复杂(大)复习题、答案(2)

分散控制方案的结构特征如下：

控制分散；观测分散；横向信息流；非经典信息模式；回路式拓补结构。 递阶控制方案的结构特征如下：

控制递阶；观测递阶；递阶信息流；准经典信息模式；宝塔式拓补结构。

3.5递阶控制思想及特点？递阶大系统的“分解-协调”方法是什么？

（网版）思想:将一个给定的系统分解为多个子系统，每个子系统可独立求解，然后

用一个协调器对子系统之间的耦合参数进行整合，这样各个子系统分别解决自己的问题，原系统的解也就得到了。

当系统由若干个可分的相互关联的子系统组成时，可将所有决策单元按一定支配关系递阶排列，同一级各单元要受上一级的干预，同时又对下一级决策单元施加影响。同一级决策单元如有相互冲突的决策目标，由上一级决策单元加以协调。

系统各个子系统的控制作用是由按照一定优先级和从属关系安排的决策单元实现的。同级的各决策单元可以同时平行工作并对下级施加作用，它们又要受到上级的干预，子系统可以通过上级互相交换信息。（如图所示）

协调器上级局部控制器?局部控制器?局部控制器下级 子系统 ... 子系统 ... 子系统 1 i n 大系统

① 特点（p131）：控制递阶，观测递阶，递阶信息流，准经典信息模式，宝

塔式拓扑结构。

② 方法（p205-206）：

分解：适当处理相互关联（耦合），将复杂大系统分解为简单子系统，分别并行求解各子系统的局部最优控制问题。

协调：通过模型协调或目标协调、资源协调或任务协调，在各子系统局部最优化得基础上，实现大系统全局最优化。

3.6复杂系统协调控制的主要思想（p190）

①自整定“内部给定量”； ②协调偏差反馈控制； ③控制作用协调联系； ④扰动补偿复合控制。

大系统协调控制的任务是实现大系统的“协调化”。即，通过协调控制，使大系统中的各子系统相互协调，相互配合，相互制约，相互促进，从而在实现各

个小系统子目标、子任务的基础上实现大系统的的总目标、总任务。（p204）

3．7控制理论的“三代发展”简述及第四代发展方向。P230

第一代控制理论即所谓“经典控制理论”，主要采用传递函数模型、频域分析与综合方法，研究单变量控制系统设计和单机自动化技术问题。 第二代控制理论即所谓“现代控制理论”，主要采用状态方程模型、时域分析与综合方法，研究多变量控制系统设计和机组自动化技术问题。 第三代控制理论分为两个发展方向：

（1） 大系统理论。代表控制理论向广度方向发展。由工程技术大系统，向社会经济大系

统、生物生态大系统发展，由狭义的控制，向广义的控制领域发展，包括调节、控制、管理、指挥等。

（2） 智能控制理论。代表控制理论向高度方向发展，提高控制系统的智能水平。如：自

寻优、自适应、自学习、自识别、自组织等方面的智能水平。

第四代控制理论即所谓“大系统智能控制理论”，反应控制理论向广度和高度两个方向地发展。

（1） 智能控制向广度发展。研究各种大系统的智能控制问题，包括工程技术、社会经济、

生物生态大系统的控制、管理、决策等问题。

（2） 大系统控制向高度发展。提高大系统控制的智能水平，如大系统的智能控制、智能

管理、智能决策的水平。 3.8复杂系统中智能控制的主要想法（p230-233）。

大系统智能控制概念（*）：随着控制论和技术的发展，现代的大系统智能控制主要分为大系统理论和职能控制理论两个方面。

（智能控制系统具有的特性可以分为：自寻优控制，子适应控制，自学习控制，自稳定控制，自识别控制，自规划控制，自协调控制，自组织控制，自修复控制，自繁殖控制。） 大系统智能控制的类型分为：多级智能控制系统，多层智能控制系统，多段智能智能控制系统。

（智能控制的方法：基于知识模型的推理方法，基于模糊逻辑的演算方法，基于神经网络的映射方法，基于图像模式的识别方法，基于声音特征的辨识方法，基于语言指令的理解方法。）

大系统智能控制系统方法与技术：推理-识别方法，推理-映射方法，识别-映射方法。

大系统智能控制需采用广义模型和集成方法，如图所示

例如：推理-识别方法 推理-映射方法 识别-映射方法

知识模型图像模型网络模型推理方法识别方法映射方法广义模型集成方法大系统智能控制方法3.9 企业新型综合智能自动化系统的功能层次结构

一般可分为工厂层，车间层，单元层，工作站层和设备层。

综合自动化系统又称计算机集成生产系统或计算机集成制造系统,简称CIMS,一个典型的企业综合自动化系统(CIMS)通常由管理信息分系统、产品设计与制造工艺设计分系统(简称工程设计分系统)、制造自动化分系统、质量保证分系统、计算机网络分系统和数据库分系统六个部分有机地组成,每个组成部分的基本功能如图所示。

3.10举例说明复杂（大）系统分析过程。

三峡水电站系统 技术性能：三峡水电站采用先进的设备和技术，水电站装机容量18200MW，采用坝后式厂房，设有左、右岸两组厂房，共安装26台水轮发电机组。左岸厂房全长643.7m，安装14台水轮发电机组；右岸厂房全长584.2m，安装12台水轮发电机组。水轮机为混流式，机组单机额定容量为700MW。三峡水电站以500kV交流输电线路和士500kV直流输电线路向华东、华中、华南送电。电站出线共13回。右岸山体内预留地下厂房的位置，后期扩机6台，总容量为4200MW。发电稳定可靠。

经济指标：经济代价方面需要大量的投资，工程建设需要占用技术力量，大量的劳动力和材料设备等：经济收益方面包括发电，航运，农业灌溉和工业方面带来巨大收益，改善能源结构。

社会效果：防洪，移民就业，人民健康。

生态影响：气候改变，地貌变化，影响生物多样性，引发地质灾害等 (1).有利影响

工程可有效地控制上游洪水，提高长江中下游特别是荆江河段的防洪能力，有效地减免洪涝灾害带来的生态与环境的破坏，减缓洞庭湖的淤积和萎缩；工程能增加长江中下游枯水期流量，有利于改善枯水期水质，并可为南水北调提供水源条件；工程利用水能资源发电，与燃煤发电相比，可大量减少污染物的排放。 (2).不利影响

水库淹没耕地，移民和城镇迁建，会加剧本来就已十分突出的人地矛盾，并因此而可能加剧植被的破坏、水土流失和生态恶化；建库后，库区水体流速减缓，复氧和扩散能力下降，将加重局部水域污染；工程将改变库区及长江中下游水生生态系统的结构和功能，一些珍稀、濒危物种的生存条件进一步恶化，对四大家鱼的自然繁殖也会带来不利影响；三峡水库运行后，长江中下游河道出现冲淤变化，对长江中游平原湖区低洼农田土壤潜育化、沼泽化有一定影响，下游河口的海水入侵危害有可能增加；等等。

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