智能控制试卷及答案4套文档格式.doc

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复查人：

一、填空题（每空1分，共20分）

评卷人

1．智能控制系统的基本类型有、、、

、和。

2．智能控制具有2个不同于常规控制的本质特点：

和

。

3．一个理想的智能控制系统应具备的性能是、、、、等。

4.人工神经网络常见的输出变换函数有：

和。

5.人工神经网络的学习规则有：

、和。

6.在人工智能领域里知识表示可以分为和两类。

二、简答题：

（每题5分，共30分）

1.智能控制系统应具有的特点是什么？

2.智能控制系统的结构一般有哪几部分组成，它们之间存在什么关系？

3.比较智能控制与传统控制的特点。

4．神经元计算与人工智能传统计算有什么不同？

5．人工神经元网络的拓扑结构主要有哪几种？

6．简述专家系统与传统程序的区别。

三、作图题：

（每图4分，共20分）

1.画出以下应用场合下适当的隶属函数：

（a）我们绝对相信附近的e（t）是“正小”，只有当e（t）足够远离时，我们才失去e（t）是“正小”的信心；

（b）我们相信附近的e（t）是“正大”，而对于远离的e（t）我们很快失去信心；

（c）随着e（t）从向左移动，我们很快失去信心，而随着e（t）从向右移动，我们较慢失去信心。

2.画出以下两种情况的隶属函数：

（a）精确集合的隶属函数；

（b）写出单一模糊（singletonfuzzification）隶属函数的数学表达形式，并画出隶属函数图。

四、计算题：

（每题10分，共20分）

1.一个模糊系统的输入和输出的隶属函数如图1所示。

试计算以下条件和规则的隶属函数：

（a）规则1：

Iferroriszeroandchang-in-erroriszeroThenforceiszero。

均使用最小化操作表示蕴含（usingminimumopertor）；

（b）规则2：

Iferroriszeroandchang-in-errorispossmallThenforceisnegsmall。

均使用乘积操作表示蕴含（usingproductopertor）；

2.设论域，且

试求（补集），（补集）

五、试论述对BP网络算法的改进。

（共10分）

智能控制课程试题B

1．智能控制的研究对象具备的特点有：

、和

。

2．智能控制系统的主要类型有：

、、

、、和。

3．确定隶属函数的方法大致有、和

4.国内外学者提出了许多面向对象的神经网络控制结构和方法，从大类上看，较具代表性的有以下几种：

、和。

5.在一个神经网络中，常常根据处理单元的不同处理功能，将处理单元分成有以下三种：

6.专家系统具有三个重要的特征是：

1．智能控制有哪些应用领域？

试举例说明其工作原理。

2．试说明智能控制的三元结构，并画出展示它们之间关系的示意图。

3．模糊逻辑与随机事件的联系与区别。

4．给出典型的神经元模型。

5．BP基本算法的优缺点。

6．专家系统的基本组成。

（a）随着e（t）从向左移动，我们很快失去信心，而随着e（t）从向右移动，我们较慢失去信心。

（c）我们绝对相信附近的e（t）是“正小”，只有当e（t）足够远离时，我们才失去e（t）是“正小”的信心；

Iferroriszeroandchang-in-errorisnegsmallThenforceispossmall。

五、试论述建立专家系统的步骤。

智能控制课程试题C

1．智能控制是一门新兴的学科，它具有非常广泛的应用领域，例如

、、、和

。

2．传统控制包括和。

4．学习系统的四个基本组成部分是、、、

。

5．专家系统的基本组成部分是、、。

7．智能控制系统的结构一般有哪几部分组成，它们之间存在什么关系？

8．智能控制系统有哪些类型，各自的特点是什么？

9．比较智能控制与传统控制的特点。

4．根据外部环境所提供的知识信息与学习模块之间的相互作用方式，机器学习可以划分为哪几种方式？

5．建造专家控制系统大体需要哪五个步骤？

6．为了把专家系统技术应用于直接专家控制系统，在专家系统设计上必须遵循的原则是什么？

五、画出静态多层前向人工神经网络（BP网络）的结构图，并简述BP神经网络的工作过程（10分）

。

智能控制课程试题D

、、、、和。

3．一个理想的智能控制系统应具备的性智能能是、

、等。

4．在设计知识表达方法时，必须从表达方法的、

、这四个方面全面加以均衡考虑。

5．在一个神经网络中，常常根据处理单元的不同处理功能，将处理单元分成输入单元、输出单元和三类。

10．智能控制系统的结构一般有哪几部分组成，它们之间存在什么关系？

11．试说明智能控制的三元结构，并画出展示它们之间关系的示意图。

12．比较智能控制与传统控制的特点。

4．神经网络应具的四个基本属性是什么？

5.神经网络的学习方法有哪些？

6.按照专家系统所求解问题的性质，可分为哪几种类型？

五、试述专家控制系统的工作原理（共10分）

Fuzzycontrolofaball-balancingsystem

Ⅰ.Introduction

Theball-balancingsystemconsistsofacartwithanarcmadeoftwoparallelpipesonwhichasteelballrolls.Thecartmovesonapairoftrackshorizontallymountedonaheavysupport（Fig.1）.Thecontrolobjectiveistobalancetheballonthetopofthearcandatthesametimeplacethecartinadesiredposition.Itiseducational,becausethelaboratoryrigissufficientlyslowforvisualinspectionofdifferentcontrolstrategiesandthemathematicalmodelissufficientlycomplextobechallenging.Itisaclassicalpendulumproblem,liketheonesusedasabenchmarkproblemforfuzzyandneuralnetcontrollers,assalesmaterialforfuzzydesigntools.

Initially,thecartisinthemiddleofthetrackandtheballisontheleftsideofthecurvedarc.Acontrollerpullsthecartlefttogettheballupnearthemiddle,thenthecontrolleradjuststhecartpositionverycarefully,withoutloosingtheball.

Fuzzycontrolprovidesaformatmethodologyforrepresenting,manipulatingandimplementingahuman’sheuristicknowledgeabouthowtocontrolasystem[1-3].Here,thefuzzycontroldesignmethodwillbeusedtocontroltheball-balancingsystem.

Fig.1Ball-balancinglaboratoryrig

Ⅱ.Designobjective

a）.Learningtheoperatingprincipleoftheball-balancingsystem;

b）.Masteringthefuzzycontrolprincipleanddesignprocedure;

c）.Enhancingtheprogrammingpowerusingmatlab.

Ⅲ.Designrequirements

a）.Balancingtheballonthetopofthearcandatthesametimeplacethecartinadesiredposition.

b）.Comparingthecontrolresultofthelinearcontrollerwiththatofthefuzzycontrollerandthinkingabouttheadvantageoffuzzycontroltoconventionalcontrol.

Ⅳ.Designprinciple

①Modeldescriptionoftheball-balancingsystem

Introducethestatevectorofstatevariables（representscartpositionand

representsballangulardeviation）

Thenonlinearstate-spaceequations[5]aregivenasfollows:

Whererepresentscartradiusofthearc,isthecartweight,representscartdrivingforce,istheballradius,istheballrollingradius,istheballweight,istheballmomentofinertiaandrepresentsgravity.

Themodelcanbelinearisedaroundtheorigin.Theapproximationstothetrigonometricfunctionsareintroducedasfollows

andthelinearstate-spacemodelcanbeobtainedasfollows

Matricesaresimplyandgivenasfollows

with,

Theactualvaluesoftheconstantsare.

②Fuzzycontrollerdesign

Therearespecificcomponentscharactersticofafuzzycontrollertosupportadesignprocedure.IntheblockdiagraminFig.2,thefuzzycontrollerhasfourmaincomponents.Thefollowingexplainstheblockdiagram.

Fig.2Fuzzycontrollerarchitecture

a.Fuzzification

Thefirstcomponentisfuzzification,whichconvertseachpieceofinputdatatodegreesofmembershipbyalookupinoneofseveralmembershipfunctions.Thefuzzificationblockthusmatchestheinputdatawiththeconditionsoftherulestodeterminehowwelltheconditionofeachrulematchesthatparticularinputinstance.

b.Rulebase

Therulebasecontainsafuzzylogicquantificationoftheexpert’slinguisticdescriptionofhowtoachievegoodcontrol.

c.Inferenceengine

Fore