2013智能控制试卷B答案.doc

2010级 智能控制 课程试题 B题号一二三四五六七总分分数（智能控制课程实行成绩综合评定。平时作业10分，实验10分，设计10分，期末考试70分。本试卷卷面成绩70分）合分人： 复查人： 一、填空题（每空 1 分，共 21分）分数评卷人1K.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。2按照（傅京孙）和Saridis提出的观点，可以把智能控制看作是人工智能、自动控制和运筹学三个主要学科相结合的产物，称之为三元结构。3For the output of the fuzzy system, the membership functions at the outermost edges cannot be saturated for the fuzzy system to be properly defined.4A universe of discourse for an input or output of a fuzzy system is simply the range of values the inputs and outputs can take on.4If a fuzzy system has four inputs and single output, we have four membership functions on each universe of discourse, then there are 256 possible rules.5In a base-2 genetic algorithm, we could mutate 0010110 to 001001011 ，where the fifth bit was mutated.6无教师学习可以分成无监督学习和增强学习方式。7神经网络自适应控制可以分为自校正控制和模型参考自适应控制两类。 8将基于T-S模糊模型的递归神经网络应用于系统的动态辨识要完成两部分工作：系统的结构辨识和参数辨识。9模糊神经网络可以被归纳为两大类：前向模糊神经网络和递归模糊神经网络10专家系统一般由知识库及其管理系统、推理机、综合数据库、知识获取机制、解释机构和人机接口六部分组成。 二、简答题：（共 24 分）分数评卷人1 智能控制与传统控制的区别。（3分）答：（1）传统控制以反馈控制理论为核心，线性定常系统为主要对象，有完善的理论体系；智能控制尚无完善的理论体系，目前有二元论和多元论等。（2）传统控制建立在精确数学模型上，对大规模、复杂和不确定性系统不易描述；不能反映人工智能过程，易丢失许多有用的信息。智能控制建立在经验和知识的推理上，可以获取和描述更多的知识信息。（3）传统控制具有时域法、频域法、根轨迹法、状态空间法等有效的分析和综合方法；智能控制实现方法建立在学习、训练、逻辑推理、判断和决策等符号加工上，呈现多样性。（4）传统控制有严格的性能指标体系，如稳态误差(精度)、动态性能、系统稳定性、可控和可规则性；智能控制以控制的目的和行为来评价系统性能，无统一的性能指标体系。（5）传统控制着重解决单机自动化、不太复杂的过程控制和大系统的控制问题；智能控制主要解决高度非线性、强不确定性和复杂系统控制问题。因此应用极为广泛，可涉及自然科学和社会科学的各个领域是控制界当前的研究热点和今后的发展方向。2 简述如何使用成批最小二乘算法调整具有多输入、单输出的标准型模糊系统。（3分）答：定义一个模糊系统令则：估计值为：3 What are the basic tasks of the inference mechanism ?（3分）答：（1） determining the extent to which each rule is relevant to the current situation as characterized by the inputs （2）drawing conclusions using the current inputs and the information in the rule-base (we call this task an inference step). 4 简要说明典型的人工神经元模型。（3分）答：5 列举三种BP神经网络隐层中的神经元激励函数？（3分）答：6 What is “fitness function答：The fitness function measures the fitness of an individual to survive in a population of individuals.7 简述专家系统的分类?(3分)答：按照知识表示技术来分类，专家系统可以分为：基于逻辑的专家系统、基于规则的专家系统、基于语义网络的专家系统和基于框架的专家系统。按照应用领域分类，专家系统可以分为：医疗诊断和咨询专家系统、气象预报专家系统、工业专家系统、农业专家系统、法律专家系统、教育专家系统、地质勘探专家系统、军事专家系统、化学分析专家系统和经济专家系统。8 蚁群算法优化过程的本质.（3分）答：选择机制：信息量越大的路径，被选择的概率越大。更新机制：路径上面的信息量会随蚂蚁的经过而增长，同时也随着时间的推移逐渐减小；协调机制：蚂蚁之间实际上是通过信息量来互相通信、协同工作的。三、作图题（共16 分）分数评卷人1. 1. Please draw the membership functions which were defined by the following descriptions: (6 points)（a）Someone may be able to argue that we are absolutely certain that any value of e(t) nearis still “possmall” and only when you get sufficiently far from do we lose our confidence that it is “posmall”；（b）For other applications you may not readily accept values far away from as being “poslarge”；poslargeposmall2. 试画出一种工业工程专家控制器的结构图。（4分）答：专家控制器通常包含知识库（KB）、推理机（IE）、控制规则集（CRS）和信息获取与处理（FRIP）等部分。下图为一种工业过程专家控制器的结构框图。3. 试画出一个RBF网络的结构图，说明节点函数。（6分）常用的径向基函数有多二次函数、逆多二次函数和高斯函数，在RBF网络中，高斯函数由于具有表达形式简单、解析性和光滑性好、任意阶次可微等优点而成为最常用的径向基函数。高斯函数的表达式为： （）为第个隐含层节点的规一化参数，为隐含层的节点数。四、计算题：9分分数评卷人1. The membership functions of the inputs and output of a fuzzy system were shown in Fig . 2.Table 1 represents abstract knowledge that the expert has about how to control the plant When and , we use center of gravity (COG) defuzzification, minmus for premise and product for implication. Please calculate the output of the fuzzy controller at the current time。Table 1 abstract knowledge that the expert has about how to control the plant“force” u“change-in-error” -2-1012“error” e-222210-12210-10210-1-2110-1-2-220-1-2-2-2Fig . 2 The membership functions of the inputs and output of a fuzzy system解：由得，由得由此只激活的规则为：Rule 1 ：If e(t) is poslarge and d(e(t)/dt is negsmall,then u(t) is negsmall Rule 2 ：If e(t) is poslarge and d(e(t)/dt is neglarge ,then u(t) is zeroRule 3 ： If e(t) is possmall and d(