智能控制是什么

智能控制（intelligent controls）在無(wú)人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)。對(duì)許多復(fù)雜的系統(tǒng)，難以建立有效的數(shù)學(xué)模型和用常規(guī)的控制理論去進(jìn)行定量計(jì)算和分析，而必須采用定量方法與定性方法相結(jié)合的控制方式。

定量方法與定性方法相結(jié)合的目的是，要由機(jī)器用類似于人的智慧和經(jīng)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)求解過(guò)程。因此，在研究和設(shè)計(jì)智能系統(tǒng)時(shí)，主要注意力不放在數(shù)學(xué)公式的表達(dá)、計(jì)算和處理方面，而是放在對(duì)任務(wù)和現(xiàn)實(shí)模型的描述、符號(hào)和環(huán)境的識(shí)別以及知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)的開(kāi)發(fā)上，即智能控制的關(guān)鍵問(wèn)題不是設(shè)計(jì)常規(guī)控制器，而是研制智能機(jī)器的模型。

此外，智能控制的核心在高層控制，即組織控制。高層控制 是對(duì)實(shí)際環(huán)境或過(guò)程進(jìn)行組織、決策和規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解。為了完成這些任務(wù)，需要采用符號(hào)信息處理、啟發(fā)式程序設(shè)計(jì)、知識(shí)表示、自動(dòng)推理和決策等有關(guān)技術(shù)。這些問(wèn)題求解過(guò)程與人腦的思維過(guò)程有一定的相似性，即具有一定程度的“智能”。

隨著人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有可能把自動(dòng)控制和人工智能以及系統(tǒng)科學(xué)中一些有關(guān)學(xué)科分支（如系統(tǒng)工程、系統(tǒng)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、信息論）結(jié)合起來(lái)，建立一種適用于復(fù)雜系統(tǒng)的控制理論和技術(shù)。智能控制正是在這種條件下產(chǎn)生的。它是自動(dòng)控制技術(shù)的最新發(fā)展階段，也是用計(jì)算機(jī)模擬人類智能進(jìn)行控制的研究領(lǐng)域。

智能控制是以控制理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，擴(kuò)展了相關(guān)的理論和技術(shù)，其中應(yīng)用較多的有模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、遺傳算法等理論和自適應(yīng)控制、自組織控制、自學(xué)習(xí)控制等技術(shù)。

智能控制與傳統(tǒng)控制的區(qū)別

控制界在近年來(lái)的共識(shí)認(rèn)為控制器的設(shè)計(jì)從信息科學(xué)的層面看，其核心是控制算法的設(shè)計(jì)，控制算法主要根據(jù)系統(tǒng)的輸入與輸出信息、 系統(tǒng)及其可能產(chǎn)生變化的信息、系統(tǒng)工作環(huán)境的信息，以及對(duì)系統(tǒng)所提任務(wù)和要求變化的信息，經(jīng)過(guò)采集、加工、分析、計(jì)算以形成系統(tǒng)能接受并可據(jù)此進(jìn)行工作的控制命令?？刂泼畹男纬?，一個(gè)是對(duì)形成命令所需信息的齊備，這中間首先是對(duì)控制對(duì)象的認(rèn)知，即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，而對(duì)無(wú)論是輸入、輸出、環(huán)境變化等一系列信息的認(rèn)知都涉及到信息采集與加工、信息的傳輸?shù)取o(wú)論關(guān)于建模等為控制命令的形成所需的信息準(zhǔn)備工作，還是在信息相對(duì)齊備后形成控制命令的過(guò)程，都包含了各種必須行之有效的計(jì)算機(jī)算法。這些算法由于問(wèn)題的特點(diǎn)，既可以是傳統(tǒng)的也可以是智能的，這自然取決于使用這些算法的具體條件與要求。

傳統(tǒng)的自動(dòng)控制是建立在確定的模型基礎(chǔ)上的，而智能控制的研究對(duì)象則存在模型嚴(yán)重的不確定性，即模型未知或知之甚少者模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)，比如工業(yè)過(guò)程的病態(tài)結(jié)構(gòu)問(wèn)題、某些干擾的無(wú)法預(yù)測(cè)，致使無(wú)法建立其模型，這些問(wèn)題對(duì)基于模型的傳統(tǒng)自動(dòng)控制來(lái)說(shuō)很難解決

傳統(tǒng)的控制理論對(duì)線性問(wèn)題有較成熟的理論，而對(duì)高度非線性的控制對(duì)象雖然有一些非線性方法可以利用，但不盡人意。 而智能控制為解決這類復(fù)雜的非線性問(wèn)題找到了一個(gè)出路，成為解決這類問(wèn)題行之有效的途徑。 工業(yè)過(guò)程智能控制系統(tǒng)除具有上述幾個(gè)特點(diǎn)外，又有另外一些特點(diǎn)，如被控對(duì)象往往是動(dòng)態(tài)的，而且控制系統(tǒng)在線運(yùn)動(dòng)，一般要求有較高的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度等，恰恰是這些特點(diǎn)又決定了它與其它智能控制系統(tǒng)如智能機(jī)器人系統(tǒng)、航空航天控制系統(tǒng)、交通運(yùn)輸控制系統(tǒng)等的區(qū)別，決定了它的控制方法以及形式的獨(dú)特之處。

傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入或輸出設(shè)備與人及外界環(huán)境的信息交換很不方便，希望制造出能接受印刷體、圖形甚至手寫(xiě)體和口頭命令等形式的信息輸入裝置，能夠更加深入而靈活地和系統(tǒng)進(jìn)行信息交流，同時(shí)還要擴(kuò)大輸出裝置的能力，能夠用文字、圖紙、立體形象、語(yǔ)言等形式輸出信息。 另外，通常的自動(dòng)裝置不能接受、分析和感知各種看得見(jiàn)、聽(tīng)得著的形象、聲音的組合以及外界其它的情況。 為擴(kuò)大信息通道，就必須給自動(dòng)裝置安上能夠以機(jī)械方式模擬各種感覺(jué)的精確的送音器，即文字、聲音、物體識(shí)別裝置。 可喜的是，近幾年計(jì)算機(jī)及多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，為智能控制在這一方面的發(fā)展提供了物質(zhì)上的準(zhǔn)備，使智能控制變成了多方位“立體”的控制系統(tǒng).

與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，，智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對(duì)象及環(huán)境的有關(guān)知識(shí)以及運(yùn)用這些知識(shí)的能力；智能控制系統(tǒng)能以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過(guò)程，采用開(kāi)閉環(huán)控制和定性及定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制方式；智能控制系統(tǒng)有補(bǔ)償及自修復(fù)能力和判斷決策能力。智能控制則采取的是全新的思路。它采取了人的思維方式，建立邏輯模型，使用類似人腦的控制方法來(lái)進(jìn)行控制。