1.2 智能控制的基本概念

1.2.1 智能控制的理论框架

智能控制(Intelligent Control,IC)具有明显的多学科的结构特点。随着研究的不断深入,人们对于这一结构的特点有了深刻的认识和理解。

1. 二元结构论

1971年,著名学者傅京孙把智能控制概括为人工智能(Artificial Intelligence,AI)和自动控制(Automatic Control,AC)的结合,即二元结构。它可表示为

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也可以用图1.1表示AI和AC两者的交集。

智能控制系统通过将人的认识、经验以及技巧用人工智能的方法表示并且加以利用,使控制系统具有拟人的控制能力,这也是傅京孙最早提出二元结构论的原因。

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图1.1 二元结构

2. 三元结构论

1977年,美国学者萨里迪斯在研究二元结构的基础上,提出了三元结构论。该理论在二元结构论上,加上了运筹学(Operations Research,OR)。三元结构论可表示为

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也可用图1.2表示三者的交集。三元结构强调了更高层次控制中的调度、规划、管理和优化作用。

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图1.2 三元结构

3. 四元结构论

我国中南大学蔡自兴教授在研究二元结构、三元结构的基础上,于1989年提出四元结构论。除了三元结构外,该理论还加上了信息论(Information Theory,IT)。四元结构论可表示为

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式(1.3)可以用图1.3表示。四元结构论表明,信息论与人工智能(包括知识工程)、自动控制(包括工程控制论和生物控制论)或系统论(包括运筹学)都是紧密联系的。

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图1.3 四元结构