·268· 北京科技大学学报 1996年No.3 1.2智能控制算法41 上层是由数据库、知识库、自学习环节和推理控制决策组成的智能控制器， (1)数据库 它是用来存储被调整量Y(k).参考输入Y,(k),偏差(k)=E,偏差变化率e=CE,模糊控制 器的参数K、K,KK,E等及推理过程的中间结果， (2)知识库 ①知识表示在电加热炉控温系统中，控制量k)与偏差E和偏差变化率CE密切相 关，它可用{y,y,E,CE}来描述系统的动态过程.根据人们对电加热炉控温的经验，可把E、 CE、4用大(B)、中(M)、小(S)和零(Z)4个词来描述控制器输人输出变量状态；再将 大中小分成正(P)和负(N)2个方向，则可将E、CE和w分成7个不同状态，这样可以组 成31条产生式规则，事实上，控制量4主要取决于E,而CE只是判断变化趋势，例如E为 正大(PBE),CE>O,则控制量应取最大以减小偏差；若CE<O,有减小偏差的趋势应减少 控制量，则上述31条规则可简化为11条规则，例如： NBE.NCEV ZCE +NB△u NBE,PCE -*NM△u PBE,NCEV ZCEV PCE -PBAu ②控制量求取设偏差k)分成6个区间，如图2所示.计算偏差落在不同区间时描写 偏差大小的系数h.I>h>0),即： h PSE:h,=E-e NBE NME NSE 当e>E≥e, PSE PMEPBE e-e egee。es 0 e e e NBE:h= 当e>E≥e 图2h。与E的关系图 取h,为常数，不同区间对应不同常数值，调试中由经验给出·令B为规则加权系数，通过 自学习环节在线修改.则有： △uk)=Bhh. (5) (3)自学习环节 学习是人类的本能，也是智能化水平的重要标志·本文提出动态奖罚学习方法，如果被 调整量有减小偏差的好趋势，定义评价函数k)=k)·CEk)<0时，则对该控制量对应的控 制规则进行奖励，乘以一个大于1的系数(2>阝>I),使控制量增强·如果被调整量有增大 偏差的坏趋势，即P化)>0时，则对相应的控制规则进行处罚，乘以一个小于1的系数阝 (0<B<1),使控制量减弱.其学习算法为： ①k时刻从数据库读Ek,CEk),Ek一【一d; ②从数据库读产生u(k),u(k-【一d)所用规则序号num(k),num(k一1一d方 ③根据num(k-1-d)从数据库读取相应加权系数B[num(k-I-d)小： ④判断Ek)所处的模式(PSE,PMZ,),取a=max{化)所属模式端点偏差绝对值；北 京 科 技 大 学 学 报 年 智能控制算法 ’ ， 上 层 是 由数据库 、 知 识库 、 自学 习环节和推理 控制决策组 成 的智 能控 制器 数据库 它是 用来存储被 调 整量 ， 参考输入 ， 偏差 试 ， 偏差变化率 户 ， 模糊控制 器 的参数 、 凡 、 、 、 等及 推理过 程 的 中间结果 知 识库 ① 知 识表示 在 电加热 炉控温 系统 中 ， 控 制 量 与偏 差 和 偏 差 变 化 率 密 切 相 关 ， 它 可 用 ， ， ， 来 描述 系 统的动态过程 根据人们对电加热炉 控温 的经验 ， 可把 云 、 用 大 、 中 、 小 和零 个词来 描述控 制器输人输出变量 状 态 再将 大 中小分成正 和 负 个方 向 ， 则可 将 、 和 分成 个不 同状态 ， 这样可 以组 成 条产生 式规则 事 实上 ， 控 制量 主要 取决于 ， 而 只是判断变 化趋 势 例 如 为 正 大 ， ， 则控制量应取最大 以减小偏差 若 ， 有减小偏差 的趋 势应减少 控 制量 ， 则上 述 条规则可 简化为 条规则 ， 例 如 瓦 △ ， △ ， 丫 ② 控制量求取 设偏差 分成 个区间 ， 如图 所示 计算偏差落在 不 同 区 间时描写 偏 差大 小 的系数 。 ， 即 。 二 一 几 一 当 乌 一 马 价一 当 马 凡 取 。 为常数 ， 不 同区 间对应不 同常数值 ， 图 。 与 的关系 图 调 试 中 由经验给 出 令 刀为规 则 加 权 系 数 ， 通 过 自学 习环节在 线修改 则有 △ 刀 。 自学 习环节 学 习是 人类 的本能 ， 也是 智能化水平 的重要 标志 本文提 出动态奖罚学 习方法 ， 如果 被 调 整量 有减小偏差 的好趋 势 ， 定义评价函数 只 二 月人 斌 时 ， 则对该控制量 对应 的控 制规则进 行 奖励 ， 乘 以 一个大 于 的系数 刀 刀 ， 使控 制量增 强 如果 被调 整量有增大 偏 差 的坏 趋 势 ， 即 尸 时 ， 则 对 相 应 的 控 制 规 则 进 行 处 罚 ， 乘 以 一 个 小 于 的 系 数 刀 刀 ， 使控制量 减弱 其学 习算法 为 ① 时刻从数据库读 月， ， 一 一 ② 从数据库读产 生 ， 一 一 所 用规则序号 ， 一 一 ③ 根 据 一 一 从 数据库读取相 应加权 系数 刀似 一 一 ④ 判 断 所处 的模式 ， ， … ， 取 。 试 所 属模式端点偏差 绝对值