基于A(yíng)gent的智能控制系統的設計

智能控制系統是一個(gè)能以人類(lèi)專(zhuān)家水平完成專(zhuān)門(mén)任務(wù)的智能計算機控制系統，是伴隨計算機研究、應用日益發(fā)展的，通過(guò)模仿人類(lèi)專(zhuān)家應用其知識與經(jīng)驗的方法解決控制問(wèn)題。在運用智能控制系統時(shí)，一般有多個(gè)控制參數，因此在做出控制決策時(shí)需要進(jìn)行決策分析，從而確定控制方法。所以有必要在智能控制系統中融入決策分析的相關(guān)技術(shù)和方法，使控制決策更科學(xué)、合理。
Agent技術(shù)是分布式人工智能的一個(gè)概念。Agent是在一定環(huán)境下能獨立自主運行的實(shí)體，它具有智能，有自己的知識；它具有學(xué)習功能，能夠感知環(huán)境，并對環(huán)境的變化做出反應；多Agent實(shí)現了知識的分布，能夠相互合作，共同完成任務(wù)。隨著(zhù)人工智能的發(fā)展，Agent技術(shù)得到廣泛應用，把Agent技術(shù)引入工業(yè)控制是當前的研究熱點(diǎn)。
在以往有關(guān)基于Agent的控制系統研究中，解決Agent合作問(wèn)題都是將合作協(xié)議嵌入Agent內部來(lái)實(shí)現的。這樣缺乏必要的靈活性，而且沒(méi)有考慮復雜控制任務(wù)不能由單個(gè)Agent完成的問(wèn)題。
綜上所述，有必要研究在智能控制系統中引入基于Agent的人工智能和決策分析技術(shù)，以提高控制決策的智能性、靈活性，使控制結果更準確。這里設計了一個(gè)基于Agent的控制系統模型，并以此模型為基礎，實(shí)現了鍋爐智能控制系統。

1 系統結構
整個(gè)系統由多個(gè)Agent組成，如圖1所示。系統包括中心Agent、信息Agent、交互Agent、分析Agent、平衡Agent和控制Agent等，它們各自功能不同，通過(guò)相互合作共同完成控制決策任務(wù)。

1)中心Agent 中心Agent是系統的核心部分，其他Agent加人系統都必須向它注冊，它負責其他Agent的增加、刪除和變更，并提供總體控制及協(xié)調功能，關(guān)系到各Agent能否成功地共享資源和合作。其內部結構主要包括協(xié)調模塊、注冊模塊、通信模塊和全局字典。其中協(xié)調模塊接受各Agent提交的請求，若是資源請求，協(xié)調模塊通過(guò)檢索全局字典提供一系列知識資源；若為問(wèn)題，則通過(guò)查詢(xún)注冊模塊的信息以及全局字典提供的合作策略，確定參與控制問(wèn)題決策的Agent小組，并向各控制決策Agent發(fā)出邀請，同時(shí)維護合作小組的協(xié)同環(huán)境，保證該小組的協(xié)同質(zhì)量。注冊模塊管理其他Agent的注冊、撤消和維護。全局字典立足全局把握各Agent的資源，它存儲了各Agent的知識資源的概要信息、合作協(xié)議、合作策略。通信模塊負責與Agent的通信。
2)交互Agent 交互Agent是由人和計算機通過(guò)人機界面組成的一個(gè)有機的整體。交互Agent接受控制任務(wù)，通過(guò)通信傳遞給中心Agent，并輸出控制決策結果。交互Agent建立后，首先要在控制專(zhuān)家的指導下集中學(xué)習，掌握控制專(zhuān)家處理問(wèn)題的方法和知識，之后在與專(zhuān)家的交互過(guò)程中不斷學(xué)習總結。
3)信息Agent信息Agent負責信息收集、信息檢索和信息處理，為系統中其他Agent提供執行任務(wù)所必需的數據和資料，根據環(huán)境的變化不斷調整工作策略，盡可能收集有用的信息。
4)平衡Agent 平衡Agent負責系統中其他Agent的負載平衡處理。它體現了Agent可以克隆的特性，克隆是流Agent追求效率和并發(fā)執行而對其自身的復制行為。它能在網(wǎng)絡(luò )中自由移動(dòng)，通過(guò)與服務(wù)設施和其他Agent相互合作來(lái)完成全局性目標。當某些Agent負載不均衡時(shí)，它負責將負載過(guò)重的Agent的任務(wù)轉移到負載較輕的Agent上處理，最后把結果傳回原來(lái)的Agent上。該智能體能夠選擇何時(shí)、何地移動(dòng)，在移動(dòng)時(shí)可以在某一位置根據要求掛起運行，然后轉移到另一臺計算機上運行。
5)分析Agent 當需要對控制決策結果進(jìn)行分析時(shí)，就由該Agent完成分析工作，做出各種分析。
6)控制Agent 控制Agentl，…，Agentn承擔具體的控制決策任務(wù)，數量不定。每個(gè)控制Agent具有交互能力且擁有一定控制決策資源，對應不同的決策模型。當問(wèn)題比較復雜時(shí)，單個(gè)控制Agent不能獨立完成控制決策，可向中心Agent請求其他控制Agent幫助，由多個(gè)控制Agent共同完成控制決任務(wù)。
在整個(gè)系統中，除控制Agent外，Agent的數量、功能和責任都是確定的。各個(gè)Agent都有自己的使命，它們的能力和知識由設計者事先分配，它們何時(shí)采用何能力由接收的消息和心智狀態(tài)決定。

2 系統的工作過(guò)程
系統提供決策分析是系統內多個(gè)Agent按照一定的時(shí)序關(guān)系對信息進(jìn)行加工的過(guò)程。整個(gè)系統的工作過(guò)程如下：
1)將控制決策問(wèn)題送至交互Agent，交互Agent接受任務(wù)后，配合中心Agent將其分解成小的控制決策任務(wù)。
2)中心Agent查詢(xún)各控制Agent的能力，并與控制任務(wù)相匹配，找到有能力解決此任務(wù)的控制Agent。如果只有一個(gè)控制Agent符合要求，那么就將任務(wù)分配給它；如果有多個(gè)控制Agent符合要求，就將任務(wù)分配給優(yōu)先權最高的控制Agent；如果沒(méi)有符合要求的控制Agent，那么交互Agent將重新分解控制任務(wù)。