智能控制大作业

智能控制导论

姓 名 ******** 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 控制科学与工程 班 级 *************** 学 号 ********* 指导老师 ********

二〇一六年六月十八

故障诊断中基于神经网络的特征提取方法研究

摘要：对文章《故障诊断中基于神经网络的特征提取方法研究》进行总结概括，分

析了BP神经网络的优缺点，针对BP神经网络不足,提出了一种新的特征提取方法，即分形维数-免疫克隆选择特征提取算法，并对该算法进行阐述和分析。

关键词：特征提取；BP神经网络；免疫克隆选择算法 1 对附录文章的概括总结

1.1基于神经网络的特征评价

附录文章是以电路检测与故障诊断为背景，提取重要的特征参数，对电路的工作状态进行定量描述。为满足工程需要，附录文章利用神经网络进行特征选择时主要以

1pn特征参数的灵敏度作为其评价指标。学习误差为E=.??(yik

课程名称：数据采集与智能仪器姓 名：学 号：班 级：

《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）

武汉理工大学信息学院

参考书 赵茂泰 《智能仪器原理及应用》（第三版） 电子工业出版社 程德福 《智能仪器》（第二版）机械工业出版社

第1章 概述

本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点

考试题（10分）

1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？

第2章 数据采集技术

本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计 考试题（30分）

1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；

2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（10分

课程名称：数据采集与智能仪器姓 名：学 号：班 级：

《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）

武汉理工大学信息学院

参考书 赵茂泰 《智能仪器原理及应用》（第三版） 电子工业出版社 程德福 《智能仪器》（第二版）机械工业出版社

第1章 概述

本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点

考试题（10分）

1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？

第2章 数据采集技术

本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计 考试题（30分）

1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；

2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（10分

智能控制

第一次作业

指导老师 李俊民

学 院 数学与统计学院

专 业 数学与应用数学

班 级 071011 学 号 07101075 学生姓名

0

作业题目：

假设输入空间X和Y都为[-10，10]，输出空间Z等于[-100，100]。试在X，Y和Z空间中确定五个梯形模糊集合：NB、NS、ZE、PS、PB。假定未知系统转移函数为z=（x2-y2）exp(-|xy|)，写出准确描述系统行为的五条（至少）模糊规则，利用z=（x2-y2）exp(-|xy|)，产生数据流，按模糊推理规则和面积中心法去模糊化，将输入数据对（x,y）映射到输出数据z。画出模糊输出F(x,y)和期望输出z的曲面，计算均方误差, 画出误差曲面。

解答：

一、

五个梯形模糊集合的确定

X中的梯形模糊

智能控制

第一次作业

指导老师 李俊民

学 院 数学与统计学院

专 业 数学与应用数学

班 级 071011 学 号 07101075 学生姓名

0

作业题目：

假设输入空间X和Y都为[-10，10]，输出空间Z等于[-100，100]。试在X，Y和Z空间中确定五个梯形模糊集合：NB、NS、ZE、PS、PB。假定未知系统转移函数为z=（x2-y2）exp(-|xy|)，写出准确描述系统行为的五条（至少）模糊规则，利用z=（x2-y2）exp(-|xy|)，产生数据流，按模糊推理规则和面积中心法去模糊化，将输入数据对（x,y）映射到输出数据z。画出模糊输出F(x,y)和期望输出z的曲面，计算均方误差, 画出误差曲面。

解答：

一、

五个梯形模糊集合的确定

X中的梯形模糊

1． 用有界深度优先搜索方法求解图1所示八数码难题。

2 8 1 2 3 1 6 3 8 4 7 5 4 7 6 5 So Sg

图1 八数码难题

2． 设有3个传教士和3个野人来到河边，打算乘一只船从右岸渡到左岸去。该船的负载能

力为两人。在任何时候，如果野人人数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?

3．某单位派遣出国人员，有赵、钱、孙三位候选人，经讨论后决定：

（1）三人中至少派遣一人。

（2）如果赵去而钱不去，则一定派孙去。 （3）如果钱去，则一定派孙去。

求证：一定会派孙出国。

设用P(x)表示派x出国，zhao、qian、sun分别表示三人，将已知条件与目标用谓词公式正确的表示出来，并用消解反演进行证明。

4．简述进化编程的机理和基本过程，并以四状态机为例说明进化编程的表示。

5．用基于规则的推理系统证明下述推理的正确性

控制工程大作业

题目：用MATLAB绘制G(s)的伯德图和奈奎斯特图并判断系统的稳定性，如果是稳定的则需要求出其在当输入信号等为1(t),t和t2/2时系统的稳态误差。

G(s)?10(s?3)2s(s?2)(s2?2??ns??n)其中2??n?学号的后四位

?n?学号的后两位传递函数：G(s)=10(S+3)／S(S+2)(S*S+√2818S+18*18)

一、波德图和奈氏图

表达式的求解：

clc s=tf('s')

Gk=10*(s+3)/s/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2); Gb=feedback(Gk,1)%求闭环函数 G1=Gb*1/s; G2=Gb*1/s^2; G3=Gb*1/s^3; syms s

g1=ilaplace(10*(s+3)/s^2/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g2=ilaplace(10*(s+3)/s^3/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g3=ilaplace(10*(s+3)/s^4/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2))

二、时间响应

⑴输入信

控制工程大作业

题目：用MATLAB绘制G(s)的伯德图和奈奎斯特图并判断系统的稳定性，如果是稳定的则需要求出其在当输入信号等为1(t),t和t2/2时系统的稳态误差。

G(s)?10(s?3)2s(s?2)(s2?2??ns??n)其中2??n?学号的后四位

?n?学号的后两位传递函数：G(s)=10(S+3)／S(S+2)(S*S+√2818S+18*18)

一、波德图和奈氏图

表达式的求解：

clc s=tf('s')

Gk=10*(s+3)/s/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2); Gb=feedback(Gk,1)%求闭环函数 G1=Gb*1/s; G2=Gb*1/s^2; G3=Gb*1/s^3; syms s

g1=ilaplace(10*(s+3)/s^2/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g2=ilaplace(10*(s+3)/s^3/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g3=ilaplace(10*(s+3)/s^4/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2))

二、时间响应

⑴输入信

专业综合调研报告 电气工程与智能控制专业

分类号：TH89 单位代码：10110 学 号：

中 北 大 学

综 合 调 研 报 告

题 目: 磁盘驱动器读写磁头的定位控制

系 别: 计算机科学与控制工程学院 专业年级: 电气工程与智能控制2014级 姓 名: 何雨 贾晨凌 朱雨薇 贾凯 张钊中 袁航 学 号: 14070541 39/03/04/16/33/47 指导教师: 靳鸿 教授 崔建峰 讲师

2017年5月7日

专业综合调研报告 电气工程与智能控制专业

摘 要

硬盘驱动器作为当今信息时代不可

题目1: Fuzzy控制器与PID控制器的性能对比

?(t)Yd(t)-e(t)FC/PIDG(s)Y(t)

若G(s)为时变对象，传递函数分别为：

?0.5S20e20e20，G2(s)?，G3(s)?G1(s)?(2s?1)(4s?1)(2s?1)(4s?1)(2s?1)(4s?1)(2.2s?1) 分别设计PID控制器和Fuzzy控制器，并作性能对比。

?0.5S?(a)自噪声若?(t)??，采用周期为0.1。

(b)确定性扰动d?0.2?解：

1 PID控制器的设计

利用simulink设计PID控制器参数。然后将所需模块拖放至模型窗口，并按顺序进行连接。通过仿真图形，不断调节控制器参数，已达到所需图形，结构如图1所示：

图1 PID控制仿真结构

2 模糊控制系统设计

模糊控制系统原理图如图2所示：

r(t)

e(t) Ke 模糊 控制器 u(t) 被控对象 c(t) 1 de(t)Kc

图2 二维模糊控制系统原理图

— 其设计的原理图如图3所示：

图3 模糊控制器原理图

由题目知：这是一个两输入单输出的模糊控制器，设输入变量为偏差E和偏差变化率EC，输出变量为U。

① 输入量E: 基本论域