《智能控制技术》系统介绍了智能控制的基本概念、理论和主要方法。《智能控制技术》共分7章,包括模糊控制、神经网络控制、专家控制和智能优化算法等方面的内容。
《智能控制技术》可作为高等院校电气工程及其自动化、自动化、计算机应用、电子工程等专业研究生和高年级本科生的教材,也可供自动化领域工程技术人员阅读和参考。
智能控制是自动控制领域的前沿学科之一,其发展得益于许多学科,不仅包含人工智能、运筹学、自动控制的内容,而且还从计算机科学、生物学、心理学等学科汲取了丰富的营养。因此,智能控制是一门综合性很强的交叉学科,也是控制理论发展的第三阶段。智能控制的发展为解决复杂的非线性、不确定系统的控制问题开辟了新的途径。智能控制的应用研究十分活跃,并且取得了许多成果,智能控制技术呈现出的强大生命力已经引起了世界各国专家学者广泛的关注。
本书选材新颖,系统性强,突出理论,联系实际,叙述深入浅出。全书系统地论述了智能控制系统的概念、理论方法和实际应用。全书共分7章:第1章绪论,着重介绍智能控制的基本概念、基本特点、基本类型,智能控制的发展概况,智能控制系统研究的主要数学方法。第2章模糊控制的数学基础,对模糊控制的数学基础进行了介绍,详细地论述了模糊集合、模糊关系的概念及其与普通集合、普通关系之间的关系,并给出了如何从人类自然语言规则中提取其蕴涵的模糊关系的方法,介绍了如何根据模糊关系进行模糊推理。第3章模糊控制,介绍了模糊控制器的工作原理、基本思想和组成结构,而后对模糊控制器的设计内容和方法给出了详细的描述。第4章神经网络,系统地描述了神经网络的基本原理和特征,并详细给出了几种常用的神经网络模型的结构描述和学习算法。第5章神经网络控制,介绍了神经网络技术在自动控制中的应用。第6章专家控制,主要介绍基于知识的专家系统、专家控制的知识表示和推理方法、专家控制系统基本原理与方法。第7章智能优化算法,主要介绍了优化算法与控制系统,以及智能优化算法与智能控制系统之间的联系,还介绍了退火算法、遗传算法、粒子群算法以及蚁群算法的基本原理与具体实现步骤。
本书第1章由梁景凯教授撰写,第2、3章由张虹老师撰写,第4、5章由张扬老师撰写,第6章由曲延滨教授撰写,第7章由张筱磊老师撰写,任倩、宋蕙慧、侯睿、陈玉敏等参与了本书的校对和图表整理工作。全书由梁景凯教授和曲延滨教授统稿。王明彦教授和张晓华教授对书稿进行了认真细致的审阅,并提出了宝贵的意见,对提高本书的编写质量给予了很大帮助,在此谨致衷心的感谢。本书在编写过程中参考了许多教材和资料,并在书后参考文、献中列出,在此表示衷心的谢意。
由于编者水平有限,智能控制的研究工作发展很快,不断有新的理论和方法产生,因此,疏漏和不当之处在所难免,殷切期望同行专家和广大读者批评指正。
第1章 绪论
1.1 智能控制的基本概念
1.1.1 智能与智能控制
1.1.2 智能控制系统的基本结构
1.1.3 智能控制的结构理论
1.1.4 智能控制的特点
1.2 智能控制系统的类型
1.2.1 模糊控制
1.2.2 神经网络控制
1.2.3 专家控制
1.3 智能控制的发展
1.4 智能控制系统研究的主要数学方法
本章小结
习题与思考题
第2章 模糊控制的数学基础
2.1 模糊集合及运算
2.1.1 模糊集合
2.1.2 模糊集合的运算
2.1.3 模糊集合运算的性质
2.1.4 隶属函数的建立
2.2 模糊关系
2.2.1 经典关系
2.2.2 模糊关系
2.2.3 等价模糊关系
2.2.4 模糊关系的运算
2.2.5 模糊关系的性质
2.2.6 分解原理
2.2.7 扩张原理
2.3 模糊逻辑与模糊推理
2.3.1 经典逻辑
2.3.2 模糊逻辑
2.3.3 模糊逻辑推理
2.3.4 基于规则库的模糊推理
2.3.5 模糊推理的性质
本章小结
习题与思考题
第3章 模糊控制
3.1 模糊控制系统
3.1.1 模糊控制系统结构
3.1.2 模糊控制系统的工作原理
3.1.3 模糊控制系统的特点
3.1.4 模糊控制系统设计步骤
3.2 模糊控制系统的分类
3.2.1 线性模糊控制系统和非线性模糊控制系统
3.2.2 恒值模糊控制系统与随动模糊控制系统
3.2.3 有差模糊控制系统和无差模糊控制系统
3.2.4 单变量模糊控制器和多变量模糊控制器
3.2.5 单一模糊控制器和复合模糊控制器
3.2.6 变结构模糊控制器、参数自整定模糊控制器和自适应模糊控制器
3.3 模糊控制器设计
3.3.1 模糊控制器设计步骤
3.3.2 单输入单输出模糊控制器设计
3.3.3 双输入单输出模糊控制器设计
3.4 基于Takagi-Sugeno模型的模糊控制
3.3.1 Takagi-Sugeno模糊模型形式
3.3.2 Takagi-Sugeno模糊模型的推理
3.3.3 基于Takagi-Sugeno模型的模糊控制
3.5 模糊控制的应用
3.5.1 模糊伺服控制系统
3.5.2 模糊控制的锅炉温度控制系统
3.6 基于MATLAB的模糊控制系统设计
3.6.1 MATLAB模糊控制工具箱简介
3.6.2 模糊逻辑工具箱的图形用户界面
3.6.3 用模糊逻辑工具箱命令建立模糊系统
3.6.4 基于Simulink的模糊控制系统
本章小结
习题与思考题
第4章 神经网络
4.1 神经网络概述
4.1.1 神经网络发展历史
4.1.2 神经网络基础
4.1.3 神经网络的结构
……
第5章 神经网络控制
第6章 专家控制
第7章 智能优化算法
参考文献