智能控制模糊控制及算法的论文

① 模糊控制理论_模糊控制理论的探索与研究

模糊控制模仿人的决策能力和推理功能，是又一类智能控制的形式。本文研究模糊控制理论及其实现。模糊控制的基本思想就是利用计算机来实现人的控制经验，而人的控制经验一般是由语言来表达的，这些语言表达的控制规则又带有相当的模糊性。因此要了解被控对象数学模型的结构、阶次、参数等，然后在此基础上合理选择控制策略。
模糊逻辑控制（Fuzzy Logical Control）简称模糊控制（Fuzzy Control），是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的关键所在，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。然而，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确描述系统的动态，于是工程师便利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不理想。换言之，传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力，但对于过于复杂或难以精确描述的系统，则显得无能为力。因此尝试以模糊数学来处理这些控制问题。
如人工控制反应釜的釜内温度经验可以表达为：若釜内温度过高，则开大冷水阀；若温度和要求的温度相差不太大，则把水阀关小；若温度快接近要求的温度，则把阀门关得很小。这些经验规则中，“较小”“不太大”“接近”“开大”“关小”“关得很小”等表示温度状态和控制阀门动作的概念都带有模糊性。这些规则的形式正是模糊条件语句的形式，可以用模糊数学的方法来描述过程变量和控制作用的这些模糊概念及它们之间的关系，又可以根据这种模糊关系及某时刻过程变量的检测值（需化成模糊语言值）用模糊逻辑推理的方法得出此刻的控制量。这正是模糊控制的基本思路。
模糊控制理论发展至今，模糊逻辑推理的方法大致可分为3种，第一种依据模糊关系的合成法则；第二种依据模糊逻辑的推论法简化而成；第三种和第一种相类似，只是其后件部分改由一般的线性式组成。
由于模糊控制器的模型不是由数学公式表达的数学模型，而是由一组模糊条件语句构成的语言形式，因此从这个角度上讲，模糊控制器又称模糊语言控制器。模糊控制器的模型是由带有模糊性的有关控制人员和专家的控制经验与知识组成的知识模型，是基于知识的控制，因此，模糊控制属于智能控制的范畴。
可以说，模糊控制是以人的控制经验作为控制的知识模型，以模糊集合、模糊语言变量以及模糊逻辑推理作为控制算法的数学工具，用计算机来实现的一种智能控制。

1 模糊控制系统的组成

模糊控制系统的基本原理图如图1所示。其中的核心部分为模糊控制器，由于模糊控制器的控制规则是根据操作人员的控制经验取得的，所以它的作用就是模仿人工控制。模糊控制器的控制规律由计算机的程序实现。其功能的实现是要先把计算机观测控制过程得到的精确量转化为模糊输入信息，按照总结人的控制经验及策略取得的语言控制规则进行模糊推理和模糊决策，再经去模糊化处理得到输出控制的精确量，求得输出控制量的模糊集作用于清逗神被控对象。因此，控制器的结构通常是由它的输入和输出变量的模糊化、模糊推理算法、模糊合成和模糊答亏判决等部分组成。

2 模糊控制器的设计原理

模糊控制器结构如图2所示。模糊控制器主要由模糊化、模糊推理和模糊决策（反模糊化）3部分组成。模糊控制器的输入是实际量，经模糊化后转换成模糊输入。根据输入条件满足的程度和控制规则进行模指运糊推理得到模糊输出。该模糊输出经过模糊判决（反模糊化）转化成非模糊量用于过程的控制。

模糊控制器3部分的共同基础是知识库，它包含模糊化所用的隶属函数、模糊推理的控制规则及反模糊化所用的公式。和常规控制方法比较，模糊控制有其明显的优越性。由于模糊控制实质上是用计算机去执行操作人员的控制策略，因而可以避开复杂的数学模型。对于非线性、时变的大滞后及带有随机干扰的系统，由于数学模 型难以建立，因而常规控制方法也就失效；而对这样的系统，设计一个模糊控制器却没有多大困难。


3 小结

模糊控制的精度受到量化等级的制约。另外，对于普通的模糊控制而言，它类似于比例微分的控制方式，还有一个非零的稳态误差，属于有差调节。如果将PID控制技术和它结合起来，取长补短，发挥两者的优势，就能取得更好的控制效果。

② 智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的应用方法论文

智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的应用方法论文

在平时的学习、工作中，大家都尝试过写论文吧，借助论文可以有效提高我们的写作水平。相信许多人会觉得论文很难写吧，下面是我为大家整理的智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的应用方法论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

摘要：

传统且简单的机电设备运行动作的设计及执行过程并不需要智能控制技术的参与，但如果控制系统面对的对象无法应用具体的数学模型进行刻画，并且执行的动作也具有非线性特点，则此时的机电一体化控制系统需要完成的任务或者需要计算的数据将会激增，简单重复的动作无法满足设备运行要求。智能控制技术面向具有非确定性数学模型的机电一体化系统，在现代化的产品生产中越发重要，对产品生产效率以及生产质量的影响也比较关键。基于此，本文针对智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的具体应用方法进行了进一步地分析。

关键词:

智能控制;机电一体化;系统设计;程序运行;技术联动;

引言：

机电一体化系统在实际的运行中需要机械传动系统以及电气系统的支持，并且内部的程序控制单元需要根据机械系统以及电气系统的实际运行内容进行程序层面的优化处理，促使机电一体化系统的运行过程可具备一定的自动化特性。这种自动化特性不仅表现在动作执行方式的自动化选择方面，也在于机电一体化系统可根据产品的特点或者生产环境的实际情况，对各项生产参数进行智能化的选择，并且具有较高的容错能力，进而可得到较好的产品加工质量。从智能控制系统的发展角度分析，现阶段，智能控制系统在机电一体化系统中的应用具有模型化的特点，虽然处理的问题可能无法用数学模型进行量化，但由于产品的加工过程和具体的加工环节相对固定，最终的加工目标也有一致性，促使智能控制技术可在模糊性算法的引导下，实现固定的、可重复的生产动作。

1、智能控制技术在机电一体化系统中应用的重要意义分析

1.1可为机电一体化系统的.优化升级提供技术支持

机电一体化系统的出现时间相对较早，工程技术中的机电一体化系统的使用过程在早期依旧需要大量的人工参与，虽然技术人员的技术能力相对较高，可确保系统在运行阶段不会出现明显的问题，但由于系统运行对人力祥野资源有一定的依赖性，促使人力资源成为了制约系统发展的关键因素，也导致机电一体化系统在现代化的工业生产中表现出了一定的滞后性。在智能控制技术的参与下，工作人员可在系统控制程序层面对机电一体化系统的底层逻辑进行优化，使用模糊运算逻辑、遗传算法以及神经算法等算好大法强化系统程序的功能，并可极大地提升系统的数据处理能力，这就为机电一体化系统的升级提供了有效的技术条件。在信息技术高度发展的时代，高速的网络传输技术以及计算机技术也为智能化技术与机电一体化系统的深度融合提供了契机，促使智能化控制技术可在工程技术领域出现适应性的改变，也成为了可彻底改变工业生产方式的基础技术，为机电一体化系统的未来发展提供了有力支持。

1.2可为降低人力资源的消耗水平提供有效途径

在现代化的工业生产过程中，单纯劳动工作人员的应用比例有所缩减，这一方面与工业设计对人才的需求增加相关，另一方面也在于智能控制技术的广泛应用。在智能控制技术的应用过程中，工业生产单位可根据产品生产的一般要求，将智能控制技术与机电一体化系统结合起来，将系统的控制环节交付于智能化的运行系统，这样即可减少此层级的人力资源的应用水平。在此基础上，工业生产单位在创新产品以及优化产品生产线时，也可将智能化控制技术应用到生产线运行的全流程中，进而可有效提高产品的生产效率，并将产品的生产安全与系统的运行过程结合起来，使用智能控制技术进行联合控制，促使机电一体化系统的应用过程更具系统性。另外，在使用了智能控制技术之后，虽然对相关技术部门的要求提高了，但也减少了大部分工作人员的劳动量，这样即可将此部分劳动成本转移至企业产品的研发过程中，不仅可减少企业实际的运营成本，也更有利于工业生产企业的创新发展，对整个工业生产市场也有较好的刺激作用。

2、智能控制技术在机电一体化系统中的具体应用方法分析

2.1PID控制器的局部智能控制应用分析

智能控制技术的应用范围具有差异性，一般可分谨袜喊为局部控制与全局控制，其中，局部控制往往针对工业生产的某一工艺环节，在机电一体化系统的支持下，主要应用的控制单元为PID控制器。在实际的加工生产过程中，局部智能控制具有更高的灵活性，工作人员在应用PID控制器时，首先，工作人员应明确PID控制器的控制对象，包括控制对象的参数特点以及加工要求等；其次，在此基础上，工作人员需要明确控制器的控制作用对机电一体化系统的实际影响以及相应的系统应用条件，换言之，智能PID控制器在实际的加工生产中能否发挥作用与机电一体化系统本身的运行性能和结构基础相关，为此，在决定使用局部智能控制技术之前，工作人员应做好机电一体化系统的准备工作，包括系统级别的结构调整等；再者，由于PID控制过程需要接受明确的激励信号，无论是被控制对象还是期间的比例关系，均需要结合具体的控制系统进行确定，为此，工作人员在应用智能PID控制技术时，应以产品的生产要求为基准，将机电一体化的系统优化工作与局部智能控制工作结合起来，突出技术应用的联动效应，提高局部智能控制技术的应用实效性。

2.2强化反馈机制在全过程智能控制中的作用

反馈机制会直接影响智能控制技术的实际应用质量，并且由于机电一体化系统本身的功能特性，促使反馈机制也能在一定程度上确保系统运行的安全性，可为技术应用范围的扩展和深化提供有效支持。在应用全过程类型的智能化控制技术时，工作人员应在机电一体化系统中加入有效的反馈机制，这种反馈机制需要具备智能化的分析特性，包括可根据机电一体化系统的实际运行状态进行参数修正以及可在接收系统反馈信号后对机械传动单元的运行动作进行调整等。为此，首先，工作人员应使用合理的参数算法，一般而言，模糊数学或者神经网络算法较为常见，但此种算法对系统计算能力的要求相对较高，也具有比较明显的动态特性。此间，工作人员一定要注意选择参数合适的传感器，提高传感的反馈效果，为算法运行中数学模型的建立及时提供数据支持；其次，为了确保全过程智能化控制技术在机电一体化系统中发挥有效作用，工作人员应在使用此类智能控制技术之前对产品生产的工艺、生产过程中的故障进行合理的分析和调整，避免机电一体化系统的运行过程与智能化技术的应用目的之间出现冲突，影响智能化控制技术的预测性能和反馈效果。

2.3故障诊断与电力系统的控制相结合

在机电一体化系统的运行过程中，电力系统如果出现问题，将会直接影响系统的整体运行效能，增加产品的生产成本和生产进度。现阶段，智能化控制技术已经可针对机电一体化系统中的电力系统进行针对性的故障分析和诊断，并且可依据系统中电力机组的运行要求，对电力系统的运行参数进行适当的自动化调整，以适应不同产品的生产加工需求。在应用智能化的故障诊断技术时，首先，工作人员需要明确电力系统中发电机组、变压器组以及电动机组的运行要求，如果机电一体化系统中并未涉及此类电力机组，则工作人员需要根据机电一体化系统中电力系统的实际运行要求，选择重点电力控制单元，部署故障诊断机制，促使智能化的故障诊断技术可与系统进行有效融合；其次，工作人员在应用智能化的故障诊断技术时，也应有成本控制意识，不能为了提高系统运行效率或者故障诊断效率盲目提高系统运行参数，以免超出故障诊断的范围，降低智能化故障诊断技术的应用有效性。

3、结语

总之，在应用智能化控制技术时，工作人员一定要明确机电一体化系统的实际运行要求，并且要考虑产品生产的效率和进度要求。一般而言，智能化控制技术的初期应用成本相对较高，但从长期的技术应用角度分析，在应用了智能化的控制技术之后，产品生产的效率和安全性均与所提升，也减少了产品生产中华人力资源的使用水平，从而可有效降低产品的生产成本，为机电一体化系统运行效能的提升以及相应的产品研发升级提供了有力支持。

参考文献

[1]卢雁智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J]中国设备工程,2021(05):29-30.

[2]刘文君.智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J]农业科技与信息,2021(02):121-122.

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[5]刘永乐.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].中国金属通报,2020(10):57-58.

③ 人工智能结课论文

“人工智能”是大学本科自动化专业所开设的一门专业选修课，为了能够调动自动化专业的学生对本课程学习的积极性，对《人工智能》这门专业选修课程的 教学 方法 进行了探索和 总结 。以下是我整理分享的关于人工智能结课论文的相关 文章 ，欢迎阅读!

对《人工智能》专业选修课教学的几点体会

摘要：“人工智能”是大学本科自动化专业所开设的一门专业选修课，为了能够调动自动化专业的学生对本课程学习的积极性，提高《人工智能》专业选修课的教学效果，我们结合近几年的实际教学 经验 ，从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学等方面对《人工智能》这门专业选修课程的教学方法进行了探索和总结。

关键词：人工智能 优选教材 考核方式内容 手段 实践

人工智能(Aritificial Intelligence，英文缩写为AI)是一门综合了应用数学、自动控制、模式识别、系统工程、计算机科学和心理学等多种学科交叉融合而发展起来的的一门新型学科，是21世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。它是研究智能机器所执行的通常与人类智能有关的职能行为，如推理、证明、感知、规划和问题求解等思维活动，来解决人类处理的复杂问题。人工智能紧跟世界社会进步和科技发展的步伐，与时俱进，有关人工智能的许多研究成果已经广泛应用到国防建设、工业生产、国民生活中的各个领域。在信息网络和知识经济时代，人工智能现已成为一个广受重视且有着广阔应用潜能的前沿学科，必将为推动科学技术的进步和产业的发展发挥更大的作用。因此在我国的大中专院校中开展人工智能这门课的教学与科研工作显得十分紧迫。迄今为止，全国绝大多数工科院校中的自动控制、计算机/软件工程、电气工程、机械工程、应用数学等相关专业都开设了人工智能这门课程。南京邮电大学自动化学院自2005年成立至今，一直将“人工智能”列为自动化专业本科生的选修课程，到目前为止已经有八年的历史了。由于南京邮电大学是一所以邮电、通信、电子、计算机、自动化为特色的工科院校，因此，学校所开设的许多专业都迫切需要用人工智能理论和方法解决科研中的实际问题。在问题需求的推动下，南邮人经过多年的努力工作，在人工智能科研方面取得了丰硕的成果，如物联网学院所开发的现代智能物流系统、自动化学院所开发的城市交通流量控制与决策系统，为本课程的开设提供了典型的教学案例。我们结合近几年的实际教学经验，从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学等方面对人工智能课程教学方法进行了总结归纳。

一、优选教材

目前，国内有关人工智能课程的中英版教材种类非常多，遵循实用、简单、够用的原则，再经过授课老师和学生们的共同调研，我们选用由中南大学蔡自兴教授主编的《人工智能及其应用》第三版作为南邮本课程的授课教材。本书覆盖的人工智能知识体系比较全面，包含知识表示、搜索推理、模糊计算、专家系统等。本书主要针对计算机、自动化、电气工程等本科专业的学生所编写，内容基础，难度适中。蔡教授所编写的这本教材全面地介绍了人工智能的研究内容与应用领域，做到了内容新颖、简单易懂、兼顾基础和应用，受到了全国广大师生们的一致好评，多年的教学实践证明我们所选择的教材是恰当的、正确的。

二、考核方式

在全国大部分高等院校，“人工智能”这门课大都选择开卷考试的方式来进行考核。为了强化学生对人工智能这门课基础知识的掌握，南京邮电大学自动化学院选用闭卷考试的方式来进行考核。为了打消部分学生想在期末闭卷考试中通过作弊手段来完成人工智能这门课考核的侥幸心理，我们加强了对学生平时考勤成绩、课下作业成绩和实验成绩的考核，从而杜绝了“一纸定成绩”的现象。我们对人工智能这门课的最后期末成绩是按如下权重来划分的：平时考勤成绩占10%、课下作业成绩占10%、实验成绩占20%、最后的期末考试卷面成绩只占60%。为了克服国家现行 教育 体制的弊端，避免学生“机械式”地的应对教学和考试，我们对考试题型进行了调整，不再是以往的填空、选择、简答等题型，而是改为以解决实际问题为导向的应用题型为主，这样学生只需要在理解授课内容的基础上利用自己的思维来解题就可以了，这也体现了国家目前正在提倡的应用型教学导向。

三、教学内容调整

对于本科生而言，人工智能这门课程所需要讲授的内容实在太多，由于课时所限，我们必须精简教学内容，让学生在掌握基础知识的同时，也能够了解它的具体应用。因此，我们将人工智能这门课程的教学内容分为两个部分：第一部分是基本理论和方法，包括人工智能的概述、知识表示方法、确定性推理方法等;第二部分为人工智能研究成果的具体应用，包括神经元网络计算、模糊智能计算、专家知识库系统、机器语言学习等。通过对教材内容的合理调整和安排，使得授课计划能够比较全面地覆盖了人工智能这门课程的基本知识点，从而满足了学生们的求知需求。

四、教学手段的改进

(一) 激发学生的学习兴趣

经过长时间的教学我们发现，在选修“人工智能”这门课程时，每个学生的心中所想各有不同，这些学生在刚开始学习时兴趣还比较强烈，但随着教学内容变得越来越抽象，学生逐渐对这本课的学习失去了信心，甚至上课时间不去听课，使授课教师对教学也渐渐失去了信心，导致恶性循环，严重影响了教学质量。针对这种现象，我们认为，在开课前充分激发学生的学习兴趣是很有必要的。我们要结合学校的实验条件，开课前给学生演示“机器人医疗服务”实验，通过该实验的演示，让学生们看到机器人能够给病人提供多项人性化的服务，理解人工智能技术在开发医疗服务机器人多项关键技术中的应用，让学生在开课前能够对本课程的学习产生极大的兴趣，实践证明这种方法是有效的。

(二) 借助多媒体教学

多媒体教学是现代教学过程中一种非常重要的形式，它往往根据教学目的和学生们的特点，通过合理的设计、选择教材内容，应用公式、图形、文字、视频等多种媒体信息进行有机组合并通过电脑和投影机显示出来，与传统教学手段相结合，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。人工智能这门课具有针对性强、内容抽象、公式繁琐等特点，学生学习起来比较困难，为了让学生生动、形象地学习该课程，我们在教学过程中充分利用了多媒体技术来组织教学。例如在课堂教学过程中播放南邮自动化学院梁志伟博士带领学生所开发的“智能 足球 机器人”比赛片段;让学生在线观看北京大学工学院谢广明博士带领学生所开发的“自主视觉机器鱼”录像片段等。在讲解某些重要的求解算法时，借助Matlab软件和投影机，直接展现该算法的求解过程，从而改善了课程教学的形式，提高了教学质量。 (三)提倡课堂 辩论

我们在教学过程中打破了传统的“老师讲课学生听课”的教学模式，多次组织课堂辩论，辩论的主题包括人工智能研究过程中出现的技术困惑、人工智能研究成果转化中的市场前景等。如组织了“电脑PK人脑”“电脑是否让电视消失”“电脑的未来发展方向在哪里”等一系列 辩论会 。经过激烈的辩论，无论正方还是反方都感觉自己收获很大，增长了知识，开阔了眼界。在教学过程中通过将学生由“被动听课”角色变换为“主动参与”角色，大大地调动了学生的学习积极性，从而提高了课堂教学质量。

五、实践教学

实践教学是课堂教学不可缺少的重要组成部分，通过让学生亲自动手实验来对理论知识进行检验和应用是目前国内外各个大学提高学生综合素质、增强学生市场竞争力的重要手段。人工智能实验教学的目的是让学生通过亲自动手体会授课中的各种智能控制算法，从而使学生能够更加形象地掌握课本知识。人工智能教学计划安排了4学时实验课，设置了“传教士和野人过河”“机器人路径规划”这两个人工智能问题，要求学生独立完成这2个实验题目的编程，并书写实验 报告 。通过实验，学生动手实践了课堂上所掌握的理论知识，加深了对智能算法的理解。

人工智能是一门实用性较强的课程，我们总结了近几年来的教学经验，从优选教材、考核方式、教学内容调整、教学手段的改进和实践教学五个方面对人工智能课程教学进行了总结。从学生的反馈来看，我们所总结的教学经验对于指导新教师讲授“人工智能”这门课程具有积极的作用，需要指出的是，我们仍有很多不足之处，需要在以后的教学过程中不断努力完善，提高自己的教学能力，争取更好的教学效果。

参考文献

[1]蔡自兴，徐光佑.人工智能及其应用[M].北京：清华大学出版社，2003.

[2]路小英，周桂红，赵艳等.高等农业院校《人工智能》课程的教学研究与实践[J].河北农业大学学报：农林教育版，2007，9(4)：66-68.

[3]马建斌，李阅历，高媛. 人工智能课程教学的探索与实践[J].河北农业大学学报：农林教育版，2011，13(3)：330-332.

[4]赵海波.人工智能课程教学方法的探讨[J].科技信息，2011，(7)：541.

[5]张廷，杨国胜.“人工智能”课程教学的实践与探索[J].课程与教学，2009(11)：133-134.

本研究得到了江苏省2011年度研究生双语授课教学试点项目—“模式识别与智能系统”项目经费的资助。

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