神經網絡、模糊控制及專家系統

張嚴心2013年秋季研究生課程主要教學參考書教材：王耀南，智能控制系統——模糊邏輯、專家系統、神經網絡控制，湖南大學出版社，1996主要參考書:[1]王永驥，涂健，神經元網絡控制，機械工業出版社，1998[2]諸靜，模糊控制原理與應用，機械工業出版社，1995[3]C.H.Chen,Fuzzylogicandneuralnetworkhandbook,NewYork:McGraw-Hill,c1996[4]SimonHaykin,Neuralnetworks:acomprehensivefoundation,Beijing:TsinghuaUniversityPress,2001[5]KevinM.Passino,StephenYurkovich,Fuzzycontrol,Beijing:TsinghuaUniversityPress,2001[6]SpyrosG.Tzafestas,Methodsandapplicationsofintelligentcontrol,Dordrecht:KluwerAcademicPub.,1997[7]Zi-XingCai,Intelligentcontrol:principles,techniquesandapplications,Singapore:WorldScientific,1997[8]王偉，人工神經網絡原理——入門與應用，北京航空航天大學出版社，1995[9]閻平凡，張長水，人工神經網絡與模擬進化計算，清華大學出版社，2000[10]楊輝，王金章，模糊控制技術及其應用，江西科學技術出版社，1997[11]劉增良，劉有才，模糊邏輯與神經網絡——理論研究與探索，北京航空航天大學出版社，1996[12]張乃堯，閻平凡，神經網絡與模糊控制，清華大學出版社，1996[13]史忠科，神經網絡控制理論，西北工業大學出版社，1997主要教學參考書先修內容現代控制理論或線性系統線性代數或矩陣分析MATLAB語言第一部分概述（3）第二部分模糊控制（12）第三部分神經網絡（10）第四部分集成智能控制系統（7）課程安排第一章緒論第二章模糊控制的數學基礎第三章

模糊控制的基礎理論第四章模糊控制系統與模糊控制器第五章常用人工神經網絡原理及學習算法第六章神經網絡控制器設計第七章集成智能控制系統理論第八章其他智能控制總學時:32學時，1-8周，每周4學時

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包括遲對系次統性含能的遭先驗卻性優結化及考反應坊性優庸化組織充與協償調智局能——表現聽為對裝并行撫耦合謙任務憶或子智系統揪之間變的有通效管劍理與舒協調智能賄控制小系統秤的特豆點（1從）“孩智能劍遞增松，精征度遞威降”震的一械般組沾織結塞構的擠基本猶原理（2背）開葉、閉漂環控咽制結慈合，克定性襖與定涌量控宣制結稅合的互多模恭態控裙制（3捕）具僻備學技習功側能、螺適應壁功能巨和組磁織功軍能（4村）以蜻知識綠表示符的非坦數學播廣義憶模型餡和數仆學模挽型表詢示的狡混合眼控制蘿過程捕。數學咬運算津，符聞號運炭算的移邏輯吸推理框相結裂合（5展）邊鑼緣交熊叉學岸科“智應能”濃的分頃類1.拘1米控制反理論返發展癥的幾練個階可段Fi遞g.除1框-21.才1.襖3.扶智票能控速制理裹論（芝20角世紀溉70逃年代絨）1.通2肅智能跨控制魂的基日本設墳計方睛法基于止模糊加推理袍和計或算的核模糊耗控制威器If豪—t朝he群n—兔,葛Ru避le容—b錫as眼ed悼C困on疤tr謹ol基于國人工嗽神經掩網絡謀的神而經網漸絡控蛙制器Ne徐ur交al薦N趨et畏wo捕rk基于你專家禾系統耐的專候家智江能控劍制Ex馳pe圈rt傾S曬ys織te傾m基于彩信息林論、預遺傳蠅算法借和以良上3種方項法的豈集成疼型智鋤能控蹦制幾種化基本痰的設滿計方浮法1.沙2短智局能控兔制的副基本蓋設計膝方法1.唉2.隊1脹模絮糊控肆制（兔Fu侵zz閱y覺co氣nt頁ro碼l)19筒65巖年Fi臘g.圓1喇-3(1覽)社定義門模糊態子集毒，建稠立模畫糊控捆制規景則(2犧)由目基本那論域你轉變燦為模補糊集緒合論隨域(3塔)模籮糊關燦系矩更陣運損算(4聾)模為糊推繭理合班成，第求出辰控制備輸出蜘模糊繁子集(5證)進督行逆宰模糊絡運算腳，判公決，借得到年精確去控制拔量模糊兄化推理優點吊：缺陷:無需率建立源數學鐵模型魯棒布性、番對非尖線性垃、時鍵變、麥時滯會系統離線壤計算荒控制聞查詢供表、丑提高嚇系統研實時防性控制采的機搬理符械合人貸們對蕩過程騎控制坐作用矩的直毫觀描同述和睛思維帖邏輯經驗鍛控制可解邁決不閥確定醋系統智能鉤控制宇基礎信息簡單的模糊處理設計缺乏系統性控制精度降低，動態品質變差導致提高精度規則搜索范圍擴大，決策速度降低，不能實時控制導致規則的選擇、論域的選擇，模糊集的定義，量化因子的選取多采用試湊法復雜性========精確性不相容原理1.箏2胞智元能控史制的沒基本廉設計割方法1.亡2.唐1反模屯糊控源制（漢Fu蜘zz矛y鬧co潮nt嶄ro摩l)模糊序控制蠻研究徒分支(1誤)斑穩定五性音(駝2)漢模糊都模型悉及辨男識(3捎)模隙糊最歇優控易制柔(4揮)模蜜糊自冶組織毯控制(5臣)模盒糊自兵適應友控制償(瀉6)駛傳統寸PI跪D與供Fu纏zz歪y相位結合仍的多答模態獵模糊秤控制用器Fi暈g.比1遵-4模糊序控制巷在控用制領壞域中底的重牌要地岸位與昨作用1.從2委智拴能控載制的星基本繞設計材方法1.騾2.芬1耐模寒糊控春制（頸Fu湊zz虎y某co榨nt謹ro肚l)1.收2沃智悅能控舟制的玻基本諒設計儉方法1.間2.免1乏模幻玉糊控保制（璃Fu環zz死y桿co削nt駝ro誘l)發展齒史1.蛇2藥智誦能控卡制的兵基本與設計線方法1.鐘2.政1許模盾糊控動制（巨Fu伐zz南y膊co裳nt歐ro趕l)Fi礦g.譜1拿-5模糊因系統蔑相關石圖1.宋2島智霞能控盆制的財基本姑設計姨方法1.荷2.屋1紫模條糊控嘆制（駐Fu冤zz幟y割co眉nt顆ro竿l)模糊沫系統嘴研究飼計劃模糊陸理論睛與基某本技爛術人類滾功能珍實現飲與人倘-機框界面人類默智能版信息睛處理化過程籮及自瓶然現靜象、臨社會驕現象訓剖析模糊邏輯模糊推理算法模糊計算機開發的基礎技術（如：編程語言與體系結構、模擬模糊存儲器等）模糊控制技術識別技術感覺信息處理過程的模型化人-機界面技術高速、不穩定系統的智能控制未知結構系統的智能控制實時圖象理解手寫體文字識別智能信息處理技術（如智能評價系統檢索技術）人類行為和社會現象的解釋自然現象的解釋大系統可靠性評價面向經營與社會問題的模糊方法論與模糊系統開發地震預測技術大氣污染寬域預測植物生長模型Fi瓶g.啄1求-6模糊屑工程鄉豐課題乘覆蓋寸圖1.貨2姥智紹能控帶制的少基本料設計摔方法1.蛋2.暮1鹽模慈糊控躲制（清Fu拌zz流y寒co摘nt養ro疲l)歷史厲應用我國逗19瀉79鞭年開懂始1.憤2著智忌能控宣制的扣基本統設計蘇方法1.伴2.虛1鎖模肅糊控構制（潤Fu編zz悼y偶co黃nt艱ro營l)19繼84摩美國君推隔出“胳模糊疊推理檔決策碰支持扯系統焰”19萬85休-1陳99駕6撓日本疏進構入了島模糊們控制吐實用寸化時暑期——在電視遠攝象能機自管動聚麥焦速空明調錄全自插動洗扒衣機撫吸塵干器現代意應用硬件輸產品綢：蠻開發惱了篇“模肯糊控旦制用耍的通紫用系猜統”“模遙糊控縮慧制用洲的通對用控遇制器場”—哪—以掌模糊楚推理慎來決器定控哭制動玻作的謠算法因作為鼠控制宅系統已核心污，并渡且采則用任幕何一悔條控距制規廚則，拖均具首有設表定的滔相應陽功能閃的一撈種調勾節裝冊置。1.護2乞智睜能控停制的友基本門設計楚方法1.躬2.點1省模煩糊控父制（居Fu劈燕zz撲y街co射nt逮ro振l)模糊滅控制旱工程都大致棵要經拘歷如箏下4相個階濾段:模糊控制盛行階段模糊專家系統階段實現人與計算機之間的自然語言（通訊階段）模糊人工智能系統階段不是無判別地把所有的熟練操作者的知識收集起來,而是要用它來分析問題,提高宏系統的結構,如外匯兌換交易支持系統\圖象識別\自然語言解釋系統,自治式機器人等簡單應用。如電器等，比現有的自動化機械具有更好的功能智能機器人——模糊專家系統在設備管理、醫療診斷、經營支持、安全評價等方面普及隨機應變的詢問和解答能力、推理、判斷能力，難度大，可以從某一方面著手，如針對某一問題的對話決策型系統人——創造性思維人工智能——邏輯處理神經網絡——學習功能綜合信息處理外語翻譯論文摘錄輔助設計經營支持等結合1.臥2詳智生能控今制的雖基本讓設計巷方法1.范2.袖2贏神干經網周絡控筍制系潔統（懶Ne郊ur佳al擺n橡et做wo漢rk出c嘴on弟tr唐ol柿)起源搏：生雪物神徹經元Fi錫g.麗1宅-7生物扎神經付元示乘意圖突觸百：一宿個神寄經元練末梢偷與另榴一神集經元吃樹突嗚或細助胞體揮的接仙觸處胖稱為婚突觸碌。它均是神廢經元揭之間廳傳遞辣信息白的輸敘入輸盟出接袋口。1.內2婆智亮能控禮制的到基本蜓設計馳方法1.圓2.臟2往神舒經網砍絡控唯制系尚統（夢Ne著ur熟al攻n搬et貞wo乓rk為c洗on佩tr現ol種)信息螺處理損與傳胃遞：Fi調g.符1大-8突觸葵結構明示意縣圖傳遞異信息星過程擊：Fi叼g.粗1康-9傳遞肯信息猛過程1.映2即智負能控幼制的浪基本怎設計抓方法1.灶2.帥2鍵神到經網悄絡控笑制系靠統（拘Ne垃ur扎al妹n伶et歡wo卵rk館c粉on扇tr饞ol綱)一個屢神經嘗元一餐串脈失沖多個租神經攏元多亡個脈滲沖特點傷：人腦腹神經范網絡桃信息拜處理死的特史點：分布鴨存儲您與冗帶余性并行洪處理信息窮處理乘與存灰儲合買一可塑鼓性與嚷自組匙織性魯棒播性期R婆ob獅us亭t分散到多個神經元記憶容錯性。一旦一些被破壞，不至于丟失記憶成億臣個神吐經元兩協同融工作恐，與菠目前蛋的“禍并行尾處理剖機”脊的機圓理不用同大腦鐘皮層寺的大垂部分艇突觸露連接千時后莊天由胸環境脅的激漲勵逐寧步形壞成的弦，隨闖環境慢刺激晃性質烤不同像而不關同。自組織性構成神經網絡可塑性形成和改變神經元之間突觸連接的現象長期短期一定粘的誤盼差和瘋噪聲奴不會巖使網賊絡的帝性能胡惡化目前瘋計算拳機存糧儲和鄰處理賀分別奏屬于嫂兩個嫩獨立抱的部匆件，鑒速度窄會受揪影響廳。1.污2系智交能控悔制的把基本舍設計北方法1.像2.賴2斗神確經網關絡控吼制系粘統（釣Ne突ur掏al養n機et沈wo宏rk爆c舍on蒙tr壘ol羞)人工贏神經翠元（停抽象主模擬東人腦哈神經樸元）19益93模年由順Mo堡Cu擾ll羊oc現h缸和P能it姻ts姓定義Fi毀g.辭1反-9東人關工神挨經元請模型加于余輸入禾端上怠的輸愛入信絡號突觸途連接雪權的容系數刊，模苦擬突討觸傳征遞強隔度空間袍累加閾值神經設元相乎應函喘數1.罩2妖智杏能控弱制的槽基本林設計笨方法1.角2.渾2溉神餓經網戲絡控躁制系素統（站Ne蜂ur潮al戴n咳et免wo界rk臺c逗on完tr渠ol臥)1.釣2欄智港能控冠制的橡基本糠設計振方法1.冰2.豬2招神店經網頭絡控滿制系詠統（懲Ne胸ur拿al籮n桂et果wo鏈rk興c恢on壤tr寨ol受)人工忌神經晉網絡竿模型驗（構龜成）1.鄭前族向網怕絡（哭前饋踏網絡縮慧）F缺ee軟df孤or后wo逃rd風Ne網tw波or供k每個毫神經宴元只里與前猴一層戶的神抹經元舊相連竊接感知案機2.受從奇輸出奸到輸筑入有之反饋烤的前編向網佛絡Fu紡ku粉sh肯im物a網篇絡網絡默本身筍是前棟向型把的，但輸鬼出到糧輸入膏之間立有反俱饋回纖路3.將層虛內互批連前胳向網義絡（計混合光型網瞎絡）塑層備狀和壟網狀帽相結屆合同一盡層神偏經元是之間賄有連帆接如自島組織詳競爭模型神重經網濕絡1.徹2陪智互能控亂制的君基本互設計受方法1.相2.撲2譜神兄經網咐絡控蘋制系捧統（蹤蝶Ne宇ur縣al舟n俱et厚wo蕩rk錦c核on癥tr哨ol族)4.州互豬連網跨絡（泡相互狐結合鎖型網芬絡）局部駕互連全互腿連全互雨連是類每個蹄神經嚼元都辱與其殲它神墓經元凳互連局部桿互連喪指互嬌連只嬌是局混部的兩種全互面連局部哲互連Ho學pf憑ie量ld亞網絡Bo老lt王zm氣an紙n機分類餡方法潛有多今種：如可薄以分惰類為塵有江教師林學習無教挨師學駐習1.遺2軌智描能控巾制的娛基本求設計參方法1.宿2.伴2銹神藏經網鄙絡控線制系挺統（背Ne螺ur送al務n慶et攻wo婚rk膏c還on戶tr研ol波)輸出輸入Fi促g.琴1禍-1另0靈H眼eb請b學習票規則串圖示1.婆2弊智旋能控乳制的沉基本夏設計煙方法1.靈2.痕2默神峰經網六絡控吸制系市統（竹Ne翼ur條al驚n也et松wo宿rk家c誼on洞tr參ol職)例：1.環2搖智悔能控字制的踐基本蔬設計妖方法1.俯2.知2貪神咸經網說絡控擁制系范統（母Ne陽ur蕩al端n臘et茫wo因rk動c緣瑞on早tr界ol譽)思考1.今2垮智帖能控厚制的輸基本銳設計鼻方法1.忍2.閥2伯神壩經網全絡控落制系紹統（抵Ne喉ur仁al俊n勇et炭wo桿rk潮c痛on該tr攤ol御)Fi會g.捧1諒-1叨11.膝2甜智伏能控重制的鉆基本盡設計差方法1.騙2.遍2掀神睛經網競絡控梢制系疲統（貼Ne辦ur茅al煤n結et鈔wo吃rk摘c虎on城tr虜ol始)人工餡神經竭網絡災的發倆展與獵現狀50碑年代唯末映F.樣Ro暴se煌nb尤la伙tt自—感瀉知機薦（P蘭er漿ce漆pt傾ro全n）史第一屯個完間整的壟人工悠神經變網絡He億bb夢學習直規則并行估處理航、分佛布存模儲和秒學習19營69攏年賭美巨MT把T的冶M.摟Mi安ns且ky盤和S鋪.P項ap玩er肝t編莫寫《搶Pe代rc摩ep處tr枕on掃》一陷書單層爺感知輔機王線查性問替題求艙解多層候（隱容含層衫）的深非線孩性問障題（繼悲觀丸理論輕？）70鮮年代芳芬悠蘭陽T銀.K頁oh斯on退en仁自恩組織累映射抄理論美國賓自深適應椅共振淡理論日本挪福糞島邦吼彥（尊K.之Fu離ku游sh殘im寺a）諷認知叫機（花Ne足oc逮og預ni李tr斷on認）模庸型日本圖甘燭利俊蹦（S餡hu奸nI悅ch狂i盡Am皆ar絞i）遭神遵經網別絡的削數學援理論低谷19色43謙年坦心畝理學名家和判數學漠家W挑.P去it霞ts臟提出雄M-比P模完型19雅49姨年隸心理疼學家帖提轉出連勻接權助的調冷整正僻比于雁兩相垮連神風經元氣之間臺激活泡值的教乘積1.盼2山智件能控待制的廣基本桐設計天方法1.珠2.乘2誰神賠經網樂絡控迎制系絮統（希Ne罵ur早al服n上et匙wo決rk藥c王on香tr乘ol柜)19蓄82從年~塞19策84晌年芽Ho虧pf浸ie浪ld暖網溫絡模掃型胞引誓入能裁量函償數給出巷穩定蛙性判慨據19妖84勵年脈Hi狡nt揪on湯引入肢模擬她退火范B叼ol堪tz凝ma怪nn清機BW滑網絡趣模型19嗎86摧年壟和紐奉兩本貢專著泄——叼E余BP經算法汽（誤扛差反凳向傳衫播）19戲87己年謊美嗎R者.H拆ec奴ht炊-N宴ie使ls吉en關—盤—研對向遙傳播執（C俊ou霞nt電er低P匠ro頁pa米ga嚴ti腹on弓）19輩88門年紗美擔—禁—喜C松NN萌細胞俘神經僻網絡曬模型19烘87飾年店國際稱神經黨網絡短學會19俊88蹤蝶年緣瑞《N總eu神ra膚l賣Ne扯tw半or批k》螺創刊19浙90圾年販《I同EE貫E穿Tr生an火sa陜ct在io微n坐on吉N獲eu笑ra息l置Ne腹tw竊or煩k》同年籌北京址召開社神經蘇網絡厭學術珠大會人工浩智能卡理論參和Vo典n.欲Ne肉um目an墓n計算鼓機在烤視、筐聽、奧等智壯能信鉆息處鏟理上社受挫腦神慣經科五學的圈研究根成果VL榨SI技術茄和光憂電技婆術的叛發展80究年代高潮人工裹神經重網絡身的發蘭展與臘現狀1.罩2竊智哀能控鴉制的求基本仍設計雖方法1.之2.覺2末神展經網低絡控藥制系傻統（揪Ne千ur房誠al區n車et允wo歐rk瓶c明on莊tr澇ol艷)神經喬網絡寧用于倒控制優點概：缺陷:它能漫以任輛意精吉度逼逆近任分意連暖續非專線性招函數對復山雜不途確定除問題歷有自系適應牲和自凍學習萬能力信息值處理已的并深行機辯制——解決棵大規忌模實旨時計索算問壞題信息五綜合咸能力——適用朽于多竿信息仰融合蔥和多牙媒體黑技術神經鉗計算——解決鵝優化接計算魂和矩籮陣代識數計頌算便于膛用VL譜SI或光惱學集丹成系藥統實算現或釘用計跳算機消技術汪實現冗余天性—領—容鼠錯能塞力高度朵非線參性銜穩定升性、菜收斂麥性證株明困致難（眉加強蠟）學習諒速度旦一般靈比較齒慢（血研究耀快速奏學習茄算法孩）缺乏智系統離優化騾設計挑方法火（與載其它鑼控制錯方法屬相結全合，堂構成濕一個貨集成寇智能扔控制惠系）缺乏毯硬件各支持型，難焦以真