專家控制系統

概述

專家系統是一個具有大量的專門知識與經驗的程式系統，它套用人工智慧技術和計算機技術，根據某領域一個或多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家才能處理好的複雜問題。簡而言之，專家系統是一種模擬人類專家解決領域問題的電腦程式系統。

專家系統的基本功能取決於它所含有的知識，因此，有時也把專家系統稱為基於知識的系統。

(1)知識庫

知識庫用適當的方式儲存從專家那裡獲取的領域知識、經驗，也包括必要的書本知識和常識，它是領域知識的存儲器。

(2)資料庫

資料庫是在專家系統中劃出的一部分儲存單元，用於存放當前處理對象用戶提供的數據和推理得到的中間結果，這部分內容是隨時變化的。

(3)推理機

推理機用於控制和協調整個專家系統的工作，它根據當前的輸入數據，再利用知識庫的知識，按一定推理策略去處理解決當前的問題。推理策略有正向推理、反向推理和正反向混合推理三種方式。

(4)解釋

解釋也是一組電腦程式，為用戶解釋推理結果，以便用戶了解推理過程．並回答用戶提出的問題，為用戶學習和維護系統提供方便。

(5)知識獲取

知識獲取是通過設計一組程式，為修改知識庫中原有的知識和擴充新知識提供手段，包括刪除原有知識，將向專家獲取的新知識加入到知識庫。知識獲取被稱為專家系統的瓶頸。

工業生產過程對專家控制系統提出了有別於一般專家系統的以下特殊要求。

(1)高可靠性及長期運行的連續性

工業過程控制往往數十甚至數百小時連續運行，而不允許間斷工作。因此，工業過程專家控制系統對長期運行的連續性及高可靠性的要求比起其他領域顯得更為突出。

(2)線上控制的實時性

工業過程的實時控制，要求控制系統在控制過程中要能實時地採集數據，處理數據，進行推理和決策，以便對過程進行及時的控制。

(3)優良的控制性能及抗干擾性

工業過程被控對象多具有非線性、時變性、強幹擾等特性，要求專家控制系統具有很強自適應和自學習能力，以保證在複雜多變的各種不確定性因素存在強幹擾的不利環境下，獲得優良的控制性能。

(4)使用的靈活性及維護的方便性

用戶可以根據生產過程的工況變化能夠靈活方便地設定參數，修改規則等。在系統出現異常或故障情況時，系統本身應能採取相應措施或要求引入必要的人工參與。