智能控制系统与工程课件 2.10专家控制器

1按照系统结构的复杂性把专家控制分为两种形式：专家控制系统（ECS）专家控制器（Expertcontroller）。

6.2.3专家控制器专家控制器虽然功能不如专家系统完善，但结构较简单，研制周期短，实时性好，在工业生产中也获得日益广泛的应用。26.2.3专家控制器1．专家控制器的结构专家控制器因应用场合和控制要求的不同，其结构也可能各不相同。专家控制器通常包含知识库（KB）控制规则集（CRS）推理机（IE）信息获取与处理（FR＆IP）36.2.3专家控制器

知识库是专家控制器的基础，存放工业过程控制的领域知识，由经验数据库、经验公式和学习与适应装置组成。知识库1经验公式由专家总结或实验得出的工程实用经验公式。经验数据库主要存储经验和事实，包括被控参数、控制参数的变化和调整范围，被控过程的类型特性和结构等。学习与适应装置包括控制规则自适应调整和控制算法的参数自调整等。46.2.3专家控制器控制规则集3控制规则集是对被控过程的各种控制模式和经验的归纳和总结。推理机2推理机采用向前推理方法逐次匹配各种规则的条件，满足则执行，否则继续搜索。56.2.3专家控制器信息获取与处理4信息获取与处理实现对信息的提取与加工，通过反馈信息和输入信息，获得关于控制系统的误差和误差变化率等有用控制信息，为控制决策和学习适应提供依据。

它主要包括抽取动态过程的特征信息，识别系统的特征状态，并对特征信息作必要的加工。6图6-6一种工业过程专家控制器结构框图6.2.3专家控制器76.2.3专家控制器2．专家控制器的设计按照专家控制器在整个过程控制中的作用形式可分为直接式专家控制器和间接式专家控制器两类。86.2.3专家控制器直接式专家控制器取代常规控制器和调节器，直接用于控制生产过程或被控对象。一般采用简单的知识表达和知识库，并运用直接模式匹配或直觉推理，以实现在线和实时控制。图6-7直接式专家控制9

间接式专家控制器与常规控制器、调节器结合，在控制的高层或组织层上应用专家系统（优化、校正、适应、协调），专家系统只是通过对控制器的调整，间接地影响被控过程。图6-8间接式专家控制8.2.3专家控制器间接式专家控制器106.2.3专家控制器设计的基本原则专家控制器是根据控制工程师和操作人员的启发式知识进行设计。专家控制器一般用于过程具有高度非线性、对象难以用数学解析式描述、传统控制器很难设计的场合。116.2.3专家控制器专家控制器在设计上应遵循以下具体原则：1对被控对象和控制器的模型应采用多样化的描述形式，可以采用产生式规则、逻辑关系、模糊关系和解析形式等多种方法来描述被控过程的特征，以求更好地反映过程特性，增强系统的信息处理能力。描述模型的多样性12推理速度越快，最大采样周期可以越短，专家系统适用的范围越广。因此，在满足专家控制系统运行速度要求的前提下，配置适当的硬件（如CPU速度、数据总线位数和内存量等）和软件环境（以提高运行速度为原则，兼顾编程效率，界面友好和使用方便等要求，选择合适工具进行编程）。

6.2.3专家控制器2提高专家系统的运行速度136.2.3专家控制器3

合理设计知识库的结构，可以按知识的层次把知识库划分为几个子库，推理时按知识层次搜索相应的子库，从而可以缩小搜索范围，大大提高搜索效率。其次，利用搜索的某些启发式信息，预先指导知识库的设计。在线处理的灵活性146.2.3专家控制器推理、决策的实时性对于用于工业过程的专家式控制器，要求知识库的规模不易过大，推理机构应尽可能简单，采用启发式信息指导知识库构造和划分子库，可以提高综合搜索效率，以满