性。
（）14. 智能控制技术在无人驾驶、智能家居等领域具有广泛应用前景。
（）15. 模糊控制的核心思想是利用模糊逻辑进行推理和决策。
（）四、简答题（每题10分，共30分）16. 简述模糊控制的基本原理。
智能控制习题解.
ZE e
求：（1）误差为零和误差为正小的隶属函 数 ZE e PS e ； （2）误差为零和误差为正小的隶属函数 ZE e PS e 。
4、智能控制有哪些应用领域？试举出一个应用 实例，并说明其工作原理和控制性能。
答：主要应用的领域有、机器 人等其他领域的控制。 实例：模糊控制的交流伺服系统
1、比较模糊集合与普通集合的异同。
答：模糊集合是对普通集合的扩展，采样模
糊不清晰的集合边界，它们都是指具有某种 属性的对象的全体，都一样也有交，并，补 得运算 。 不同点：普通集合中对象的属性所表达的概 念是清晰地，每个对象对于集合的隶属关系 也是明确的；而模糊集合中对象的属性所表 达的概念本身不是清晰地，对象对集合的隶 属关系也不是明确的。
2、简述智能控制的概念。
答：1)智能控制是自动化科学的崭新分支，是人工 智能、控制理论和运筹学的交叉学科。智能控制必 须具有模拟人类学习和自适应的能力。2)智能控制 是由智能机器自主地实现其目标的过程.而智能机器 则定义为,在结构化或非结构化的,熟悉的或陌生的 环境中,自主地或与人交互地执行人类规定的任务的 一种机器. 3)智能控制是一类无需人的干预就能够自 主地驱动智能机器实现其目标的自动控制,也是用计 算机模拟人类智能的一个重要领域.
习题解析
1、请论述智能控制产生的背景与原因。
答：随着科学技和生产的迅速发展。对自动化的要求不断提 高，以单纯数学解析结构为基础的控制理论，其局限日益明 显，尤其是对一些大型、复杂、高维、非线性和非确定性严 重的现象，其数学模型难以描述，用以传统的控制理路无法 对其进行有效的控制，所以人们转寻求新的控制方法和理论。 人们发现在许多系统中，复杂性不仅仅表现在高维性上，更 多的是表现在系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完 全性上，是否可以改变一下思路，不要完全以控制对象为研 究主题，而是以控制为研究主体？能否用人工控制的逻辑推 理、启发式知识等解决复杂对象的控制问题呢？在这种思想 的指导下，智能控制应运而生了。
智能控制技术复习题课后答案-图文
智能控制技术复习题课后答案-图文一、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4、运筹学，人工智能，自动控制5．近年来，进化论、、和等各门学科的发展给智能控制注入了巨大的活力，并由此产生了各种智能控制方法。
5、神经网络模糊数学专家系统6．智能控制方法比传统的控制方法更能适应对象的、和6、时变性非线性不确定性7．傅京逊首次提出智能控制的概念，并归纳出的3种类型智能控制系统是、和7、人作为控制器的控制系统、人机结合作为控制器的控制系统、无人参与的自主控制系统8、智能控制主要解决传统控制难以解决的复杂系统的控制问题，其研究的对象具备的3个特点为、和8、不确定性、高度的非线性、复杂的任务要求9．智能控制系统的主要类型有、、、、和9、分级递阶控制系统，专家控制系统，神经控制系统，模糊控制系统，学习控制系统，集成或者（复合）混合控制系统10．智能控制的不确定性的模型包括两类：(1)；(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。
11．控制论的三要素是：信息、反馈和控制12．建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14．专家系统中的知识库包括了3类知识，它们分别为、、和判断性规则控制性规则数据15．专家系统的推理机可采用的3种推理方式为推理、和推理。
15、正向推理、反向推理和双向推理16．根据专家控制器在控制系统中的功能，其可分为和16、直接型专家控制器、间接型专家控制器17．普通集合可用函数表示,模糊集合可用函数表示。
(完整版)智能控制题目及解答
智能控制题目及解答第一章绪论作业作业内容1．什么是智能、智能系统、智能控制？2．智能控制系统有哪几种类型，各自的特点是什么?3．比较智能控制与传统控制的特点.4．把智能控制看作是AI(人工智能)、OR(运筹学）、AC(自动控制)和IT(信息论)的交集,其根据和内涵是什么？5．智能控制有哪些应用领域?试举出一个应用实例，并说明其工作原理和控制性能.1 答：智能：能够自主的或者交互的执行通常与人类智能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习等一系列活动的能力，即像人类那样工作和思维。
智能系统：是指具有一定智能行为的系统，对于一定的输入,它能产生合适的问题求解相应。
智能控制：智能控制是控制理论、计算机科学、心理学、生物学和运筹学等多方面综合而成的交叉学科，它具有模仿人进行诸如规划、学习、逻辑推理和自适应的能力。
是将传统的控制理论与神经网络、模糊逻辑、人工智能和遗传算法等实现手段融合而成的一种新的控制方法。
2 答：（1）人作为控制器的控制系统：人作为控制器的控制系统具有自学习、自适应和自组织的功能。
（2）人—机结合作为作为控制器的控制系统：机器完成需要连续进行的并需快速计算的常规控制任务，人则完成任务分配、决策、监控等任务。
（3）无人参与的自组控制系统:为多层的智能控制系统，需要完成问题求解和规划、环境建模、传感器信息分析和低层的反馈控制任务.3 答：在应用领域方面，传统控制着重解决不太复杂的过程控制和大系统的控制问题;而智能控制主要解决高度非线性、不确定性和复杂系统控制问题。
在理论方法上，传统控制理论通常采用定量方法进行处理，而智能控制系统大多采用符号加工的方法；传统控制通常捕获精确知识来满足控制指标,而智能控制通常是学习积累非精确知识;传统控制通常是用数学模型来描述系统，而智能控制系统则是通过经验、规则用符号来描述系统。
在性能指标方面，传统控制有着严格的性能指标要求，智能控制没有统一的性能指标，而主要关注其目的和行为是否达到。
智能控制习题答案
第一章绪论1. 什么是智能、智能系统、智能控制？答：“智能”在美国Heritage词典定义为“获取和应用知识的能力”。
“智能系统”指具有一定智能行为的系统，是模拟和执行人类、动物或生物的某些功能的系统。
“智能控制”指在传统的控制理论中引入诸如逻辑、推理和启发式规则等因素，使之具有某种智能性；也是基于认知工程系统和现代计算机的强大功能，对不确定环境中的复杂对象进行的拟人化管理。
2．智能控制系统有哪几种类型，各自的特点是什么？答：智能控制系统的类型：集散控制系统、模糊控制系统、多级递阶控制系统、专家控制系统、人工神经网络控制系统、学习控制系统等。
各自的特点有：集散控制系统：以微处理器为基础，对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
人工神经网络：它是一种模范动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。
这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。
专家控制系统：是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的经验方法来处理该领域的高水平难题。
可以说是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
多级递阶控制系统是将组成大系统的各子系统及其控制器按递阶的方式分级排列而形成的层次结构系统。
这种结构的特点是：1.上、下级是隶属关系，上级对下级有协调权，它的决策直接影响下级控制器的动作。
2.信息在上下级间垂直方向传递，向下的信息有优先权。
同级控制器并行工作，也可以有信息交换，但不是命令。
智能控制课后习题
作业11 简述智能控制的概念。
定义一: 智能控制是由智能机器自主地实现其目标的过程。
定义二:K.J.奥斯托罗姆则认为，把人类具有的直觉推理和试凑法等智能加以形式化或机器模拟，并用于控制系统的分析与设计中，以期在一定程度上实现控制系统的智能化，这就是智能控制。
定义三: 智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制，也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。
2 智能控制由哪几部分组成？各自的特点是什么？智能控制由人工智能、自动控制、运筹学组成。
人工智能是一个知识处理系统，具有记忆、学习、信息处理、形式语言、启发推理等功能。
自动控制描述系统动力学特性，是一种动态反馈。
运筹学是一种定量优化的方法。
如线性优化，网络规划，调度管理，优化决策和多目标优化的方法等等。
3 比较智能控制和传统控制的特点？1）传统控制方法在处理复杂性、不确定性方面能力低而且有时丧失了这种能力，智能控制在处理复杂性、不确定性方面能力高2）传统控制是基于被控对象精确模型的控制方式，可谓“模型论”智能控制是智能决策论，相对于“模型论”可称为“控制论”3）传统的控制为了控制必须建模，而利用不精确的模型又采用摸个固定控制算法，使整个的控制系统置于模型框架下，缺乏灵活性，缺乏应变性，因此很难胜任对复杂系统的控制智能控制的可信是控制决策，次用灵活机动的决策方式迫使控制朝着期望的目标逼近。
4）传统控制适用于解决线性、时不变等相对简单的的控制问题智能控制是对传统控制理论的发展，传统控制室智能控制的一个组成部分，是智能控制的低级阶段。
4 智能控制有哪些应用领域？试举出一个应用实例。
应用领域：模糊系统、神经网络、专家控制、工业想、系统、电力系统、机器人等其他领域的控制。
应用实例：模糊控制的交流伺服系统作业21.在完成上次作业的基础上,进一步细化,给出使用智能控制的必要性 ,以及智能控制结果的验证比较方法;传统控制方法包括经典控制和现代控制，是基于被控对象精确模型的控制方式，缺乏灵活性和应变能力，只适用于解决线性、时不变线等相对简单的控制问题。
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1、 设有一模糊控制器的输出结果为模糊集合C ，其隶属度 为 C = 0.3/-1 + 0.8/-2 + 1/-3 + 0.5/-4 + 0.1/-5 试用重心法计算模糊判决的结果。 2、已知某一加热炉温控系统，要求温度保持在600度恒定。 目前此系统采用人工控制方式，并有以下控制经验： （1）若炉温低于600度，则升压；低的越多升的越高。 （2）若炉温高于600度，则降压；高的越多降的越低。 （3）若炉温等于600度，则保持电压不变。 设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为 控制电压。两个变量的量化等级为7级，取五个语言值。隶 属函数确定的原则任意确定。试按常规模糊控制器的设计方 法设计出模糊控制表。
0 0 0.4 1 0.4 0 0 ZE e 30 20 10 0 10 20 30 0 0 0 0.3 1 0.3 0 PS e 30 20 10 0 10 20 30
求：（1）误差为零和误差为正小的隶属函 数 ZE e PS e ； （2）误差为零和误差为正小的隶属函数 ZE e PS e 。
0 a 25 25 a 200
求：“很年轻W”、“不年老也不年轻 个模糊集的隶属函数。
V”两
2解
（1）语气算子“很” λ=2，即μｗ（a） =μｒ(a) ² “很年轻”模糊集隶属度函数为
（2）：“不老也不年轻” V=/OI/Y
3、设误差的离散论域为【-30，-20，10,0,10,20,30】，且已知误差为零（ZE）和误差为 正小（PS）的隶属函数为
4解
（1）P。Q=
POQOR=
(2) PUQ=
PUQOS=
(3) (POQ)U(QOS)=(PUQ)O S=
5、考虑如下条件语句： 如果 转角误差远远大于15○ 那么快速减小方向角 其隶属度函数定义为 A=转角误差远远大于15○=0/15 + 0.2/17.5 + 0.5/20 + 0.8/22.5 + 1.0/25 B=那么快速减小方向角=1/-20 + 0.8/-15 + 0.4/-10 + 0.1/-5 + 0/0 问：当A„=转角误差大约在20○时方向角应该怎样 变化？ 设A„=转角误差大约在20○的隶属函数=0.1/15 + 0.6/17.5 + 1/20 + 0.6/22.5 + 0.1/25。（用 Mamdani推理算法计算）
5解
先求关系矩阵 R=A × B R=A × B=
A′= 则方向角的变化 B′= A′O R =
6、设有论域 X u1 , u 2 , u3 , u 4 , u5
，Y v
1
, v 2 , v3 , v 4 , v5
，并定义
A 轻 1 / u1 0.8 / u 2 0.6 / u 3 0.4 / u 4 0.2 / u 5 B 重 0.2 / v1 0.4 / v 2 0.6 / v3 0.8 / v 4 1 / v5
3、比较智能控制与传统控制的特点。
答：智能控制的特点：1）能为复杂系统（如非线 性、快事变、多变量、强耦合、不确定性等）进行 有效的全局控制，并具有较强的容错能力。2）定 性决策和定量控制相结合的多模态组合控制。3） 从系统的功能和整体优化的角度来分析和综合系统， 以实现预定的目标，并应具有自组织能力。4）同 时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学表示 的数学模型的混合控制过程，系统在信息处理上， 既有数学运算，又有逻辑和知识推理。 传统控制中，稳定性、准确性和快速性。主要是以 数字解析为结构的为基础的控制理论。
4、智能控制有哪些应用领域？试举出一个应用 实例，并说明其工作原理和控制性能。
答：主要应用的领域有：模糊系统、神经网
络、专家控制、工业系统、电力系统、机器 人等其他领域的控制。 实例：模糊控制的交流伺服系统
1、比较模糊集合与普通集合的异同。
答：模糊集合是对普通集合的扩展，采样模
糊不清晰的集合边界，它们都是指具有某种 属性的对象的全体，都一样也有交，并，补 得运算 。 不同点：普通集合中对象的属性所表达的概 念是清晰地，每个对象对于集合的隶属关系 也是明确的；而模糊集合中对象的属性所表 达的概念本身不是清晰地，对象对集合的隶 属关系也不是明确的。
2、已知年龄的论域为[0.200]，且设“年老O”
和“年轻Y”两个模糊集的隶属函数分别为
0 a 50 0 2 1 O a a 50 50 a 200 1 5
1 2 1 Y a a 25 1 5
3解
（1）
（2）
4、已知模糊矩阵P、Q、R、S为
0.6 0.9 P 0.2 0.7 0.5 0.7 Q 0.1 0.4 0.2 0.3 R 0.7 0.7 0.1 0.2 S 0.6 0.5
求：（1）P Q R ； （2）P Q S ； （3）P S Q S 。
试确定模糊条件语句“如果x轻，则y 重，否则y不非常重”所决定的模糊关系 矩阵R，并计算出当x为非常轻、重条件下 所对应的模糊集合y。
6
解 B′= 非常重=
B″=不非常重=B =
关系矩阵R=(A×B)U
A×B=
1、已知语言变量x，y，z。 X的论域为{1,2,3}，定义有两个语言值： “大”＝{0, 0.5, 1}； “小”={1, 0.5, 0}。 Y的论域为{10,20,30,40,50}，语言值为： “高”={0, 0, 0, 0.5, 1}; “中”={0, 0.5, 1, 0.5, 0}; “ 低”={1, 0.5, 0, 0, 0}。 Z的论域为{0.1,0.2,0.3}，语言值为： “长”={0, 0.5, 1}；“短”={1, 0.5, 0} 则1）试求规则： 如果 x 是 “大” 并且 y 是“高” 那么 z是“长”； 否则，如果 x 是“小” 并且 y 是 “中” 那么 z是“短”。 所蕴涵的x，y，z之间的模糊关系R。 2）假设在某时刻，x是“略小”={0.7, 0.25, 0}， y是“略高”={0, 0, 0.3, 0.7, 1} 试根据R通过Zadeh法模糊推理求出此时输出z的语言取值。
习题解析
1、请论述智能控制产生的背景与原因。
答：随着科学技和生产的迅速发展。对自动化的要求不断提 高，以单纯数学解析结构为基础的控制理论，其局限日益明 显，尤其是对一些大型、复杂、高维、非线性和非确定性严 重的现象，其数学模型难以描述，用以传统的控制理路无法 对其进行有效的控制，所以人们转寻求新的控制方法和理论。 人们发现在许多系统中，复杂性不仅仅表现在高维性上，更 多的是表现在系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完 全性上，是否可以改变一下思路，不要完全以控制对象为研 究主题，而是以控制为研究主体？能否用人工控制的逻辑推 理、启发式知识等解决复杂对象的控制问题呢？在这种思想 的指导下，智能控是自动化科学的崭新分支，是人工 智能、控制理论和运筹学的交叉学科。智能控制必 须具有模拟人类学习和自适应的能力。2)智能控制 是由智能机器自主地实现其目标的过程.而智能机器 则定义为,在结构化或非结构化的,熟悉的或陌生的 环境中,自主地或与人交互地执行人类规定的任务的 一种机器. 3)智能控制是一类无需人的干预就能够自 主地驱动智能机器实现其目标的自动控制,也是用计 算机模拟人类智能的一个重要领域.