基于可拓學(xué)的仿人控制及應(yīng)用研究.pdf

1、模擬人的智能控制的研究，是解決控制領(lǐng)域難題及實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的過(guò)程控制，發(fā)展控制理論的一條重要和十分引人注目的途徑。但是，智能控制總體上還處于開創(chuàng)性的階段，許多概念和理論尚處于發(fā)展中，對(duì)智能控制的定義、理論、方法、結(jié)構(gòu)等尚無(wú)統(tǒng)一的系統(tǒng)描述，還缺乏堅(jiān)實(shí)的體系化的理論基礎(chǔ)。可拓學(xué)基元分析的理論和方法、可拓集合論的提出，為智能控制提供了一種重要的工具。將可拓學(xué)理論應(yīng)用于仿人的智能控制與策略研究，構(gòu)造模擬人的多層智能體系模型，是一種新的嘗試。

2、r>　　 本文在搜集、整理、分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)可拓學(xué)理論及仿人智能理論的基礎(chǔ)上，對(duì)基于可拓學(xué)仿人智能模型的分層遞階結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的研究并應(yīng)用于實(shí)踐。主要研究工作如下：
　　 (1)基于可拓學(xué)的仿人智能模型設(shè)計(jì)
　　 分析了仿人的分層遞階模型，討論了仿人的研究目標(biāo)不再是被控對(duì)象本身，而是控制器如何對(duì)領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)行為和知識(shí)結(jié)構(gòu)的模仿；建模的目標(biāo)不是對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，而是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征模型和控制器定性與定量結(jié)合的知識(shí)模

3、型。定義了模型結(jié)構(gòu)，分析了各層的功能特征及知識(shí)模型的表達(dá)形式，給出了設(shè)計(jì)規(guī)范。
　　 (2)仿人多模態(tài)劃分及可拓域
　　 分析討論了復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程劃分，研究此過(guò)程所涉及的基于經(jīng)驗(yàn)的可拓域劃分及信息轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。在原有的可拓距、區(qū)間距、位置等的基礎(chǔ)上，提出了點(diǎn)與區(qū)域的關(guān)系，并由此建立可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)。為建立仿人多模態(tài)的控制提供了定量分析及計(jì)算的依據(jù)。
　　 (3)基于可拓基元知識(shí)的自學(xué)習(xí)
　　 以基元知識(shí)為基

4、礎(chǔ)，以模擬人的自學(xué)習(xí)為目標(biāo)。研究在無(wú)指導(dǎo)狀態(tài)下從經(jīng)驗(yàn)中并發(fā)的獲取規(guī)劃規(guī)則和動(dòng)作規(guī)則，作為系統(tǒng)的控制知識(shí)。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)將經(jīng)驗(yàn)演繹為規(guī)則，進(jìn)而泛化為高層的概念或規(guī)則，構(gòu)成了多分辨率的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。
　　 (4)大型水壓機(jī)伺服控制系統(tǒng)的仿人設(shè)計(jì)
　　 提出了在無(wú)法獲得系統(tǒng)精確模型的情況下，如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)專家的經(jīng)驗(yàn)，按照可拓仿人智能模型設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的各層結(jié)構(gòu)，功能劃分，實(shí)現(xiàn)仿人的多模態(tài)控制。實(shí)踐表明，基于可拓的仿人智能控

5、制優(yōu)于傳統(tǒng)PID算法。
　　 (5)VRLA動(dòng)力蓄電池快速充電過(guò)程控制及自適應(yīng)設(shè)計(jì)
　　 提出了針對(duì)VRLA動(dòng)力蓄電池快速充電過(guò)程的仿人多模態(tài)控制策略。改遵循“Mass最佳充電曲線”為充放電相結(jié)合不斷調(diào)整的“最佳充電曲線”，給出了仿人模型中的參數(shù)自校正級(jí)和自適應(yīng)級(jí)的設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，VRLA蓄電池完全可以大電流快速充電，而不影響循環(huán)壽命。
　　 論文最后進(jìn)行總結(jié)，說(shuō)明研究的創(chuàng)新點(diǎn)及主要研究成果，指出進(jìn)一步研究的問(wèn)題