智能平台实验大作业(能力风暴机器人)

题目：能力风暴机器人（一）学号：

姓名：

能力风暴机器人

一、实验目的

（1）了解能力风暴机器人的基本用途；

（2）掌握几种简单机器人的拼装方法。

二、实验内容

AS-UII是面向教育的新一代智能移动机器人。AS-UII有一个功能比较强大的微处理系统和传感器系统，而且它还能扩展听觉、视觉和触觉，成为真正意义上的智能机器人。AS-UII 是专门为大学进行课程教学、工程训练、机器人竞赛、科技创新以及研究服务开发的新型移动智能机器人。根据规定的步骤（图形化交互式C语言简介、VJC6.0界面介绍、流程图编程、程序的下载及运行），完成了以下任务：

（1）组装了一个“机械猫”，通过流程图控制，它的手臂可以自由转动；

（2）组装了一辆小汽车，很简单的，将前行模块倒入到板子上，小汽车便可以一直前行；

（3）组装了一个传送带。

三、实验步骤

（1）看机器人说明书、配件说明书，大致了解了一下机器人工作的原理；

（2）组装作品；

（3）根据要做的作品，绘制流程图，并调节部分参数；

（4）将流程图程序导入机器人中；

（5）打开机器人开关，运行程序，观看效果。

四、实验效果

将我们组装的机器人放在地上，可以观察到机器人正常工作，实现了预期的功能。五、实验总结

经过一下午的奋战，我们一连总装了小汽车，传送带，开关控制的机器臂等几样作品，其实智能风暴机器人的程序并不是很难，只要按照正常的人类思维，按照想要实现的功能，一步一步的将所需要的模块添加到流程图中，然后下载，运行就可以了。主要的时间还是花在了机器人作品的组装上，将一个个很小的零部件组装在一起，确实是需要很大的精力，而

且经常会遇到零件凑不够的问题。

最后，在队员的共同努力下，还是成功的完成任务，只要功夫深，铁杵磨成针。

题目：能力风暴机器人（二）学号：

姓名：

能力风暴机器人

一、实验目的

（1）学会红外测距卡、可录放声卡、数字指南针、温度检测卡的使用；

（2）了解能力风暴机器人基本的编程方法。

二、实验内容

（1）红外测距卡

红外测距卡是“能力风暴”机器人系列扩展卡之一。红外测距卡利用PSD 距离测量传感器能精确测量10－80cm 范围内物体的距离。在机器人比赛中可对周围环境进行探测，确定对手所在方位等。

（2）可录放声卡

可录放声卡是“能力风暴”机器人系列扩展卡之一。可录放声卡使用的语音录放模块能随意进行语音录入后，录好的语音信息能在电源断开的情况下长期保存和播放。使用可录放声卡能制作迎宾机器人、鹦鹉学舌等机器人项目。

（3）数字指南针

数字指南针扩展卡是“能力风暴”机器人系列扩展卡之一。可用于检测机器人的方位。

（4）温度检测卡

温度检测卡是“能力风暴”机器人系列扩展卡之一。可以使能力风暴机器人感知周边环境温度。

三、实验步骤

1.红外测距卡

（1）安装红外测距卡；

（2）调试红外测距卡：编写小程序下载到机器人中，应编制程序对数据进行校正；

（3）用流程图编写红外测距卡程序：运行程序，将机器人从远到近靠近障碍物，观察机器人LED 显示屏上数据的变化；

（4）用红外测距卡测量距离。

2.可录放声卡

（1）安装可录放声卡；

（2）调试可录放声卡：编写小程序下载到机器人中，，运行程序。如果声卡中已经录入

语音信息，运行程序后声卡直接循环播放第一段录音，同时指示灯D1（红色）点亮。按下录音键，录音指示灯点亮（绿色），声卡开始录音，如果以前存储有语音，以前语音信息将被覆盖。录音完毕后松开录音键，录音指示灯点灭，语音录放卡开始循环播放刚才录入的语音；

（3）利用运行键进行录放与语音段选择：用户首先选择是录制还是播放语音，如在程序运行后3 秒内按下机器人运行键，则开始录音，否则播放语音。

3.数字指南针

（1）安装数字指南针；

（2）调试数字指南针：将测试代码下载到能力风暴机器人中，运行下载的程序，用手托着机器人原地旋转，可观察到机器人LCD 液晶显示屏上的显示0－360之间变化的数字，显示的数字就是当前机器人的方位数据。观察一下显示的方位数据，如果机器人前方对准正北时显示的角度不为0，可重新调整方位数据；

（3）实验，数字指南针就可以正确指示机器人方位了。

4. 温度检测卡

（1）安装温度检测卡；

（2）调试温度检测卡：编写一个简单测试程序检查一下温度检测卡是否工作正常，将程序通过VJC1.5 开发版下载到机器人中，运行程序，观察机器人显示屏上的数据，是否显示环境温度，用手握住数字温度计，观察一下显示的温度是否变化；

（3）实验，完成了温度检测卡的测试工作，表明温度检测卡工作正常。

四、实验效果

四个实验效果除精度不恨好外，都很理想，实现了要求的所有功能。

五、实验总结

有了上次实验的基础，再加上之前的c语言的基础知识，本次的实验也挺简单的，只要对实现的功能有个大致的了解，画出流程图，就能很顺利的实现了。

智能控制技术作业

3-1 模糊逻辑控制器由哪几部分组成？各完成什么功能？答：模糊控制系统的主要部件是模糊化过程、知识库（数据库和规则库）、推理决策和精确化计算。 1、模糊化过程模糊化过程主要完成：测量输入变量的值，并将数字表示形式的输入量转化为通常用语言值表示的某一限定码的序数。 2、知识库知识库包括数据库和规则库。 1）、数据库数据库提供必要的定义，包含了语言控制规则论域的离散化、量化和正规化以及输入空间的分区、隶属度函数的定义等。 2）、规则库规则库根据控制目的和控制策略给出了一套由语言变量描述的并由专家或自学习产生的控制规则的集合。它包括：过程状态输入变量和控制输出变量的选择，模糊控制系统的建立。 3、推理决策逻辑推理决策逻辑是利用知识库的信息模拟人类的推理决策过程，给出适合的控制量。（它是模糊控制的核心）。 4、精确化过程在推理得到的模糊集合中取一个能最佳代表这个模糊推理结果可能性的精确值的过程称为精确化过程。

{模糊控制器采用数字计算机。它具有三个重要功能： 1）把系统的偏差从数字量转化为模糊量（模糊化过程、数据库两块）； 2）对模糊量由给定的规则进行模糊推理（规则库、推理决策完成）； 3）把推理结果的模糊输出量转化为实际系统能够接受的精确数字量或模拟量（精确化接口）。} 3-2 模糊逻辑控制器常规设计的步骤怎样？应该注意哪些问题？答：常规设计方法设计步骤如下： 1、确定模糊控制器的输入、输出变量 2、确定各输入、输出变量的变化范围、量化等级和量化因子 3、在各输入和输出语言变量的量化域内定义模糊子集。 4、模糊控制规则的确定 5、求模糊控制表 3-3 已知由极大极小推理法得到输出模糊集为：0.30.810.50.112345 C = ++++-----.试用重心法计算出此推理结果的精确值z 。重心法重心法是取模糊隶属度函数的曲线与横坐标围城面积的重心为模糊推理最终输出值。连续：0()()v V v V v v dv v v dv μμ=??

智能控制指导作业

语言变量X ，Y ，Z 的隶属度函数. 设计带有纯延迟的一阶惯性环节（假设T=6,=0.02）： G(s)=s e s 6102.0+ 的模糊控制器，观察仿真结果。编程如下： %被控系统建模 num=1; den=[6,1]; [a1,b,c,d]=tf2ss(num,den);%传递函数转换到状态空间 x=[0]; %系统参数 T=0.01;h=T;td=0.02;N=1000; nd=td/T;%系统纯延迟 R=ones(1,N);%参考输入 %定义输入和输出变量及隶属度函数

a=newfis('Simple'); a=addvar(a,'input','e',[-4 4]); a=addmf(a,'input',1,'NB','trimf',[-4,-4,-2]); a=addmf(a,'input',1,'NS','trimf',[-4,-2,0]); a=addmf(a,'input',1,'ZO','trimf',[-2,0,2]); a=addmf(a,'input',1,'PS','trimf',[0,2,4]); a=addmf(a,'input',1,'PB','trimf',[2,4,4]); a=addvar(a,'input','de',[-4 4]); a=addmf(a,'input',2,'NB','trimf',[-4,-4,-2]); a=addmf(a,'input',2,'NS','trimf',[-4,-2,0]); a=addmf(a,'input',2,'ZO','trimf',[-2,0,2]); a=addmf(a,'input',2,'PS','trimf',[0,2,4]); a=addmf(a,'input',2,'PB','trimf',[2,4,4]); a=addvar(a,'output','u',[-4 4]); a=addmf(a,'output',1,'NB','trimf',[-4,-4,-2]); a=addmf(a,'output',1,'NS','trimf',[-4,-2,0]); a=addmf(a,'output',1,'ZO','trimf',[-2,0,2]); a=addmf(a,'output',1,'PS','trimf',[0,2,4]); a=addmf(a,'output',1,'PB','trimf',[2,4,4]); %模糊规则矩阵 rr=[5 5 4 4 3 5 4 4 3 3 4 4 3 3 2 4 3 3 2 2 3 3 2 2 1]; r1=zeros(prod(size(rr)),3);k=1; for i=1:size(rr,1) for j=1:size(rr,2) r1(k,:)=[i,j,rr(i,j)]; k=k+1; end end [r,s]=size(r1); r2=ones(r,2); rulelist=[r1,r2]; a=addrule(a,rulelist); %采用模糊控制器的二阶系统仿真 e=0;de=0; ke=30;kd=5;ku=1; for k=1:N %输入变量变换至论域 e1=ke*e; de1=kd*de; if e1>=4

19春北理工《智能控制基础》在线作业答案

(单选题)1: 一般认为，人工神经网络适用于（） A: 线性系统 B: 多变量系统 C: 多输入多输出系统 D: 非线性系统正确答案: (单选题)2: 递阶控制系统的结构是根据下列原理设计的（） A: 精度随智能降低而提高 B: 精度随智能提高而提高 C: 精度随智能降低而降低 D: 精度与智能无关正确答案: (单选题)3: 智能控制成为国际上独立新学科的时间为20世纪（） A: 60年代 B: 70年代 C: 80年代 D: 90年代正确答案: (单选题)4: 基于模式识别的控制系统属于（） A: 学习控制系统 B: 专家控制系统 C: 进化控制系统 D: 模糊控制系统正确答案: (单选题)5: 能够在系统运行过程中估计未知信息，并据之进行优化与控制，以便逐步改进系统性能的控制叫做（） A: 最优控制 B: 反馈控制 C: 随机控制 D: 学习控制正确答案: (单选题)6: 最早提出人工神经网络思想的学者是（） A: McCulloch-Pitts B: Hebb C: Widrow-Hoff D: Rosenblatt 正确答案: (单选题)7: 解决自动控制面临问题的一条有效途径就是把人工智能等技术用于自动控制系统，其核心是（） A: 控制算法 B: 控制结构 C: 控制器智能化 D: 控制系统仿真正确答案: (单选题)8: 智能控制的“四元交集结构”的四元，指的是（） A: 计算机科学、自动控制、人工智能、神经网络 B: 人工智能、自动控制、信息论、系统论 C: 人工智能、自动控制、信息论、机器学习 D: 自动控制、人工智能、信息论、运筹学正确答案: (单选题)9: 模糊控制是以模糊集合为基础的，提出模糊集合的科学家是（）

机器人认识实验实验报告

机器人认识实验实验报告一、实验目的：认识能力风暴机器人的基本结构。学会能力风暴机器人的连接、检测和程序下载等操作。二、实验要求： 1、可以明确能力风暴机器人的各个组成部分。 2、指出主要组成部分的结构和功能。 3、学会程序的调试和下载。三、实验内容、步骤： 1、记录自检程序运行的结果，回答每一步用到的传感器和执行器。 2、记录表演程序运行的结果，回答每一步用到的传感器和执行器。 3、完成机器人输出”Hello Robot”的编程。 4.、完成机器人走正方形编程。四、实验代码：程序1： #include "AS_UIII_LIB.h" void main() { printf(“Hello Robot!”); } 程序2： #include "AS_UIII_LIB.h" void goon(int s,float f) { drive(s,0); wait(f); stop(); } void tr() { int rot2; rot2=rotation(2); drive(0,10); while(rotation(2)-rot2<19) {} stop(); }

void tl() { int rot1; rot1=rotation(1); drive(0,-10); while(rotation(1)-rot1<16) {} stop(); } void main() { int i; for(i=4;i>0;i--) { goon(75,1); wait(0.5); tl(); } } 五、实验结果： 1、对于程序1，机器人的LCD液晶屏幕显示Hello Robot! 2、对于程序2，机器人大致上走了一个正方形。六、实验小结：通过这个实验我学会了用VJC编写机器人程序的过程，为进一步学习打下基础。

13简介能力风暴机器人仿真系统

13简介能力风暴机器人仿真系统 1.3 简介能力风暴机器人仿真系统学习智能机器人，除了需要具备机器人硬件外，还需要为机器人编写控制程序，并在场地上进行反复调试。但如果手边暂时既无机器人实物，又无真实场地，我们还能学习和研究机器人吗,答案是可以的。能力风暴机器人为我们提供了一套仿真的VJC系统软件，在这个仿真系统中，我们不仅可以为机器人编写各种控制程序，同时还可以将编制的程序下载到仿真的机器人上，并在仿真的场地中进行模拟运行和调试,体验机器人控制的全过程。本节我们就来认识VJC系统仿真版软件，学习构建仿真场地和仿真调试的方法。 1.3.1 认识VJC系统仿真版软件 1(VJC系统仿真版软件的安装安装VJC系统仿真版的方法很简单，先打开本书配套光盘上的 ”文件夹，找到名为“setup.exe”“VJC系统软件\VJC1.5仿真版的安装程序，用鼠标双击该文件，系统自动将其安装到C盘中，并在Windows 桌面上自动生成一个“VJC1.5仿真版”的快捷方式 \program files\VJC1.5仿真版。图标，软件安装的路径默认为:C: 如果我们使用的计算机中已经安装了VJC系统仿真版，则安装这一步可以跳过不做。 2(VJC系统仿真版软件的启动及主界面当需要进入VJC系统仿真版编程时，只要双击桌面上的“VJC1.5仿真版”快捷方式图标，就可进入VJC的编程环境。 VJC编程环境的主界面见图1-3-1。可以看出，主界面包含了以下几个部分:

(1)菜单栏及工具栏:位于窗口上方，工具栏上除了新建、打开、保存等常规按钮外，还有仿真、JC代码、缩放等按钮,见图1-3-2所示。 (2)模块库:位于窗口左侧，共有五大类模块库，其中:执行器模块库包含了基本动作模块，这是控制机器人运动的基本模 -22- 块;传感器模块库包含了基本的传感器检测模块，如:“红外检测”、“碰撞检测”等，用于感知周围的环境信息;控制模块库包含了循环、分支等程序控制模块，用于控制程序的结构;程序模块库包含了新建子程序、结束图标等;AS多功能扩展卡包含了扩展应用的一些功能模块。工具栏模块库 JC代码显示区知识链接垃圾箱流程图编辑区流程线

专家控制系统课后大作业

5-1 什么是专家系统？它具有哪些特点和优点？专家系统（Expert System) 是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。专家系统的特点如下：（1）启发性。不仅能使用逻辑知识，也能使用启发性知识，它运用规范的专门知识和直觉的评判知识进行判断、推理和联想，实现问题求解；（2）透明性。它使用户在对专家系统结构不了解的情况下，可以进行相互交往，并了解知识的内容和推理思路，系统还能回答用户的一些有关系统自身行为的问题；（3）灵活性。专家系统的知识与推理机构的分离，使系统不断接纳新的知识，从而确保系统内知识不断增长以满足商业和研究的需要；（4）实用性。可长期保存人类专家的知识与经验，且工作效率高、可靠性好、能汇集众多专家的特长，达到高于任何单个专家的水平，是保存、传播、使用及提高专家知识与经验的有效工具；（5）符号操作。与常规程序进行数据处理和数字计算不同，专家系统强调符号处理和符号操作。使用符号表示知识，用符号集合表示问题的概念，一个符号是一串程序设计，并可用于表示现实世界中的概念；（6）不确定性推理。领域专家求解问题的方法大多数是经验性的，经验知识一般用于表示不精确性且存在一定概率的问题。此外，其提供的有关信息往往是不确定的。而专家系统能够综合应用模糊和不确定的信息与知识进行推理；专家系统的优点如下：（1）专家系统能够高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作；（2）专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记；（3）军事专家系统的水平是一个国家国防现代化的重要标志之一；

智能控制作业

1、已知某一炉温控制系统，要求温度保持在600 度恒定。针对该控制系统有以下控制经验：（1）若炉温低于600 度，则升压；低的越多升压越高。（2）若炉温高于600 度，则降压；高的越多降压越低。（3）若炉温等于600 度，则保持电压不变。设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为控制电压。输入、输出变量的量化等级为7 级，取5 个模糊集。试设计隶属度函数误差变化划分表、控制电压变化划分表和模糊控制规则表。解：1）确定变量定义理想温度为600 C,实际温度为T,则温度误差为 E=600-T。将温度误差E 作为输入变量 2）输入量和输出量的模糊化将偏差E分为5个模糊集：NB、NS、ZO、PS、PB,分别为负小、负大、零、正小、正大。将偏差E 的变化分为7 个等级：-3 -2 -1 0 1 2 3，从而得到温度模糊表如表1 所示。

表1温度变化E划分表控制电压也分为个模糊集：、、、、,分别为负小、负大、零、正小、正大。将电压u的变化分为7 个等级：-3 -2 -1 0 1 2 3，从而得到电压变化模糊表如表2所示。表2电压变化u划分表

表3 模糊控制规则表 E PB PS ZO NS NB u PB PS ZO NS NB Edit or: Un+ it 1 e J. 歼cw OptigT

叮叮小文库

叮叮小文库 2、利用MATLAB,为下列两个系统设计模糊控制器使其稳态误差为零，超调量不大于 1%，输出上升时间w 0.3s 。假定被控对象的传递函数分别为： Gg e 0亦 (s 1)2 G2(S ) 4.228 (s 0.5)( s 2 1.64 s 8.456) 解：在matlab 窗口命令中键入 fuzzy ，得到如下键面: 设e 的论域范围为［-1 1］ , de 的论域范围为［-0.1 0.1］ , u 的论域范围为［ 0 2］。将e 分为8个模糊集，分别为 NB ,NM, NS, NZ, PZ, PS, PM, PB; de 分为7个模糊集，分别为NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB; u 分为7个模糊集，分别为 NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB;

能力风暴机器人常见问题参考答案

思考题 ?红外测距卡的测量范围及原理。答：红外测距卡可以精确地测量10cm～80cm范围内障碍物的距离。红外测距卡，顾名思义就是用红外光进行物体距离的检测。它分为一个模拟口的转接卡和红外测距传感器两部分。通过测量发射和反射红外光之间的相位差来测量物体的距离。红外测距卡能够把相位差的变化转化为输出电压的变化，输出电压可以通过红外测距的信号线接到微控制器的A/D转换口上。 ?多智能体通信的方式是什么？答：多智能体通信主要有三种通信方式：直接通信，强信号通信，黑板通信。（1）直接通信：是指信息发送方智能体直接将信息传送给接受方智能体，执行过程中没有缓冲。（2）强信号通信：是指当一个智能体发送消息时，实际上是将信息向整个系统或环境发送，并且信息的强度随距离的增加而减少，这样靠近信号源的智能体对信息的反应最强。（3）黑板通信：是通过存取一个公用数据区以达到交换信息的目的。 ?简述机器人无线控制的实现过程。答：计算机通过电平转换装置与一个无线收发模块相连，而机器人本身带有无线收发模块，机器人的无线收发模块与它自己的微处理器有信号线相连。这样计算机处理器和机器人微处理器之间就可以通过这两个无线收发模块实现通信，这种通信方式是双向的，计算机可通过程序指令控制机器人的行为，机器人也可以借助计算机处理复杂的信息。 ?简述基于视频技术的野外探险机器人系统的硬件结构及实现过程答：系统硬件结构：从总体上分为机器人和上位机（计算机）。其中机器人部分包括AS无线摄像机和微功率无线通讯模块，上位机部分包括视频采集卡和微功率无线通讯模块。实现过程：机器人上的无线摄像机通过摄像获取各种现场环境参数，通过机器人和上位机上的两个微功率无线通讯模块实现数据和控制信号的传输，从而AS无线摄像机的接收模块的视频输出接到了视频采集卡的视频输入端，因而机器人能自主运动，也能通过上位机的人机交互式进行控制。 ?机器人上程序不能正确下载的原因有哪些？答：主要有以下原因：操作系统崩溃、机器人死机、操作系统不正常、下载过程中按下复位键、型号不匹配、下载端口接触不良、下载线或端口已坏。 ?同步进程的处理原则是什么？如何利用同步进程的处理原则编写机器飞蛾程序？答：所有同步进程应该遵循以下四条原则：（1）空闲让进：当一个临界资源处于空闲状态时，允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区。（2）忙则等待：当已有进程进入自己的临界区时，其它试图进入临界区的进程必须等待，以保证进程互斥地访问临界资源。（3）有限等待：对要求访问临界资源的进程，应保证进程能在有限时间进入临界区，

智能控制翻译

智能控制导论大作业学号：021151** 姓名：** 任课教师:吴**

目录一、说明………………………………………………………………… I.文章出处………………………………………………………… 二、论文翻译…………………………………………………………… I.摘要……………………………………………………………… II.引言……………………………………………………………… III.背景信息…………………………………………………………… IV.神经网络整体结构……………………………………………… V.神经网络的整体的标定中的应用……………………………… VI.总结……………………………………………………………… 三、课程与论文关系…………………………………………………… 四、智能导论课程总结…………………………………………………

一、说明本次大作业针对“Improved Calibration of Near-Infrared Spectra by Using Ensembles of Neural Network Models”文章进行翻译。这篇文章摘自IEEE SENSORS JOURNAL, VOL. 10, NO. 3, MARCH 2010。作者是Abhisek Ukil, Member, IEEE, Jakob Bernasconi, Hubert Braendle, Henry Buijs, and Sacha Bonenfant。二、论文翻译利用神经网络模型整体对近红外光谱校正改进摘要: 红外（IR）或近红外（NIR）光谱技术是用来识别一种混合物或来分析材料的组成的方法。NIR光谱的校准是指利用光谱的多变量描述来预测各组分的浓度。建立一个校正模型，最先进的软件主要使用线性回归技术。对于非线性校正问题，基于神经网络的模型已经被证明是一个有意义的选择。在本文中，我们提出了一个新的基于神经网络的扩展传统的方法，利用神经网络模型整体。个别神经网络是从重采样与引导或交叉验证技术训练信息数据中获得。在一个现实的校准实施例中得到的结果表明，该集合为基础的方法，会产生一个比传统的回归方法更显著更精确和鲁棒性强的校准模型。关键词：自举，校准，计量学，交叉验证，傅立叶变换，近红外（NIR），近红外光谱仪，神经网络，光谱。 I.引言: 红外（IR）或近红外（NIR）光谱技术是用来识别一种混合物或来分析材料的组成的方法。这是通过学习物质与红外光间相互作用而完成的。红外/近红外光谱是指红外光的吸收为波长的函数。在红外光谱中，考虑的频率范围通常是14000和10厘米分之一。注意，所施加的频率刻度是波数（以厘米倒数为单位），而不是波长（以微米为单位）。该材料在不同频率下的吸收测定中的百分比。“化学计量学”是数学和统计方法的应用，以化学数据的分析，例如，多元校正，信号处理/调节，模式识别，实验设计等。在化学计量学，校准是通过使用光谱多变量描述符来预测不同成分的浓度来实现。在本文中，我们提出并分析采用基于神经网络的校正模型整体。整体的个别型通过重新取样与引导或交叉验证技术的原始训练数据的实现。该集成模型被示为导致显著改善预测精度和鲁棒性，当与常规的校准方法相比。在本文的其余部分安排如下。在第二节中，提供有关工作的背景信息。这包括使用的光谱仪，数据采样，目前最先进的校准方法和基于神经网络的校准模型的信息。第三节介绍了

智能控制作业

1、已知某一炉温控制系统，要求温度保持在600度恒定。针对该控制系统有以下控制经验：（1）若炉温低于600度，则升压；低的越多升压越高。（2）若炉温高于600度，则降压；高的越多降压越低。（3）若炉温等于600度，则保持电压不变。设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为控制电压。输入、输出变量的量化等级为7级，取5个模糊集。试设计隶属度函数误差变化划分表、控制电压变化划分表和模糊控制规则表。解：1）确定变量定义理想温度为600℃，实际温度为T，则温度误差为E=600-T。将温度误差E作为输入变量 2）输入量和输出量的模糊化将偏差E分为5个模糊集：NB、NS、ZO、PS、PB，分别为负小、负大、零、正小、正大。将偏差E的变化分为7个等级：-3 -2 -1 0 1 2 3，从而得到温度模糊表如表1所示。

表1 温度变化E划分表控制电压u也分为5个模糊集：NB、NS、ZO、PS、PB，分别为负小、负大、零、正小、正大。将电压u的变化分为7个等级：-3 -2 -1 0 1 2 3，从而得到电压变化模糊表如表2所示。表2 电压变化u划分表

表3 模糊控制规则表 E PB PS ZO NS NB u PB PS ZO NS NB

2、利用MATLAB,为下列两个系统设计模糊控制器使其稳态误差为零，超调量不大于1%，输出上升时间≤0.3s 。假定被控对象的传递函数分别为： 2 55 .01)1()(+=-s e s G s ) 456.864.1)(5.0(228 .4)(22+++= s s s s G 解：在matlab 窗口命令中键入fuzzy ，得到如下键面：设e 的论域范围为[-1 1]，de 的论域范围为[-0.1 0.1]，u 的论域范围为[0 2]。将e 分为8个模糊集，分别为NB ,NM, NS, NZ, PZ, PS, PM, PB; de 分为7个模糊集，分别为NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB; u 分为7个模糊集，分别为NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB;

搜救机器人实验报告

南昌航空大学开放型实验报告年月日课程名称：开放型实验实验名称：搜救机器人的组装与控制班级：学生姓名：学号：指导教师评定：签名：一、实验目的（实验设计要求） 1.掌握红外传感器、火焰传感器、地面灰度传感器； 2.了解搜救机器人的硬件结构； 3.模拟现实世界中的搜救情景，能够自行设计搜救机器人的控制程序 4.多学科交流、启发学生创新性思维，模拟现实世界中的搜救情景，使机器人完成搜救任务。 5. 设计程序使机器人能够自动开始直线向前匀速行驶并在行驶一段距离后自动停止。 6.设计程序使机器人能够自动开始沿矩形边框走一圈回到原点并停止。二、实验仪器搜救机器人；红外传感器、火焰传感器、地面灰度传感器若干。三、实验原理学会使用能力风暴 “能力风暴”智能机器人是为培养在校学生动手能力和创造力.协作能力而推出的开放式机器人平台，融合了现代工业设计.机械.电子.传感器.计算机和人工智能诸多领域的先进技术。能力风暴的活动器官是执行具体功能（如说话.走路等）时所要用到的部件。 ⑴主板--能力风暴的大脑位于能力风暴心脏部位的控制部件是能力风暴的大脑--主板，由中央处理器（CPU）存储器（RAM）数据总线和输入输出口以及外围接口电路所组成。跟人的大脑一样，它在控制机体运动的时候，要完成接受信息、处理信息、发出指令等一系列过程。能力风暴的大脑有记忆功能，这主要由主板上的内存实现，至于大脑的分析、判断、决策的功能则由主板上的众多芯片共同完成。 ⑵传感器--能力风暴的眼睛能力风暴有3只眼睛，它们由传感器组成。①能力风暴的双眼--红外传感器。能力风暴的红外传感器能够和人的眼睛一样，在遇到前方有障碍物时，将信息反馈给大脑，再由大脑通知行走部件，避开障碍物。人的眼睛有一定的可视范围，能力风暴的眼睛也一样。能力风暴的眼睛看到前方10~80厘米、90度范围内的比210毫米*150毫米的大障碍物。如果障碍物太小太细，或者在它的可视范围以外，它可就没法就看到了。在能力风暴的可视范围内，它的可视距离是可以调整的。②能力风暴的第3只眼睛--地面检测传感器。能力风暴有第3只眼睛，如果说前面两只眼睛起到探知外界环境以躲避外界障碍的作用，那么这第3只眼睛就是利用外界环境提供的不同信息，按照控制要求，执行相应的动作。

能力风暴机器人仿真系统备课教案

第一课教学机器人一、教学目标帮助学生了解机器人的由来二、重点难点使学生理解机器人是靠什么来思考，机器人的部分。三、教学过程：第一课时机器人的故事新课导入 “robot”一词源出自捷克语“robota”，意为“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思考,只是类似人的机器,很能干, 以便使人摆脱劳作。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。它们不能思考，也有感情，一个人能干三个人的活，公司为此生意兴隆。后来一个极其偶然的原因,机器人开始有了知觉,它们不堪忍受人类的统治,做人类的奴隶,于是,机器人向人类发动攻击,最后彻底毁灭了人类。“机器人”的名字也正式由此而生。新课讲授第一代机器人只能用手抓取东西，用脚行走，听“懂”主人的语言，做一些重复性的机械动作。人们把它称为工业机器人。现在，机器人经过好几代的更新改造，已经能和人们自由交谈，沟通语言，并灵活地走动。也就是说，它不仅有了听觉、视觉、触觉，而且还具有记忆、学习、思维和判断能力。人们把新一代的机器人称为智能机器人。明天的高级智能机器人将比今天的智能机器人具有更丰富的感觉功能和更熟练的活动能力。到那时，家庭里将有服务周到、态度和蔼可亲的家庭机器人。早晨，主人吃过早点上班以后，它立即用吸尘器清的房间，用洗衣机洗涤(dí)主人换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。“哇——”摇篮里的婴儿醒了，它又像慈祥的母亲一样抱起婴儿，喂水、喂奶，轻声哼(hēng)起一支优美动听的催眠曲，把婴儿再一次送入梦乡。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人，以此决定是否开门。即使是盗贼的恐吓，它也不会害怕，而是声色俱厉地高喊：“快走，你这个无赖(lài)!再不走，我要报警了!”盗贼听到这喊声，只好胆战心惊地走开。做午餐的铃声响了，

智能控制(神经网络)-作业

智能控制作业学生：学号：专业班级： 7-2 采用BP 网路、RBF 网路、DRNN 网路逼近线性对象 2) 1(1)1(9.0)1()(-+-?--=k y k y k u k y ，分别进行matlab 仿真。（一）采用BP 网络仿真网络结构为2-6-1。采样时间1ms ，输入信号)6sin(5.0)(t k u ?=π，权值21,W W 的初值随机取值，05.0,05.0==αη。仿真m 文件程序为： %BP simulation clear all; clear all; xite=0.5; alfa=0.5; w1=rands(2,6); % value of w1,initially by random w1_1=w1;w1_2=w1; w2=rands(6,1); % value of w2,initially by random w2_1=w2;w2_2=w2_1; dw1=0*w1; x=[0,0]'; u_1=0; y_1=0; I=[0,0,0,0,0,0]'; % input of yinhanceng cell Iout=[0,0,0,0,0,0]'; % output of yinhanceng cell FI=[0,0,0,0,0,0]'; ts=0.001; for k=1:1:1000 time(k)=k*ts;

u(k)=0.5*sin(3*2*pi*k*ts); y(k)=(u_1-0.9*y_1)/(1+y_1^2); for j=1:1:6 I(j)=x'*w1(:,j); Iout(j)=1/(1+exp(-I(j))); end yn(k)=w2'*Iout; %output of network e(k)=y(k)-yn(k); % error calculation w2=w2_1+(xite*e(k))*Iout+alfa*(w2_1-w2_2); % rectify of w2 for j=1:1:6 FI(j)=exp(-I(j))/(1+exp(-I(j))^2); end for i=1:1:2 for j=1:1:6 dw1(i,j)=e(k)*xite*FI(j)*w2(j)*x(i); % dw1 calculation end end w1=w1_1+dw1+alfa*(w1_1-w1_2); % rectify of w1 % jacobian information yu=0; for j=1:1:6 yu=yu+w2(j)*w1(1,j)*FI(j); end dyu(k)=yu; x(1)=u(k); x(2)=y(k); w1_2=w1_1;w1_1=w1; w2_2=w2_1;w2_1=w2; u_1=u(k); y_1=y(k); end figure(1); plot(time,y,'r',time,yn,'b'); xlabel('times');ylabel('y and yn');

能力风暴机器人结题报告

编号：201301143 哈尔滨工业大学大一年度项目结题报告越野避障机器人的研究项目名称：项目负责人：学号：联系电话：电子邮箱：院系及专业：指导教师：职称：

联系电话：电子邮箱：院系及专业：哈尔滨工业大学基础学部制表填表日期：2014年7 月9日1 一、项目团队成员（包括项目负责人、按顺序）二、指导教师意见

三、项目专家组意见四、项目成果 1

摘要自从我们小组确定了《越野避障机器人的研究》这一科创项目后，以小组合作的形式进行了为期一学期的学习，主要针对其中的控制系统进行测试与运行。我们学习了传感器的使用以及相关运动指令的编程，并达到了预期效果。目前，我们能初步的控制机器人使之按照预定程序有效避障，课题目标基本达成，并采用实例展示。有效避障运动编程关键词：避障机器人（一）课题背景 1.项目意义自从1959年世界上诞生了第一台机器人以来，机器人技术取得了长足的进步和发展至今已发展成为一门综合性尖端科学。机器人技术的发展集成了多学科的发展成果，代表高技术的发展前沿，是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现。随着计算机技术和遥控技术的迅猛发展，机器人正向多功能、多领域、智能化方向发展，各种用途的机器人如仿生机器人，灭火机器人，越野机器人等已开始研发、生产、应用并取得了不错的效果。而在近期发生的一系列自然灾害中避障探路机器人更是发挥了重要的作用。作为越野机器人的一个重要分支，它是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，能够在大范围运动，广泛的为人类承担各种任务，不只是搜救，更能完成深海地貌分析等多种任务。因此对越野机器人的避障技术研究无疑具有现实意义。 2.研究现状随着计算机技术、传感器技术的发展和进步，避障探路机器人向实用化、智能化、系列化进军，日本、德国、美国都取得了各方面的先进研究成果。我国的研究从八五期间开始，至今在清华大学，哈尔滨工业大学，中科院自动化所，浙江大学等都取得了可喜的研究成果。目前，我国避障探路机器人的研究发展水平还和发达国家有一定的差距。避障探路机器人的研究一直是一个重大的主题，它要求机器人必须能在具有障碍物的复杂环境中完成局部在线避障，需要解决三个重要问题：障碍物在空间的位置方向的精确检测；所获信息的分析和环境模型的建立；使机器人安全避障的策略。目前机器人的环境建模方法有以下几种：可视图法(VGraph)：由Nilsson在1968年提出的，其算法简单且能找到最短路径，但是由于其缺乏灵活性，在障碍物较多时，搜索时问将会很长并且要求障碍物的形状不能接近圆形，因此现在限制了其实际的应用。进而现在通常采用基于切线图法(Tangent Graph)和Voronoi法的改进可视图法。栅格法(Grid)：由W．E．Howden在1968年提出的，是目前研究较广泛的路径规划方法。其中栅格的大小影响着环境信息存储量的大小和时间的长短。栅格划

神经网络控制大作业_南航_智能控制

南京航空航天大学研究生实验报告实验名称：神经网络控制器设计姓名：学号：专业： 201 年月日

一、题目要求考虑如下某水下航行器的水下直航运动非线性模型： ()||a m m v k v v u y v ++== 其中v R ∈为水下航行器的前进速度， u R ∈为水下航行器的推进器推力，y R ∈为水下航行器的输出，航行器本体质量、附加质量以及非线性运动阻尼系数分别为 100,15,10a m m k ===。作业具体要求： 1、设计神经网络控制器，对期望角度进行跟踪。 2、分析神经网络层数和神经元个数对控制性能的影响。 3、分析系统在神经网络控制和PID 控制作用下的抗干扰能力(加噪声干扰、加参数不确定)、抗非线性能力(加死区和饱和特性)、抗时滞的能力(对时滞大小加以改变)。二、神经网络控制器的设计 1.构建系统的PID 控制模型在Simulink 环境下搭建水下航行器的PID 仿真模型，如下图1所示：图1 水下航行器的PID 控制系统其中，PID 控制器的参数设置为：K p =800，K i =100，K d =10。需要注意的一点是，经过signal to workspace 模块提取出的数据的Save format 为Array 格式。

2.BP神经网络控制器的训练首先将提取出的训练数据变为标准的训练数据形式，标准的训练数据分为输入和目标输出两部分。经过signal to workspace模块提取出的数据为一个训练数据个数乘以输入（或输出）个数的矩阵，因此分别将x、u转置后就得到标准训练数据x’,u’。然后，新建m文件，编写神经网络控制器设计程序： %---------------------------------------------------------------- p=x'; %input t=u'; %input net=newff(p,t,3,{'tansig','purelin'},'trainlm'); net.trainparam.epochs=2500; net.trainparam.goal=0.00001; net=train(net,x',u'); %train network gensim(net,-1); %generate simulink block %---------------------------------------------------------------- 上述m文件建立了如下图所示的神经网络，包含输入层、1个隐含层和输出层，各层神经元节点分别为1、 3 和1。图2 神经网络控制器结构及训练方法

智能控制题目及解答

智能控制题目及解答第一章绪论作业作业内容 1.什么就是智能、智能系统、智能控制？ 2.智能控制系统有哪几种类型,各自的特点就是什么？ 3.比较智能控制与传统控制的特点。 4.把智能控制瞧作就是AI(人工智能)、OR(运筹学)、AC(自动控制)与 IT(信息论)的交集,其根据与内涵就是什么? 5.智能控制有哪些应用领域？试举出一个应用实例,并说明其工作原理与控制性能。 1 答:智能:能够自主的或者交互的执行通常与人类智能有关的智能行为,如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习等一系列活动的能力,即像人类那样工作与思维。智能系统:就是指具有一定智能行为的系统,对于一定的输入,它能产生合适的问题求解相应。智能控制:智能控制就是控制理论、计算机科学、心理学、生物学与运筹学等多方面综合而成的交叉学科,它具有模仿人进行诸如规划、学习、逻辑推理与自适应的能力。就是将传统的控制理论与神经网络、模糊逻辑、人工智能与遗传算法等实现手段融合而成的一种新的控制方法。 2 答:(1)人作为控制器的控制系统:人作为控制器的控制系统具有自学习、自适应与自组织的功能。 (2)人-机结合作为作为控制器的控制系统:机器完成需要连续进行的并需快速计算的常规控制任务,人则完成任务分配、决策、监控等任务。 (3)无人参与的自组控制系统:为多层的智能控制系统,需要完成问题求解与规划、环境建模、传感器信息分析与低层的反馈控制任务。 3 答:在应用领域方面,传统控制着重解决不太复杂的过程控制与大系统的控制问题;而智能控制主要解决高度非线性、不确定性与复杂系统控制问题。在理论方法上,传统控制理论通常采用定量方法进行处理,而智能控制系统大多采用符号加工的方法;传统控制通常捕获精确知识来满足控制指标,而智能控制通常就是学习积累非精确知识;传统控制通常就是用数学模型来描述系统,而智能控制系统则就是通过经验、规则用符号来描述系统。在性能指标方面,传统控制有着严格的性能指标要求,智能控制没有统一的性能指标,而主要关注其目的与行为就是否达到。但就是,智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,互相取长补短,而并非互相排斥。基于智能控制与传统控制在应用领域方面、理论方法上与性能指标等方面的差异,往往将常规控制包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。 4 答:人工只能(AI)就是一个用来模拟人思维的知识处理系统,具有学习、记忆、信息处理、形式语言、启发推理等功能;自动控制(AC)描述系统的动力学特性,就是一种动态反馈;运筹学(OR)就是一种定量优化方法,如线性规划、网络规划、调度、管理、优化决策与多目标优化方法等;信息论(IT)信息论就是运用概率论与树立统计的方法研究信息、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。早期产生的的二元结构被发现就是很大程度上局限于符号主义的人工智能,无助于智能控制的

交互式JC能力风暴机器人

实验一机器人认识实验实验目的：认识能力风暴机器人的基本结构。学会能力风暴机器人的连接、检测和程序下载等操作。实验要求：可以明确能力风暴机器人的各个组成部分。指出主要组成部分的结构和功能。学会程序的调试和下载。实验内容、步骤： 1、运行自检程序，说明每一项自检内容。 2、机器人表演程序包含6 个程序，说明每一项表演内容及每一项使用的传感器。 3、自己编写程序。在LCD上显示“HELLO”？验证一： 1. LCD 液晶显示是否正常？字符显示清晰，16×2 个字符不应有缺行、缺列现象。 2. 扬声器（喇叭）是否正常？扬声器所播放的乐曲应清晰洪亮，无明显噪声。 3. 光敏传感器是否正常？左右光敏传感器的感应数值随光强不同而变化，其范围为0～255。光强越弱，数值越大，

光强越强，数值越小。在相同光强条件下，左右两光敏传感器数值偏差小于10。如：（photo L172 R210 ）表示左边的光线强。 4. 红外传感器是否正常？在前方10cm～80cm 范围内，有A4 纸大小的障碍物时，在LCD 上会有“<<<<”符号显示，并指明障碍物所在的方位（左前、右前或者正前）。如： <<<< IR Test 表示机器人左前方有障碍。 5. 话筒是否正常？对着AS-UII 话筒槽孔（蜂窝状小孔）说话，看LCD 上的 > 是否增加。 6. 碰撞传感器是否正常？按动机器人下部的碰撞环，在LCD 上能显示碰撞方位。 7. 运动系统是否正常？机器人可移动、转弯，同时在LCD 上显示光电编码器累计计数值和瞬时电机转速。如：Motor 30 L 100 Test 31 R 100 表示左电机速度100，右电机速度100，左轮转过30 个单位，右轮转过31 个单位。 8. 光电编码器是否正常？机器人左、右轮子分别转动1 圈，轮子内侧码盘也随之转动1 圈，LCD 上显示光电编码器的计数值约为 33。轮子连续转动，LCD 上则显示光电编码器的累计计数值。。自检程序全部完成后，按一下复位键，机器人就会停止运行。最后关闭电源开关。也可以不按复位键，直接关闭电源开关。验证二：机器人表演程序包含6 个程序，说明如下： (1) 电子琴 Piano―――从不同的方位触动碰撞环，机器人会发出不同的声音。此次表演应用了碰撞传感器。 (2) 声与光 I'm in dark―――在明暗不同的光线下，机器人会发出不一样的叫声。此次表演用了光敏传感器。 (3) 跟我走 Follow―――机器人会跟着前方的物体走。此次表演用了红外传感器。 (4) 回声 Echo―――您叫机器人一声，机器人就会回应一声。此次表演用了麦克风。 (5) 走向亮光 Goto light―――如果房间里点着一支蜡烛，机器人就会向蜡烛走过去，此次表演用了光敏传感器。（6) 三步舞 I'm dancing―――机器人还会跳舞呢，欣赏一下吧。此次表演用了碰撞传感器。