中央广播电视大学2004-2005学年度第二学期"开放本科"期末考试
机械专业 机电系统智能控制技术 试题
2005年7月
一、填空题(共20分,每空1分)
1.传统控制和智能控制的区别表现在两个方面:(1) ;(2) 。
2. 智能控制的不确定性的模型包括两类:(1) ;(2) 。
3.现代工业控制系统很多是高度复杂的系统,表现在9个方面,请答出其中任意3个方面: 、 和 。
4.模糊控制的基本思想是把人类专家对特定的被控对象或过程的 总结成一系列以" "形式表示的控制规则。
5.工业过程控制中的专家控制主要有如下三种形式: 、 和 。
6.分层递阶控制系统分为三级: 、 和 。
7.神经网络已在多种控制结构中得到应用,如: 、 、 和 。
8.人工神经网络是由大量简单处理元件 的高度并行的非线性系统。
二、选择题(10分,每小题2分)
1.在选定模糊控制器的语言变量及各个变量所取的语言值后,可分别为各语言变量建立各自的( )。
A. 控制规则表 B.控制查询表
C. 语言变量赋值表 D.基本论域量化表
2.为语气算子,为"小",当为2时,为( )。
A. 略小 B.非常小
C.很小 D. 极小
3.某模糊控制器的语言变量选为实际温度与给定温度之差即误差e,误差变化率e以及加热装置中可控硅导通角的变化量u,故该模糊控制器为( ).
A. 单输出-双输入 B.单输出-单输入
C. 双输入-双输出 D. 双输入-单输出
4. 误差反向传播算法属于( )学习规则。
A. 无导师
B.有导师
C. 死记式
D.混合
5.遗传算法将问题的求解表示成"染色体","染色体"实际上是( ).
A. 种群
B.存在于细胞核中能被碱性染料染色的物质
C.用编码表示的字符串
D.各种数值
三、简答题(15分)
请给出模糊控制系统的组成图,并简述设计一个模糊控制器必须要解决的三个问题。
四、计算题(20分)
设有论域X=,Y=和Z=上的模糊集合
试确定由模糊条件语句"if and then "决定的模糊关系,并计算由给定输入模糊集合、所决定的输出模糊集合。
五、画图题(15分)
某模糊控制系统的输入语言变量E和输出语言变量U的语言值均为:NB、NS、O、PS、PB,E的论域为X={-3,-2,-1,0,1,2,3},U的论域为Y={-3,-2,-1,0,1,2,3}。设语言变量E和U的赋值表为:
量化等级
语言变量值
-3
-2
-1
0
1
2
3
PB
0
0
0
O
0
0.5
1
PS
0
0
0
1
1
0.5
0
O
O
O
0.5
1
0.5
0
0
NS
0
0.5
1
l
0
0
0
NB
1
0.5
0
0
0
0
0
试给出以上论域中各元素对各语言变量值所确定的模糊子集的隶属函数曲线。
六、画图分析(20分)
画出神经网络用于系统逆模型辨识时常采用的两种辨识结构:
(a)系统逆模型的反馈辨识结构;
(b)系统逆模型的前馈辨识结构.
说明两种辨识结构的用途。
试卷代号:1150
中央广播电视大学2004-2005学年度第二学期"开放本科"期末考试
机械专业 机电系统智能控制技术
试题答案及评分标准
(供参考)
2005年7月
一、填空题(共20分,每空1分)
1.(1)处理复杂性、不确定性问题的能力;(2)对被控对象模型的依赖
2.(1)模型未知或知之甚少;(2)模型的结构和参数可能在很大范围内变化。
3.(1)系统的子系统和环节种类繁多、层次各异,(2)子系统的结构和参数具有高维性、时变性、突变性和随机性;(3)环境干扰具有多样性、时变性,随机性及高强度;(4)传感器和执行器数量大,却十分分散;(5)决策机构具有分级分布特征;(6)系统的各状态变量是多重的;(7)信息结构复杂;(8)需处理的数据量庞大,算法复杂:(9)有些系统甚至是具有人一机交互功能的巨系统。以上(1)~(9)中,只要答出任意3个即可。
4.控制策略 "IF条件THEN 作用"
5.直接专家系统 间接专家系统 混合型专家系统
6.组织级 协调级 执行级
7.在以下7种中答出任意4种即可;自校正控制 模型参考自适应控制 预测控制 内膜控制 直接逆控制 PID控制 再励学习控制
8.相互连接
二、选择题(10分,每小题2分)
1.C 2.B 3.D 4.B 5.C
三、简答题(15分)
题解:
1.模糊控制系统组成图
2.设计一十模糊控制器必须要解决三个问题:
1)普通数字控制器的输入信号是用数值表示的代表误差测量值的确定量,而模糊控制器处理的信息则是用语言变量值(模糊集合)表示的模糊量。因此,设计模糊控制器要解决的第一个问题是如何把确定量转换为对应的模糊量。
2)根据操作者的控制经验制定模糊控制规则,并执行模糊逻辑推理,以得到一个输出模糊集合(即一个新的隶属度函数),这一步称为模糊控制规则形成和推理,目的是用模糊输入值适配控制规则,通过加权计算合并那些规则的辅出;
3)根据模糊推理得到的只是输出模糊集合的隶属度函数,因此需要用各种方法找一个具有代表性的确定值作为控制量,这一步称为模糊输出量的解模糊判决,目的是把模糊分布范围概括合并成确定的单点辅出值,加到执行器上实现控制。
以上三个问题只要回答了加粗部分的内容,即可各得3分。
四、计算题(20分)
题解:
五、(15分)
解:
六、(20分)
解:设P-1为系统的逆模型,若将系统的输出作为辨识模型的输入,而将系统的输入作为辨识模型的教师信号,结果可得到系统逆模型的辨识模型P-1。(2分)
系统逆模型辨识常采用的两种辨识结构:
其中(a)为系统逆模型的反馈辨识结构,用于离线训练神经网络。
(b)为系统逆模型的前馈辨识结构,可进行神经网络的在线学习。
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