专家控制介绍解析
第四章 专家系统与专家控制
4.1 专家系统的概念
4.1.3 专家系统的类型
关于专家系统的分类，目前还无定论。我 们仅从几个不同的侧面对此进行讨论。 （1）按用途分类 按用途分类，专家系统可分为：诊断型、 解释型、预测型、决策型、设计型、规划型、控 制型、调度型等几种类型。 （2）按输出结果分类 按输出结果分类，专家系统可分为分析型 和设计型。 9
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4.1 专家系统的概念
(1)专家拥有丰富的专业知识和实践经验， 或者说他（她）拥有丰富的理论知识和经验知 识，特别是经验知识； (2)专家具有独特的思维方式，即独特的分 析问题和解决问题的方法和策略。 专家系统应该具备以下四个要素： (1) 应用于某专门领域； (2) 拥有专家级知识； (3) 能模拟专家的思维； (4) 能达到专家级水平。 5
4.1 专家系统的概念
所以，准确一点讲，专家系统应该是：应 用于某一专门领域，拥有该领域相当数量的专 家级知识，能模拟专家的思维，能达到专家级 水平，能像专家一样解决困难和复杂的实际问 题的计算机(软件)系统。
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4.1 专家系统的概念
4.1.2 专家系统的特点
同一般的计算机应用系统（如数值计算、数 据处理系统等）相比，专家系统具有下列特点： (1)从处理的问题性质看，专家系统善于解决 那些不确定性的、非结构化的、没有算法解或虽有 算法解但在现有的机器上无法实施的困难问题。 (2)从处理问题的方法看，专家系统则是靠知 识和推理来解决问题（不像传统软件系统使用固定 的算法来解决问题），所以，专家系统是基于知识 的智能问题求解系统。 7
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4.2 专家系统的结构
（2）推理机（Inferense Engine） 所谓推理机，就是实现（机器）推理的程 序，是使用知识库中的知识进行推理而解决问 题的。所以，推理机也就是专家的思维机制， 即专家分析问题、解决问题的方法的一种算法 表示和机器实现。
专家控制技术在设施园艺中的应用
信 息处 理 后 。再 对 信 息 进 行 提 取 和 加 工 ，为 控 制 决
策提 供 依 据 。这 部 分 信 息 其 实 是 各 环 境 因 子 进行 比
较后 输 入 进 入 推 理 机 ；通 过 已设 定 的规 则 控 制 集 的
产 体 系 …。作 为 设 施 园 艺 中 的重 要 组 成 部 分一 温 室
环 境 的控 制 具 有 模 型复 杂 、多 因 子相 互 作 用 、较 大
的非 线 性 、时 间 滞 后 和 不 确 定性 等特 点 。 传 统 、常 规 控 制 理 论 ，如鲁 棒 控 制 和 自适 应 控 。
方法。
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ｌ ７． ７
维普资讯
２０ ０６年 ３月
农 机 化 研 究
）
第 ３期
产 生 式 规 则 表 示 方 法 的 基 ＿ 思 想 就 是 把 知 识 表 奉
线辨识对象模型 ， 能够 解 决 一 定 程 度 的 不 确 定 问题 ；
但 是 由于 方 式 复 杂 、计 算 量 大 ，在 温 室 控 制 中 不 适 用 。专 家 系 统 技 术 在 控 制 系 统设 计 、故 障 检 测 、仿 真 、建 模 和 辨识 ，到 实 施性 能检 测 ， 自适 应 和 自整
瑞 典 学 者 最 早 将 专 家 系统 技 术 引 入 自动 控 制 ，并 提 出 了专 家 控 制 的 概 念 。专 家 控 制 系 统 控 制 的 关 键 是通 过 基 于知 识 结构 的启 发 式 逻辑 的应 用 ，它 使 用 实 时信 息 处 理 方式 监 控 系 统 的 动 态性 能 ，并 能 给 出
第7章专家控制系统
第7章 专家控制系统教学内容首先介绍专家系统基本概念、特征、组成以及基本类型。
然后讲授专家控制系统的工作原理，最后介绍了建立专家系统的步骤和专家控制器。
教学重点1．专家系统的概念，即它是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
将专家系统同控制理论和技术相结合，对系统进行控制形成专家控制系统。
把专家系统作为控制器称为专家控制器。
专家系统的基本组成，即由知识库、推理机、解释接口等组成。
2．专家控制系统工作原理。
专家系统设计的基本步骤：认识和阶段化概念，实现阶段，获取知识、构造外部知识库，调试和检验阶段。
教学难点专家系统的工作原理、知识的表示和获取，专家系统的设计。
教学要求1．了解专家系统的概念，理解专家控制系统、专家控制器的概念。
2．掌握专家系统的特征、组成和基本类型。
3．理解专家控制系统的工作原理。
知识的表示和获取。
4．掌握建立专家系统的步骤。
5．了解专家控制器的组成，专家控制器的设计原则。
7.1 概述7.1.1 专家系统的起源与发展人工智能科学家一直在致力于研制在某种意义上讲能够思维的计算机软件，用以“智能化”的处理、解决实际问题。
60年代，科学家们试图通过找到解决多种不同类型问题的通用方法来模拟思维的复杂过程，并将这些方法用于通用目的的程序中。
然而事实证明这种“通用”程序处理的问题类型越多，对任何个别问题的处理能力似乎就越差。
后来，科学家们认识到了问题的关键即计算机界程序解决问题的能力取决于它所具有的知识量的大小。
为使一个程序智能化，必须使其具有相关领域的大量高层知识。
为解决某具体专业领域问题的计算机程序系统的开发研制工作，导致专家系统这一新兴学科的兴起。
从本质上讲，专家系统是一类包含着知识和推理的智能计算机程序，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识和经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域的问题。
1965年斯坦福大学开始建立用于分析化合物内部结构的DENTRAL系统，首先使用了“专家系统”的概念。
直流调速系统中的专家控制
#" 直流调速系统的自动控制
在传统的直流调 速系 统中， 最 广 泛使 用的 控制 方法 是模拟结构的转 速 ) 电流 双闭 环控 制。系统 中， 主 要被 调量转速和辅助 被调量 电流 分开 加以控 制， 转 速调 节器 /P2 和电流 调 节器 /M2 之 间实 现 串 联 联结， 如图 & 所 示。由图可见， 转 速调 节 环在 外， 电 流调 节 环在 内， /P2 的输出作为 /M2 的给定值， /M2 的输出 电压则作为 可控 硅移相触发器的 移相 控制电 压， 从而 实现 转速 ) 电 流两 种调节作用的配合双闭环控制
专家控制的实质是基于控制 对象和控制 规律的 各种 知识， 并以智 能方式应用这些知识， 使控制系 统和受 控过 程尽可能优化的过程。根据专家 控制器输出 信号作 用于 受控对象的形式 不同， 专家 控制 系统可 分为 直 接专 家控 制系统和间接专家控制系统 两类。在直接专 家控制 系统 中， 专家 控制器代替了原有的控制器， 其输出 信号直 接作 为受控对象的 输入量， 从 而实 现控 制作 用。间 接专 家控 制系统的控 制器 由 专家 控 制器 和其 他 控 制器 两 部分 组 成， 专 家控制器的作用是监控系统的 控制过程， 通过 调整 其他控制器的结构或参数， 完成对受 控对象的 间接控 制。 本文所介绍的专家控制直流调 速系统是一 种直接专 家控 制系统。
第 Q 卷第 + 期 ! "" # 年 &! 月
无 锡 职 业 技 术 学 院 学 报
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PMSM矢量控制--电流采样及坐标变换专家解析
电流采样及坐标变换前言永磁同步电机（PMSM）应用范围广泛，经常用于新能源汽车、机床、工业等领域。
在实际使用中，我们经常采用矢量控制算法（FOC）完成PMSM的高性能控制。
矢量控制中通常采用双闭环结构，其中外环为速度环，内环为电流环。
为了实现PMSM高性能控制，我们会采用各种复杂的算法来实现目标，这其中电流环相关算法又是重中之重。
但是需要指出，电流环性能好坏除了与采用的算法有关之外，还与最基本的电流采样问题以及坐标变换问题紧密相关。
只有当这些细节问题研究到位之后，高性能的控制算法才会更好发挥作用。
本文档主要探讨电流环的电流采样问题、故障保护以及坐标变换问题。
1 单相电流采样模型及补偿图1为实际系统中电流采样系统示意图，主要电源（含参考源）、HALL电流传感器、放大及滤波电路、AD转换器。
对于实际采样系统而言，各个器件均不是理想的，综合起来会产生明显的赋值衰减和相位滞后，这势必会降低控制性能。
图1 电流采样系统示意图HALL电流传感器：（1）增益非线性：即使采样的电流为直流时，也会在电流较大时产生增益下降，即增益非线性（饱和效应）。
进行建模时，认为增益非线性只是改变了输出HALL输出电压幅值，并不产生相位滞后。
记为G。
Non（2） 低通特性：此特性会随着电流频率的变化而产生不同程度的相位滞后和幅值衰减。
记为()LPF1G s 。
由上述可知，HALL 传感器的传递函数为()()HALL Non LPF1G s G G s =⋅。
图2为传输非线性Non G 的示意图。
由此图可见在-400A~400A 是线性区域，增益为1pu ；而电流处于-700A~-400A 以及400A~700A 范围内时增益下降到了0.98pu ；当电流处于-900A~-700A 以及700A~900A 范围内时增益下降到了0.952pu 。
为了后续分析方便，这里假设()LPF11=3e -061G s s +。
实际系统的()LPF1G s 可由测试或者查询HALL 传感器的数据手册得到。
智能控制综述
透视Hot-Point PerspectiveDI G I T C W 热点144DIGITCW2019.03随着现代科技的快速发展，技术和环境等领域的问题处理愈趋复杂，常规的数学模型已不能够满足科研发展的需要。
而智能控制能模拟人的某些智能和经验对研究对象进行识别、组织、决策和规划，从而解决问题。
可以说，智能控制是控制论发展的高级阶段，体现综合性的控制管理理论和方法。
智能控制系统更是一门集成交叉学科，集合了多种现代社会数据处理以及科研分析的所有的学科内容。
如生物学、控制论等。
1 智能控制的发展概况20世界40年代美国数学家维纳创立了控制论，主要解决最简单对象的控制问题，而随着控制系统设计的发展，对于已有的自动控制方法和技术提出了挑战，要求控制论能够实现现代化、自动化发展。
在此背景下，20世纪60年代美国傅京孙教授提出了智能控制思想。
智能控制思想首次将人工智能的启发式推理规则运用于空间技术、海洋工程和机器人技术中，从而满足人们对于智能控制的需求[1]。
1966年，JM Mendel 首先提出将人工智能用于飞船控制系统的设计。
1971年，著名学者L.S.Fu （傅京逊）从发展学习控制的角度首次将智能控制吸收到自己的系统中来。
1977年，Saridis 从控制理论发展的观点，论述了智能控制理论发展的脉络，即提出了智能控制是从反馈控制理论出发，经历了自适应、自组织控制的阶段，最终朝着智能化控制理论；Saridis 学者还提出了智能控制的概念内涵是由人工智能、运筹学、自动控制“三元”交叉结合形成的分级递阶式的框架系统[2]。
该智能框架系统是智能控制后期重要的一个分支。
60年代后期，Leondes 和Mendel 将记忆数据、目标分解等人工智能技术在学习的控制系统中成功应用。
智能控制理论发展进入到20世纪80年代后，人工智能系统已经初步进入到了控制系统框架中，实现了智能控制的柔性化发展。
1984年，Astrom 学者在其论文中首次将人工智能专家系统技术纳入到控制系统中，并且提出了专家控制人工智能系统的基本概念和框架内涵[3]。
论述专家控制系统的优势和发展趋势
摘要: 本文介绍了专家控制系统的概念，在阐述专家控制系统基本结构的基础上,介绍了专家控制系统的优势。
对目前专家控制研究热点进行了总结, 比较了各研究方向的优劣,最后对各研究方向存在的关键问题及难点进行了归纳, 提出了对应的研究策略,指明了专家控制系统的发展趋势。
关键词: 专家控制优势发展趋势目录1 引言 (3)2 专家控制系统的基本概念 (3)2.1 专家控制系统的概述 (3)2.2 专家控制系统的基本结构 (4)2.3 专家控制系统与专家系统的区别 (5)3 专家控制系统的优势 (5)4 专家控制系统的发展趋势 (6)4.1 研究现状 (6)4.1.1 一般控制理论知识和经验知识相结合 (6)4.1.2 模糊逻辑与专家控制相结合 (6)4.1.3 神经网络与专家控制相结合 (6)4.2 问题及发展方向 (7)4.2.1 面临的主要问题 (7)4.2.2 发展方向 (7)5 总结与展望 (8)参考文献： (8)论述专家控制系统的优势和发展趋势1 引言专家控制系统是专家系统家族中的重要一员，它的任务是要自适应的管理一个课题或过程的全面行为。
专家控制系统能够解释控制系统的当前状况，预测过程的未来行为，诊断可能发生的问题，不断修正和执行控制计划。
也就是说，专家控制系统具有解释、预报、诊断、规划和执行等功能。
它已广泛应用于故障诊断、工业设计和过程控制，为就决工业控制难题提供了一种新方法，是实现工业过程控制的重要技术。
专家控制的形式有二，即专家控制系统和专家式控制器。
前者结构复杂，研制代价高，因而目前应用较少。
后者结构简单，研制代价明显低于前者，性能又能满足工业过程的一般要求，因而获得日益广泛的应用。
2 专家控制系统的基本概念2.1 专家控制系统的概述专家控制(EC)是指将人工智能领域的专家系统理论和技术与控制理论方法和技术相结合，仿效专家智能，实现对较为复杂问题的控制。
基于专家控制原理所设计的系统称为专家控制系统(ECS)。
医疗机构四级手术全过程管理专家解析
医疗机构四级手术全过程管理专家解析一、引言随着医疗技术的不断发展，越来越多的患者选择在医院进行手术治疗。
而对于医院来说，如何提高手术成功率、降低术后并发症率以及缩短患者住院时间，是衡量医院综合实力的重要标准。
因此，对医疗机构的四级手术全过程管理提出了更高的要求。
本文将从四级手术的概念、管理模式、关键技术和实践应用等方面进行详细解析，为医疗机构提供有针对性的管理建议。
二、四级手术的概念与分类1.1 四级手术的概念四级手术是指需要经过较高水平的专业技术、严密的组织管理和严格的质量控制才能完成的手术。
根据手术难度、风险和复杂程度的不同，四级手术可分为四个等级：特级、甲级、乙级和丙级。
特级手术是指需要在特定条件下才能进行的高难度手术，如心脏移植、肝移植等；甲级手术是指技术难度较大、风险较高的手术，如脑肿瘤切除术、肺癌切除术等；乙级手术是指技术难度适中、风险较低的手术，如阑尾切除术、胆囊切除术等；丙级手术是指技术难度较低、风险较小的手术，如疝气修补术、结肠息肉切除术等。
1.2 四级手术的分类根据《医疗机构管理条例》和《医疗机构管理规定》，四级手术分为以下三类：(1)重点四级手术：指需要在特定条件下才能进行的高难度手术，如心脏移植、肝移植等。
这类手术的风险较高，需要医院具备较强的技术实力和组织协调能力。
(2)一般四级手术：指技术难度较大、风险较高的手术，如脑肿瘤切除术、肺癌切除术等。
这类手术的成功与否直接关系到患者的生命安全和身体健康。
(3)普通四级手术：指技术难度适中、风险较低的手术，如阑尾切除术、胆囊切除术等。
这类手术虽然风险相对较低，但也需要医院具备一定的技术水平和管理能力。
三、四级手术的管理模式2.1 三级预防措施三级预防措施是指在手术前、术中和术后采取相应的措施，预防并发症的发生。
具体包括：(1)预检分诊：通过对患者的初步评估，筛选出可能存在高风险的患者，引导其到相应科室就诊。
(2)术前检查：对患者进行全面的体格检查和必要的辅助检查，确保患者身体状况符合手术要求。
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对 MYCIN 系统所作的正式鉴定表明在对细菌血症和脑膜炎病人的诊 断和选择处方方面， MYCIN 系统比传染病方面的专家高明。但到目 前为止，系统还不能用于临床，其主要原因是系统缺乏传染病方面的 全面知识。
反馈控制和扰动补偿
反馈控制由误差引起了动作，因此在反馈控制 系统的调节过程中误差的发生不可避免。而误 差的产生是用来力图消灭误差。有时这会导致 在调节过程中出现较大的误差甚至引起振荡。
扰动补偿是一种消除被控制对象由于外界扰动 引起误差的方法。扰动补偿的原理在于扰动进 入被控对象的同时也进入对象前部的控制器。
这一类的自动控制系统中对于控制都有一定的技术
指标，但与以往不同的是：通过设计控制作用要使这个技 术指标达到极值（极大或极小）。
自适应控制
干扰 控制输入 被控对象 输出 控制输入 干扰 被控对象 输出
反馈控制器
反馈控制器
校正作用 自适应控制器
参数 辨识器
显象管玻璃炉液位自校正控制
玻璃炉在结构上可分为四个部分：熔解池、工作池、 两个蓄热室和两台投料机。大型玻璃炉有2层楼高，仅熔 解池就有75M2面积。
2．发展历史 分为三个时期： (1)初创期（1965-1971年） 第一代专家系统 DENLDRA 和 MACSMA 的出现，标志着专家系统的诞生。其中 DENLDRA为推断化学分子结构的专家系统， 由专家系统的奠基人，Stanford大学计算机 系的 Feigenbaum 教授及其研究小组研制。 MACSMA 为用于数学运算的数学专家系统， 由麻省理工学院完成。
智能控制系统实例
x4 x5
转 转 换 器 换
Z(t)
w4 Nφ w
Kφ
u(t) Z f (t )
.
N +
-
同步 控制器
速度 调节器 + + 发电机 组
器 .
x1 x2 x3
w1 w2 w3
+ +
.
装 置
+
fN +
-
fG 2/S G
Nf
Kf
uf+(t)
+
+
u(t)
装置
...
发电机复杂控制系统
（2）成熟期（1972-1977年）： 在此期间斯坦福大学研究开发了最著名 的专家系统-血液感染病诊断专家系统 MYCIN，标志专家系统从理论走向应用。 另一个著名的专家系统-语音识别专家系统 HEARSAY 的出现，标志着专家系统的理 论走向成熟。
MYCIN概述
MYCIN系统是 70年代初由美国斯坦福大学研制，用LISP语言写成。 细菌传感疾病专家在对病情诊断和提出处方时，大致遵循下列 4个步 骤：(1) 确定病人是否有重要的病菌感染需要治疗。为此，首先要判 断所发现的细菌是否引起了疾病。 (2) 确定疾病可能是由哪种病菌引 起的。(3) 判断哪些药物对抑制这种病菌可能有效。(4) 根据病人的情 况，选择最适合的药物。
双神经元同步控制系统
专家控制
在传统控制系统中，系统的运行排斥了人的
干预，人 -机之间缺乏交互。控制器对被控对象在
环境中的参数、结构的变化缺乏应变能力。
传统控制理论的不足，在于它必须依赖于被
控对象严格的数学模型，试图对精确模型来求取
最优的控制效果。而实际的被控对象存在着许多
难以建模的因素。
上世纪 80年代初，人工智能中专家系统的思
智能控制
对于许多复杂的被控对象和它的外界 环境，难以建立有效的数学模型和采用常 规的经典或现代控制理论去进行定量计算 和分析、设计。
模糊控制系统 专家控制系统
神经控制系统
学习控制系统 ……
模糊控制系统
T(温度)={超高,很高,较高,中等, 较低,很低,过低}.
模糊控制器 知识库 数据库 设定 输入 输出 模 糊 化 接 口 推 理 机 模糊判决接口 过程 规则库
+_
传 感 器
专家控制系统
专家控制器 K e R 特征识别 信息处理 S 推理机 （IE）
I
知
识
库（KB） G 控制 规则集 U 对象和 执行机构 Y
u
反馈环节
神经控制系统
反向传播
-1
x1
w11
y1 y2
x1 x2
wj1
∑
f( )
yj
x2
…
…
…
Wj n
…
xn
yj(t)= f(∑wji-j)
xn
复合自动控制系统
扰动补偿 + 给定环节 误 给定 输入 + _ 差 控制器 放大环节 执行环节 输 被控对象 出 扰动测量 扰 动
反馈 信号
反馈环节
陕西一彩色显像管厂，实际应用计算机作为 PID控制 器对大型显像管玻璃炉进行炉温自动控制。控制系统中实 现对两个主要扰动的扰动补偿。一个是向炉内的投料量 （玻璃原料量），它是可测量的。另一个是大气温度，实 现对大气温度的扰动补偿。
比例微分积分控制
比例控制：比例项的作用是放大误差的幅值， 实行反馈控制的基本要求 微分控制： “微分”项能预测误差变化的趋 势 积分控制：消除稳态误差
de 1 u K (e Td edt ) dt Ti
最优控制
航天飞行器同样的飞行所消耗的燃料愈少愈好（最 省燃料的航天器飞行控制系统）。或者同样的燃料，飞行 的距离愈远愈好。
想和方法开始被引入控制系统的研究和工程应用
中。
专家系统能处理定性的、启发式或不确定的
知识信息，经过各种推理来达到系统的任务目标。
专家系统为解决传统控制理论的局限性提供了重
要的启示，二者的结合导致了专家控制这一方法。
第一节 专家系统
3.1.1、专家系统概述
1．定义 专家系统是一类包含知识和推理的智能 计算机程序，其内部包含某领域专家水平的 知识和经验，具有解决专门问题的能力。
智能控制系统的分类
模糊控制系统 专家控制系统 神经网络控制系统 学习控制系统 递阶控制系统 仿生控制系统 集成智能控制系统 组合智能控制系统
基本的控制方法
自动控制系统的行为描述
（目的）研究自动控制系统的稳定性和 控制的品质等重要问题 （方法）用微分方程、拉普拉斯变换等 高等数学的工具，来描述每一个环节或 元件以及它们组成的自动控制系统。
输 入 层
Wn n
隐层
y3
输 出 层
学习控制
学习机
推理机 数据库 输入
+ _
规则库
工业过程
PID控制器 误差
输出
由智能决策单元(IDU)来修正控制器参数
学习系统是自适应系统的发展与延伸，它能够按照运行进程 中的“经验”和“教训”来不断增长知识，改进算法更广泛地模拟 人类的某些行为（如判断、推理等）