基于智能理论的控制系统设计与仿真文献综述

 2021-09-25 20:17:30

全文总字数:4060字

毕业论文课题相关文献综述

一.课题研究的背景和意义

传统控制理论是自美国数学家维纳20世纪40年代创立的控制论,并经历了经典控制理论、现代控制理论两个发展阶段,在曾经一段时期内解决了现实生活控制的许多问题。随着社会的进步和科学技术的发展,传统的控制理论在处理复杂系统控制问题是面临许多困难,传统的控制理论已经远远达不到控制要求,必须发展新的概念、理论与方法以适应社会对自动化提出的新要求。

从上世纪60年代起,由于人工智能技术和计算机技术的发展,控制领域的学者将人工智能技术中的方法开始应用到控制系统中。近年来,遗传算法、模糊控制技术以及神经网络控制在理论研究和在实际控制应用上都取得了许多成果。各国控制理论界已经把传统控制理论和遗传算法、神经网络、模糊逻辑等人工智能技术相融合,这种融合体现了各种智能方法在解决问题时的协同和互补作用。因此,模糊逻辑、神经网络以及遗传算法被誉为21世纪人工智能技术最具有发展前途的三个重要领域,三者相互结合互为补充,都得到了充分的发展,并成为人工智能控制理论和技术的核心构成,适用于非模型化的控制系统中[1]。

二.智能控制方法研究现状

智能控制(IntelligentControl)是一门新兴的理论和技术,是控制理论、人工智能(AI)和计算机科学相结合的产物,被认为是控制理论发展的第三个阶段。主要用来解决那些传统方法难以解决的控制对象参数在大范围变化的问题,其思想是解决PID参数在线调整问题的有效途径[2]。

所谓智能控制,就是具有某种智能特征的控制。这种智能特征包括:①把人的经验与控制理论融合在一起的设计方法;②具有在线学习、修改和生成新知识的能力;③能够处理定性与定量、模糊与精确的信息;④具有比传统控制更强的逻辑推理、分析决策的能力。智能控制是传统控制理论方法的发展,具有自适应、自学习和自组织的能力[3]。

1971年,傅京孙教授首先提出智能控制的概念,此后智能控制开始逐渐发展。1987年在费城进行的第一次国际智能控制会议,标志着智能控制开始成为一个崭新的学科。近年来,智能控制理论与智能化系统发展十分迅速。其中代表性的理论有专家系统,模糊控制逻辑,拟人化智能控制,博弈论等。

智能控制从20世纪60年代提出以来,尽管还没有统一的定义和控制器设计的完整理论,但是应用这种控制技术已解决了一些传统控制技术难以解决的问题,而且大大提高了控制性能。

在航天器控制方面,文献[4]为带挠性附件及液体晃动的复杂卫星设计的智能姿态控制系统,比按传统方法设计控制器的抗干扰能力提高1倍多,抑制噪声能力增大70倍,显示出智能控制的极大优势。

所有这些智能控制,虽然在一些具体工程实际中已取得了成功的应用,然而这些智能控制器的设计,大部分却要人们在线试凑,缺乏经典控制和现代控制理论那些严格的理论体系和设计方法探索智能控制的理论体系和智能控制器设计的准则,这是目前发展航天器智能控制的关键问题[4]。

三.课题的研究发展

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