多變數控制系統設計之專家系統

Abstract

本論文系嘗試一新的架構，來設計一套交談式“多變數控制系統設計之專家系統”， 也就是放棄以專家系統建構工具作推論，傳統語言C 作計算與圖形顯示。改以專家系 統建構工具CLIPS (C LANGUAGE INTEGRATED PRODUCTION SYSTEM, 美國國家太空總署 發展) 作推論，控制設計套裝軟體MATLAB作計算與圖形顯示。藉以實現Taylor所提C- ACE-III 之架構。此CACE-III乃彌補CACE-II(如：MATLAB,CTRL-X 等) 之缺點，提供 一高階設計環境給非專家之使用者，作為智慧型之指導者。新架構程式共分五層，各 層間之資料全部以變數方式流通增進執行速度。其中第四層為經驗規則庫，而最底層 系直接使用MATLAB其TOOL-BOX，也因為最底層關系，提供了一絕佳之設計環境可供使 用。因此，知識工程師可以集中心力於知識庫之設計，而免分心於不成熟計算程式撰 寫。 有關多變數控制系統的設計方法，采用現階段應用較廣之LQG/LTR ，方法LQG/LTR 設 計中需靠經驗遠定參數，試誤設計，十分適合應用專家系統。根據已發表論文與書籍 設計實例，目前已綜合四種啟發式經驗(Heuristic experience)建入規則庫中可供選 用，已初步證明新架構之實用性。 本論文共分八章，第一章是研究背影、範圍、步驟說明，第二章介紹專家系統與在控 制系統設計領域之應用，第三章則依Taylor構想，提出新的架構程式。第四章介紹許 多系統與CLIPS 同樣采用之樣本比對法則RETE Algorithm, 以及要如何設計高效率知 識庫。第五章說明LQG/LTR 設計法與經驗規則整理。第六章是本ESCSD 介紹與使用說 明。第七章為實例演練，先對一穩定之受控體（一架飛機之水平面動態特性，已盄性 化之模式）進行設計與模擬，其次再對一不穩定之受控控體（一架無人飛機之側向高 度控制系統）進行設計與模擬，最后一章就未來發展提出討論。