人机交互是否友好,知识水平及可信程度,运行效率和速度,可靠性等,从而对系统给出客 观评价。 建造专家系统应当尽早利用上述步骤建造一个可运行的原型系统,并在运行过程中不断 测试、修改、完善之,经验表明,这种方案往往很有效。企图在正确的完整的分析问题,并 掌握所有知识之后,再去建造可运行的系统是不可取的。 2.专家控制器的设计原则 直接专家系统控制,实际上是将专家系统作为控制器(称为专家控制器)。具有专家控 制器的系统称为直接专家控制系统 在传统控制器设计中,控制器是基于控制理论设计的,对象采用微分方程、差分方程 状态方程、传递函数等定量物理模型描述。这些模型可以用机理分析法或辨识方法获得,所 设计的控制器也用数学表达式描述。而在专家控制器设计中,控制器是根据控制工程师和操 作人员的启发式知识进行设计。这种知识包括某些定理知识,但基本上属于定性知识的范畴 专家控制器通过对过程变量和控制变量的观测进行分析,根据已具有的知识给出控制信号。 对于对象数学模型已知的线性系统,传统控制方法已能很好地解决,没有必要使用专家系统 控制。直接专家控制系统一般用于过程具有高度非线性、对象难以用数学解析式描述、传统 控制器很难设计的场合。 专家控制器对被控过程或对象进行实时控制,必须在每个采样周期内都给出控制信号, 所以对专家系统运算(推理)速度的要求是很高的。专家控制器在设计上应遵循以下两条原 则 1).提高专家系统的运行速度 其它类型的专家系统(如医疗诊断专家系统)重视的是结果,一般不考虑系统运行速度。 而在控制系统中,专家系统的推理速度是至关重要的。系统允许的最大采样周期决定了推理 速度的下限。推理速度越快,则最大采样周期可以越短,专家系统适用的范围越广。按照这 一原则,设计专家控制器可以从以下几方面采取措施。 (1)以满足专家控制系统运行速度要求为前提,配置计算机CPU速度、数据总线位数 和内存量等,提高硬件的运算速度。 2)选择合适的工具软件。编写专家系统所用工具软件对系统运行速度影响较大。要以 提高运行速度为原则,兼顾编程效率,界面友好和使用方便等方面的要求,选择合适的工具 软件进行编程。 3).知识库设计。专家系统推理时间大部分用在搜索知识库中可用的知识上为加速这 搜索过程,应该合理设计知识库的结构。首先可以按知识的层次把知识库划分为几个子库, 推理时按知识层次搜索相应的子库,从而可以缩小搜索范围,大大提高搜索效率。其次利 用搜索的某些启发式信息,预先指导知识库的设计。例如,根据验前信息,把成功率最高的 知识放在优先搜索的位置上;对结论相同的知识进行合并以缩小搜索空间等 (4)推理机设计。直接专家控制系统中专家系统知识库规模通常不大。采用启发式信息 指导构造知识库和划分子库,可以提高综合搜索效率。 2).确保在每个采样周期内都能提供控制信号 专家系统从推理开始至得到最终结论的推理步数是不固定的,完成一步推理所花的时间 也不一样,从不同状态开始求解时过程所用的总时间差异很大。在过程控制系统中,采样周 期一般是常数,专家控制器推理开始时的状态由控制系统当前信息决定,通常每个时刻都不 同,因此从推理开始到得出结论的时间不同,可能在某些采样周期无正常控制信号输出。为 取得好的控制效果,必须确保在每个采样周期都能提供控制信号。为此,首先要解决控制信 号的有无问题,然后再考虑其质量优劣问题。 照此原则,可以采用逐步推理方法,逐步改善控制信号的精度。按专家知识的精细程度 第11页共12页人机交互是否友好，知识水平及可信程度，运行效率和速度，可靠性等，从而对系统给出客 观评价。 建造专家系统应当尽早利用上述步骤建造一个可运行的原型系统，并在运行过程中不断 测试、修改、完善之，经验表明，这种方案往往很有效。企图在正确的完整的分析问题，并 掌握所有知识之后，再去建造可运行的系统是不可取的。 2. 专家控制器的设计原则 直接专家系统控制，实际上是将专家系统作为控制器（称为专家控制器）。具有专家控 制器的系统称为直接专家控制系统。 在传统控制器设计中，控制器是基于控制理论设计的，对象采用微分方程、差分方程、 状态方程、传递函数等定量物理模型描述。这些模型可以用机理分析法或辨识方法获得，所 设计的控制器也用数学表达式描述。而在专家控制器设计中，控制器是根据控制工程师和操 作人员的启发式知识进行设计。这种知识包括某些定理知识，但基本上属于定性知识的范畴。 专家控制器通过对过程变量和控制变量的观测进行分析，根据已具有的知识给出控制信号。 对于对象数学模型已知的线性系统，传统控制方法已能很好地解决，没有必要使用专家系统 控制。直接专家控制系统一般用于过程具有高度非线性、对象难以用数学解析式描述、传统 控制器很难设计的场合。 专家控制器对被控过程或对象进行实时控制，必须在每个采样周期内都给出控制信号， 所以对专家系统运算（推理）速度的要求是很高的。专家控制器在设计上应遵循以下两条原 则。 1). 提高专家系统的运行速度 其它类型的专家系统（如医疗诊断专家系统）重视的是结果，一般不考虑系统运行速度。 而在控制系统中，专家系统的推理速度是至关重要的。系统允许的最大采样周期决定了推理 速度的下限。推理速度越快，则最大采样周期可以越短，专家系统适用的范围越广。按照这 一原则，设计专家控制器可以从以下几方面采取措施。 (1). 以满足专家控制系统运行速度要求为前提，配置计算机 CPU 速度、数据总线位数 和内存量等，提高硬件的运算速度。 (2). 选择合适的工具软件。编写专家系统所用工具软件对系统运行速度影响较大。要以 提高运行速度为原则，兼顾编程效率，界面友好和使用方便等方面的要求，选择合适的工具 软件进行编程。 (3). 知识库设计。专家系统推理时间大部分用在搜索知识库中可用的知识上,为加速这 一搜索过程，应该合理设计知识库的结构。首先可以按知识的层次把知识库划分为几个子库， 推理时按知识层次搜索相应的子库，从而可以缩小搜索范围，大大提高搜索效率。其次,利 用搜索的某些启发式信息，预先指导知识库的设计。例如，根据验前信息，把成功率最高的 知识放在优先搜索的位置上；对结论相同的知识进行合并以缩小搜索空间等。 (4). 推理机设计。直接专家控制系统中专家系统知识库规模通常不大。采用启发式信息 指导构造知识库和划分子库，可以提高综合搜索效率。 2). 确保在每个采样周期内都能提供控制信号 专家系统从推理开始至得到最终结论的推理步数是不固定的，完成一步推理所花的时间 也不一样，从不同状态开始求解时过程所用的总时间差异很大。在过程控制系统中，采样周 期一般是常数，专家控制器推理开始时的状态由控制系统当前信息决定，通常每个时刻都不 同，因此从推理开始到得出结论的时间不同，可能在某些采样周期无正常控制信号输出。为 取得好的控制效果，必须确保在每个采样周期都能提供控制信号。为此，首先要解决控制信 号的有无问题，然后再考虑其质量优劣问题。 照此原则，可以采用逐步推理方法，逐步改善控制信号的精度。按专家知识的精细程度 第 11 页 共 12 页