第!"卷第#期)**+年+月

重庆邮电学院学报!自然科学版"

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!"文章编号#!""#$%&’#(""&")$")*&$"&!!

智能控制及其应用综述

李文!欧青立!沈洪远!伍铁斌

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!湖南科技大学信息与电气工程学院"湖南湘潭##!!("!

摘!要#介绍了智能控制的产生背景以及智能控制的概念#性能和特点$分析了几种典型的智能控制技术及当前的工程应用现状%最后$对今后智能控制的发展前景进行了展望%

关键词#智能控制&专家控制&神经网络控制&模糊控制&混沌控制&智能优化

中图分类号#+,!-!!文献标识码#.

*

引言

智能控制是近年来控制界新兴的研究领域"是

一门边缘交叉学科$自!’-%年在纽约召开第一届智能控制学术会议至今"智能控制已经被广泛应用

农业%服务业%军事航空等众多领域$智能于工业%

控制是自动控制发展的高级阶段"为解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题提供了有效的理论和方法$它处于控制科学的前沿领域"代表着自动控制科学发展的最新进程$

!!智能控制产生的背景

科学技术的产生和发展主要由生产发展需求和

控制科学也不例外$(知识水平所决定""世纪以

来"特别是二战以来"控制科学与技术得到了迅速发

由研究单输入单输出被控对象的经典控制理论"展"

发展形成了研究多输入多输出被控对象的现代控制理论$经典控制理论主要是采用频域法对控制系统进行描述%分析和设计"现代控制主要采用时域的状态空间方法$(由于空间技术%海洋"世纪&"年代"

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"工程和机器人技术发展的需要&控制领域面临着

被控对象的高度复杂性和不确定性"以及人们对控制性能要求越来越高的挑战$被控对象的高度复杂性和不确定性主要表现为对象的高维%高度非线性

’(

"和不确定性&高噪声干扰%强耦合"系统工作点动

态突变性"以及分散的传感元件与执行元件"分层和分散的决策机构"复杂的信息模式和庞大的数据量$面对复杂的对象"复杂的任务和复杂的环境"用传统控制!即经典控制和现代控制#的理论和方法去解决

’)

是不可能的$其原因&(!传统的控制理论都是建立在以微分和积分为工具的精确数学模型之上的"而复杂系统的复杂性和不确定性都难以用精确的数

学模型描述"否则就会使原问题丢失很多信息"例

骑自行车沿一条曲线行走这套看似简单的动作"如(

如果我们要把这一系列的动作和环境建立出精确的

然后再一步一步按模型去操作"可以想象数学模型"

其过程是多复杂而又难以实现)"传统的控制理论虽然也有办法对付控制对象的不确定性和复杂性"如自适应控制和/01234控制可以克服系统中所包

保证控制系统的控制质量不变"达到含的不确定性"

优化控制的目的$但他们仅适用于系统参数在一定

其优化控制的范围是很有范围内缓慢变化的情况"

限的$#传统的控制系统要求输入的信息比较单一"而现代的控制系统要面对复杂系统以各种形式视觉的%听觉的%触觉的和直接操作的方式#将周围!

环境信息作为输入的状况"并将各种信息进行融合%分析和推理"再随环境与条件的变化"相应地采取对策或行动$传统的控制策略单一"不能适合高层决

所以智能控制应运而生$策问题"

)!智能控制的发展概况

智能控制的概念最早是由美国普渡大学的美籍

华人傅京孙教授提出的"他在!’&%年发表的论文中首先提出把人工智能的启发式推理规则用于学习系#’

"为控制技术迈向智能化揭开了崭新的一页$统&

接着"人工智能控制+的567869于!’&&年提出了*

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新概念%$!’&*年":607863和567869首次使用了

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*智能控制!#+一词&"并把记忆%;74699<674>074?09=

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目标分解等技术应用于学习控制系统&$!’*#年"英国的@ABA5CD8C7<教授首次成功地将模糊逻辑

’-用于蒸汽机控制&$!’**年"EC?<8<3全面地论述了

从反馈控制到最优控制%随机控制及至自适应控制%自组织控制%学习控制"最终向智能控制发展的过’"!"’

$-程&智能控制的研究进入了迅速发展"年代"

收稿日期#(""%$"’$(&!!(""%$!($(&

基金项目#国家自然科学基金!"&湖南省自然科学基金!"&湖南省教育厅科研项目!"%"(*#"&""#FF#""#!"#>!’-作者简介#李文!"$男$湖南永州人$硕士研究生$研究方向为计算机控制与应用$欧青’!’-($@$DC<99<GH7234&)AI0D&$!

立$男$教授%

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