本書是智能控制的導(dǎo)論性教材，主要介紹智能控制的基本概念、原理、技術(shù)與應(yīng)用，滿足本科生的教學(xué)需要

內(nèi)容系統(tǒng)、全面、新穎、精練，反映出國內(nèi)外智能控制研究和應(yīng)用的最新進(jìn)展

地球上的生物經(jīng)歷了長期和不斷的進(jìn)化歷程，并最終得到進(jìn)化的高級產(chǎn)品——人類。人類經(jīng)過長期進(jìn)化，通過自然競爭和自然選擇，成為當(dāng)今最有智慧的高級生物種群。人類的進(jìn)化歸根結(jié)底是智能的進(jìn)化，而智能反過來又為人類的進(jìn)一步進(jìn)化服務(wù)。學(xué)習(xí)與研究智能系統(tǒng)、智能機(jī)器人和智能控制，其目的就在于創(chuàng)造和應(yīng)用智能技術(shù)和智能系統(tǒng)為人類進(jìn)步服務(wù)。因此，可以說，對智能控制的鐘情、期待、開發(fā)和應(yīng)用，是科技發(fā)展和人類進(jìn)步的必然。

我自1988年應(yīng)征《智能控制》教材招標(biāo)，開始編寫智能控制教材，至今將近20年了。隨著智能控制學(xué)科的發(fā)展，在從對智能控制知之較少到知之較多的過程中，我所編著的智能控制教材也從寫得較薄到寫得較厚，其篇幅和深度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過本科教學(xué)要求。因此，多年來我一直存在編寫一本比較簡練的本科生智能控制教材的愿望。現(xiàn)在，中國水利水電出版社和鄒逢興教授盛情邀請我寫一本比較適用的智能控制本科生教材，為我提供了實(shí)現(xiàn)愿望的機(jī)會(huì)。

本書定名為《智能控制導(dǎo)論》，是一本智能控制的導(dǎo)論性教材。本書介紹智能控制的基本概念、原理、技術(shù)與應(yīng)用，共10章。第1章介紹智能控制的概況，包括智能控制的起源與發(fā)展、定義、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和分類，尤其是智能控制的學(xué)科結(jié)構(gòu)理論；第2～6章逐一研究遞階控制、專家控制、模糊控制、神經(jīng)控制和學(xué)習(xí)控制；第7章討論進(jìn)化控制和免疫控制；第8章講解復(fù)合智能控制；第9章探討仿人控制、基于MAS的控制及基于Web的控制，第10章論述智能控制進(jìn)一步研究的問題，并展望智能控制的發(fā)展方向。本書內(nèi)容系統(tǒng)、全面、新穎、精練，反映出國內(nèi)外智能控制研究和應(yīng)用的最新進(jìn)展。

本書可作為高等學(xué)校自動(dòng)化、自動(dòng)控制、機(jī)電工程和電子工程類等專業(yè)本科生的智能控制教材，也可供從事智能控制、人工智能與智能系統(tǒng)研究、開發(fā)和應(yīng)用的科技工作者參考，還可作為大專院校和高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院有關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書。對于研究生課程，請使用本書的姊妹篇《智能控制原理與應(yīng)用》一書，網(wǎng)址為http://netclass.csu.edu.cn/jpkc2006/ic/index.htm。

本書相當(dāng)大一部分內(nèi)容是我及我指導(dǎo)的博士研究生們合作研究的成果。我主持的國家級研究課題組成員、國家精品課程“智能控制”教研組成員和我所指導(dǎo)的研究生們?yōu)楸緯�做出了特別貢獻(xiàn)。梁昔明、蔡競峰、王璐、陳白帆、陳愛斌和余伶俐等參加了本書大綱討論和部分章節(jié)的編寫工作。本書的編寫得到眾多專家的親切關(guān)懷指導(dǎo)和廣大讀者的熱情支持幫助。中南大學(xué)及其信息科學(xué)與工程學(xué)院的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和師生對本書的編寫給予許多幫助。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國家教育部新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程和國家精品課程工程以及湖南省教育廳精品課程工程對本項(xiàng)研究提供了重要支持。在此，謹(jǐn)向他們表示誠摯的感謝。

今年是我從事信息科學(xué)研究50周年和從事高等教育45周年。愿借本書出版的機(jī)會(huì)，向所有教導(dǎo)過我的老師，向所有教育、鼓勵(lì)、支持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、朋友和親人，向所有與我合作和交流過的同行和合作者，向所有我的學(xué)生們表示最誠摯的感謝。

本書的編著和出版是獻(xiàn)給我的兩位新問世的可愛孫子的最好禮物。我滿懷喜悅地祝賀他們的誕生，衷心地祝愿他們茁壯成長。

雖然智能控制已取得長足進(jìn)展，但它仍然是一門十分年輕的學(xué)科，作者對許多問題并未深入研究。由于編寫時(shí)間較緊，作者水平有限，書中一定存有不足之處，希望各位專家和廣大讀者批評指正。

蔡自興

2007年2月

于長沙岳麓山

總序
前言
第1章 概述 1
1.1 智能控制的產(chǎn)生與發(fā)展 2
1.1.1 自動(dòng)控制面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 2
1.1.2 智能控制的發(fā)展和學(xué)科的建立 3
1.2 智能控制的基本知識(shí) 5
1.2.1 智能控制的定義與特點(diǎn) 5
1.2.2 智能控制器的一般結(jié)構(gòu) 6
1.2.3 智能控制系統(tǒng)的分類 7
1.3 智能控制的結(jié)構(gòu)理論 9
1.3.1 二元交集結(jié)構(gòu)理論 10
1.3.2 三元交集結(jié)構(gòu)理論 10
1.3.3 四元交集結(jié)構(gòu)理論 11
1.4 本書概要 14
習(xí)題1 15
第2章 遞階控制 17
2.1 遞階智能機(jī)器的一般結(jié)構(gòu) 18
2.2 遞階智能控制系統(tǒng)舉例 20
2.2.1 汽車自主駕駛系統(tǒng)的組成 20
2.2.2 汽車自主駕駛系統(tǒng)的遞階結(jié)構(gòu) 21
2.2.3 自主駕駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制算法 24
2.3 小結(jié) 25
習(xí)題2 25
第3章 專家控制 27
3.1 專家系統(tǒng)的基本概念 28
3.1.1 專家系統(tǒng)的定義與一般結(jié)構(gòu) 28
3.1.2 專家系統(tǒng)的建造步驟 29
3.2 專家系統(tǒng)的主要類型及其結(jié)構(gòu) 30
3.2.1 基于規(guī)則的專家系統(tǒng) 30
3.2.2 基于框架的專家系統(tǒng) 32
3.2.3 基于模型的專家系統(tǒng) 33
3.3 專家控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與類型 35
3.3.1 專家控制系統(tǒng)的控制要求與設(shè)計(jì)原則 35
3.3.2 專家控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 37
3.3.3 專家控制系統(tǒng)的類型 41
3.4 專家控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例 41
3.4.1 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與要求 41
3.4.2 高爐監(jiān)控專家系統(tǒng) 42
3.5 小結(jié) 44
習(xí)題3 45
第4章 模糊控制 47
4.1 模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 48
4.1.1 模糊集合、模糊邏輯及其運(yùn)算 48
4.1.2 模糊邏輯推理 50
4.1.3 模糊判決方法 52
4.2 模糊控制系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu) 53
4.2.1 模糊控制原理 54
4.2.2 模糊控制系統(tǒng)的工作原理 54
4.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)內(nèi)容 55
4.3.1 模糊控制器的設(shè)計(jì)內(nèi)容與原則 55
4.3.2 模糊控制器的控制規(guī)則形式 59
4.4 模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 60
4.4.1 模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì)的查表法 60
4.4.2 模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì)的梯度下降法 61
4.4.3 模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì)的遞推最小二乘法 64
4.4.4 模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì)的聚類法 66
4.5 模糊控制器的設(shè)計(jì)實(shí)例與實(shí)現(xiàn) 67
4.5.1 模糊控制器的設(shè)計(jì) 68
4.5.2 模糊控制器的在線實(shí)現(xiàn) 70
4.6 小結(jié) 72
習(xí)題4 73
第5章 神經(jīng)控制 75
5.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初步知識(shí) 76
5.1.1 神經(jīng)元及其特性 76
5.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與智能控制 77
5.1.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本類型和學(xué)習(xí)算法 78
5.1.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的典型模型 79
5.1.5 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)表示與推理 81
5.2 神經(jīng)控制的結(jié)構(gòu)方案 84
5.2.1 NN學(xué)習(xí)控制 84
5.2.2 NN直接逆模控制與內(nèi)模控制 84
5.2.3 NN自適應(yīng)控制 85
5.3 神經(jīng)控制器的設(shè)計(jì) 87
5.4 小結(jié) 91
習(xí)題5 91
第6章 學(xué)習(xí)控制 93
6.1 學(xué)習(xí)控制概述 94
6.1.1 學(xué)習(xí)控制的定義與研究意義 94
6.1.2 學(xué)習(xí)控制的發(fā)展及其與自適應(yīng)控制的關(guān)系 96
6.1.3 對學(xué)習(xí)控制的要求 98
6.2 學(xué)習(xí)控制方案 99
6.2.1 基于模式識(shí)別的學(xué)習(xí)控制 100
6.2.2 迭代學(xué)習(xí)控制 101
6.2.3 重復(fù)學(xué)習(xí)控制 104
6.2.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)控制 105
6.3 學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例 105
6.3.1 無縫鋼管張力減徑過程壁厚控制迭代學(xué)習(xí)控制算法 105
6.3.2 鋼管壁厚迭代學(xué)習(xí)控制的仿真及應(yīng)用結(jié)果 107
6.4 小結(jié) 110
習(xí)題6 111
第7章 進(jìn)化控制與免疫控制 113
7.1 遺傳算法簡介 114
7.1.1 遺傳算法的基本原理 114
7.1.2 遺傳算法的求解步驟 117
7.2 進(jìn)化控制基本原理 119
7.2.1 進(jìn)化控制原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 119
7.2.2 進(jìn)化控制的形式化描述 121
7.3 進(jìn)化控制系統(tǒng)示例 122
7.3.1 進(jìn)化控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 122
7.3.2 進(jìn)化規(guī)劃器的結(jié)構(gòu)與算法 122
7.3.3 運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法 124
7.4 免疫算法和人工免疫系統(tǒng)原理 124
7.4.1 免疫算法的提出和定義 124
7.4.2 免疫算法的步驟和框圖 126
7.5 免疫控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 128
7.5.1 免疫控制的四元結(jié)構(gòu) 128
7.5.2 免疫控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 129
7.6 免疫控制系統(tǒng)示例 130
7.6.1 免疫反饋規(guī)則 130
7.6.2 免疫反饋控制器的設(shè)計(jì) 131
7.7 小結(jié) 132
習(xí)題7 133
第8章 復(fù)合智能控制 135
8.1 復(fù)合智能控制概述 136
8.2 模糊神經(jīng)復(fù)合控制原理 137
8.3 模糊神經(jīng)復(fù)合控制系統(tǒng)舉例 139
8.3.1 自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)控制模型 139
8.3.2 自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)控制算法 140
8.3.3 弧焊過程自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)控制系統(tǒng) 142
8.4 專家模糊復(fù)合控制器 143
8.4.1 專家模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 143
8.4.2 專家模糊控制系統(tǒng)示例 144
8.5 小結(jié) 146
習(xí)題8 146
第9章 其他智能控制 147
9.1 仿人控制 148
9.1.1 仿人控制的基本原理和原型算法 148
9.1.2 仿人控制器的智能屬性與設(shè)計(jì)依據(jù) 149
9.1.3 仿人智能控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)步驟 151
9.2 基于多真體系統(tǒng)的控制 154
9.2.1 分布式人工智能與真體（agent） 154
9.2.2 真體的要素、特性和結(jié)構(gòu) 155
9.2.3 多真體系統(tǒng) 158
9.2.4 多真體控制系統(tǒng)的工作原理 159
9.3 基于Web的控制 162
9.3.1 基于Web的控制系統(tǒng)的一般原理與結(jié)構(gòu) 162
9.3.2 基于Web的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)例分析 164
9.4 小結(jié) 165
習(xí)題9 165
第10章 展望智能控制 167
10.1 人工智能爭論及其對智能控制的影響 168
10.1.1 人工智能的主要學(xué)派 168
10.1.2 人工智能主要學(xué)派理論上的爭論 169
10.1.3 人工智能主要學(xué)派對智能控制的影響 169
10.2 智能控制的應(yīng)用研究問題 170
10.2.1 智能機(jī)器人規(guī)劃與控制 170
10.2.2 生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控 171
10.2.3 自動(dòng)加工系統(tǒng)的智能控制 171
10.2.4 智能故障檢測與診斷 172
10.2.5 飛行器的智能控制 172
10.2.6 醫(yī)療過程智能控制 173
10.2.7 智能儀器 174
10.3 智能控制進(jìn)一步研究的問題 174
10.4 展望智能控制的發(fā)展 176
10.4.1 發(fā)展更新的理論框架 176
10.4.2 創(chuàng)建更優(yōu)的技術(shù)集成 176
10.4.3 開發(fā)更好的應(yīng)用方法 177
10.5 結(jié)語 178
習(xí)題10 179
附錄 各章教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和要求 180
參考文獻(xiàn) 184

1. 智能控制導(dǎo)論（第四版） [蔡自興 編著]
2. 智能控制導(dǎo)論（第三版） [蔡自興 編著]
3. 智能控制導(dǎo)論（第二版） [蔡自興]