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第1章 绪论1

1.1 控制理论的发展概况1

1.2 智能控制发展的认识论与方法论4

1.2.1 智能控制发展的背景4

1.2.2 关于人工科学13

1.3 智能与人工智能27

1.3.1 智能与人体智能的“多种智能结构”27

1.3.2 人工智能与智能系统33

1.3.3 智能自动化35

1.4 智能控制36

1.4.1 智能控制的产生与发展36

1.4.2 智能控制的定义39

1.4.3 智能控制的基本要素40

1.4.4 智能控制的学科结构41

1.4.5 智能控制的主要研究内容43

1.4.6 智能控制研究的基本方法48

1.4.7 智能控制的发展趋势51

第2章 人体运动控制系统与身体-动觉智能54

2.1 神经分区运动控制的多级递阶结构56

2.1.1 高级神经控制中枢——脑56

2.1.2 低级神经控制中枢——脊髓59

2.1.3 外周神经系统、感受器和效应器61

2.1.4 神经系统的基本单元——神经元62

2.1.5 人体控制系统中的反射弧与反射控制65

2.2 人体动觉控制体系的构造与功能66

2.2.1 人体感觉与运动控制系统的结构66

2.2.2 运动控制的执行及其参数的校正或调节73

2.2.3 小脑模型及其控制回路84

2.3 人的身体动觉智能90

2.3.1 人对自身身体运动的控制能力91

2.3.2 人熟练操作对象的控制能力92

2.3.3 身体运动中大脑的智能控制作用94

3.1 引言96

第3章 仿人智能控制的基本原理96

3.2 仿人智能控制器的原型98

3.2.1 基本算法和静特性98

3.2.2 动态特性分析102

3.2.3 仿人智能控制器原型中的智能属性104

3.3 特征模型、特征辨识与特征记忆105

3.3.1 特征信息与特征模型105

3.3.2 特征辨识、特征记忆与模式识别119

3.4 多模态控制与多目标决策121

3.4.1 多模态控制121

3.4.2 典型的仿人智能控制模态基元123

3.4.3 多模态控制与多指标的兼顾131

3.5 启发式搜索与直觉推理134

3.5.1 使用启发式搜索的必要性135

3.5.2 基本搜索策略136

3.5.3 启发性搜索策略143

3.5.4 直觉推理144

3.6 分层递阶的信息处理和决策机构145

3.6.1 产生式系统146

3.6.2 高阶产生式系统148

3.6.3 仿人智能控制器的高阶产生式系统结构149

第4章 仿人智能控制的设计理论152

4.1 仿人智能控制的瞬态性能指标——理想的误差时相轨迹152

4.2 仿人智能控制系统的设计方法157

4.2.1 被控对象的“类等效”简化模型157

4.2.2 被控对象的模型处理158

4.2.3 仿人智能控制器设计的基本步骤159

4.3 一类伺服对象的仿人智能控制器算法设计161

4.3.1 运行控制级设计162

4.3.2 参数校正级设计164

4.3.3 任务适应级设计170

4.3.4 仿真示例176

4.4.1 引言179

4.4 计算机辅助设计179

4.4.2 辅助设计的思想180

4.4.3 辅助设计的方法181

4.4.4 总体结构和功能185

4.4.5 知识库的组织及其管理189

第5章 仿人智能控制的稳定性监控198

5.1 引言198

5.2 智能控制系统稳定性分析基础199

5.2.1 智能控制系统的智能性199

5.2.2 智能控制系统的能控性202

5.2.3 智能控制规律的一般描述形式203

5.2.4 智能控制系统稳定性的定性分析204

5.3 智能控制系统稳定性分析研究概况205

5.3.1 基于李雅普诺夫函数的智能控制系统稳定性分析205

5.3.2 基于信息处理结构模式的智能控制系统稳定性分析208

5.3.3 专家控制系统的稳定性分析212

5.3.4 模糊控制系统的稳定性分析217

5.4 智能控制系统的稳定性监控224

5.4.1 系统不稳定的实质224

5.4.2 仿人智能控制稳定性监控思想227

5.4.3 动态系统输出的稳定性等价230

5.4.4 线性定常系统的稳定性特征233

5.4.5 仿人智能控制系统稳定性监控条件237

5.4.6 仿人智能控制系统稳定性监控级设计240

第6章 仿人智能控制在多变量系统中的应用246

6.1 多变量系统的传统解耦控制246

6.2 多变量系统耦合和不确定性的描述与分析249

6.3 仿人智能协调控制的基本思路与算法253

6.4 带纯滞后多变量系统的仿人智能控制259

6.5 多变量液压伺服系统的仿人智能控制266

第7章 仿人智能控制在过程及大滞后过程控制中的应用276

7.1 过程控制的特点与描述276

7.2 温度过程的仿人智能控制277

7.2.1 仿人智能温度控制算法278

7.2.2 FWK型仿人智能温度控制器产品简介281

7.2.3 控制性能的对比实验与结论282

7.3 pH过程的仿人智能控制284

7.3.1 pH仿人智能控制器的设计284

7.3.2 仿真实验及结果288

7.4 纯滞后过程的仿人智能控制293

7.4.1 典型的纯滞后过程及其对系统动态特性的影响294

7.4.2 传统控制理论中几种控制大纯滞后过程的方案298

7.4.3 具有纯滞后过程的仿人智能控制方案305

7.5 具有超大纯滞后过程的仿人智能控制313

第8章 仿人智能控制在非线性系统中的应用318

8.1 典型非线性环节及其传统分析方法318

8.2 具有典型非线性环节系统的仿人智能控制324

8.2.1 仿人智能控制在含饱和非线性环节系统中的应用324

8.2.2 仿人智能控制在死区与滞环非线性系统中的应用328

8.3.1 力矩受限单摆的物理与数学模型335

8.3 力矩受限单摆的摆起倒立控制335

8.3.2 力矩受限单摆摆起倒立的仿人智能控制器设计336

8.3.3 仿人智能控制器特征模型与控制模态参数的CAD337

8.3.4 仿真和实时实验338

8.4 小车-单摆的摆起倒立控制341

8.4.1 小车-单摆系统的物理数学模型341

8.4.2 小车-单摆系统摆起倒立仿人智能控制器的设计343

8.4.3 确定仿人智能控制器参数初值的原则348

8.4.4 仿真研究349

8.5 小车-二级摆的摆起倒立控制351

8.5.1 小车-二级摆系统的物理与数学模型351

8.5.2 小车-二级摆系统分析354

8.5.3 小车-二级摆系统内部模型的建立356

8.5.4 动觉智能控制图式的确定362

8.5.5 系统总体控制方案371

8.5.6 仿真研究371

参考文献377