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EEPW首頁(yè) > 工控自動(dòng)化 > 設計應用 > 基于A(yíng)gent的智能控制系統的設計

基于A(yíng)gent的智能控制系統的設計

作者: 時(shí)間:2010-09-01 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

3)接受任務(wù)的控制在信息那里獲得解決問(wèn)題所需要的信息。在求解過(guò)程中,如果一個(gè)決策無(wú)法獨立完成任務(wù),可隨時(shí)向中心Agent提出請求,請求其他Agent的幫助,中心Agent查詢(xún)注冊模塊信息,根據Agent的能力召集其他Agent提供幫助,如召集其他控制決策Agent組成決策聯(lián)盟小組,并維護這個(gè)聯(lián)盟小組的協(xié)同環(huán)境,保證聯(lián)盟小組的協(xié)同質(zhì)量。
4)平衡Agent配合中心Agent和其他Agent完成全局性目標。當某些Agent負載不均衡時(shí),平衡Agent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,從而提高系統的整體效率。
5)控制Agent將控制決策結果送給中心Agent,由它綜合后產(chǎn)生控制結果。如果用戶(hù)需要對控制決策結果進(jìn)行分析,由分析Agent對整個(gè)控制決策過(guò)程進(jìn)行分析。

3 系統技術(shù)特點(diǎn)
3.1

系統性主要表現在A(yíng)gent能自主學(xué)習,集中于2方面:1)通過(guò)把實(shí)際發(fā)生的結果送入系統,各Agent把實(shí)際結果與決策結果綜合比較,按照一定的方法自主學(xué)習,調整自己,形成經(jīng)驗和知識,存儲到知識庫中,為下一次控制決策工作做好準備。2)交互Agent在和控制專(zhuān)家交互共同作用的決策過(guò)程中,能夠通過(guò)不斷學(xué)習,獲得專(zhuān)家的某些特征知識,從而可以在控制決策過(guò)程中,自主做出與專(zhuān)家意志相符合的策略。
交互Agent中擁有的知識包括問(wèn)題求解的描述性知識、關(guān)于專(zhuān)家偏好的知識和自身的知識,這些知識在系統的運行初期A(yíng)gent不一定具有,隨著(zhù)與專(zhuān)家的多次交互,Agent通過(guò)學(xué)習來(lái)獲得。
3.2 模型庫管理系統的先進(jìn)性
模型庫管理系統是一個(gè)重要部件,是系統的核心,它主要涉及模型表示和模型管理,它將極大影響系統的應用范圍和程度。本系統引入人工技術(shù)來(lái)解決控制決策模型表示和管理。
模型表示就是如何表示模型和關(guān)于模型的知識。系統中模型用控制決策Agent表示,模型的輸入和輸出參數是Agent與環(huán)境交互的主要內容,模型的運算操作和數據存取表現為Agent的行為,關(guān)于模型的知識在A(yíng)gent的知識庫中,采用產(chǎn)生式規則表示。模型的管理通過(guò)Agent間使用Agent通信語(yǔ)言進(jìn)行交流與協(xié)作完成,主要由中心Agent承擔模型管理的工作。
這種Agent的模型庫管理系統克服了實(shí)體關(guān)系和結構化模型表示方法所帶來(lái)的規則限制太嚴、模型與數據特性不匹配和模型與方法分離的問(wèn)題,能比較真實(shí)地描述控制決策過(guò)程。
3.3 通信合作機制的方便靈活
中心Agent的協(xié)調模塊根據注冊模塊的有關(guān)信息,選擇合作對象,協(xié)調各Agent共同參與問(wèn)題求解,使各Agent彼此和諧合作。而這種Age-nt之間的相互合作是通過(guò)通信來(lái)實(shí)現的,系統采用同步和異步相結合的方式進(jìn)行通信。通信語(yǔ)言采用KQML,這是一種高級的點(diǎn)到點(diǎn)消息傳送的通信語(yǔ)言和信息交換協(xié)議,它使得Agent能夠和其他Agent以及Agent所運行的環(huán)境進(jìn)行知識和信息的交換,它提供了一套標準的通信原語(yǔ),與Agent間具體的通信方式無(wú)關(guān)。由于實(shí)際運行中Agent具有分布式和異構的特點(diǎn),因此必須解決Agent的底層通信機制問(wèn)題。公用對象請求代理體系結構CORBA為分布式Agent的通信提供了合適的平臺。CORBA是由OMG組織制定的開(kāi)放的分布式對象計算框架標準,它是一種“軟件總線(xiàn)”,利用它能方便地實(shí)現不同程序之間的通信,無(wú)須考慮這些程序的方式、編程語(yǔ)言和運行平臺。CORBA規范中的對象請求代理ORB可以用于A(yíng)gent之間的定位,接口定義語(yǔ)言IDL可用于A(yíng)gent內部對象之間的通信,通過(guò)CORBA/IIOP協(xié)議實(shí)現KQML。在CORBA平臺支撐下,各Agent可隨時(shí)通信,實(shí)現知識共享和合作。
3.4 中心Agent指揮協(xié)調
在復雜的中,單個(gè)控制Agent無(wú)法獨立完成控制任務(wù),因此在系統中引入中心Agent組織多Agent合作完成控制任務(wù)。當控制問(wèn)題較復雜,單個(gè)控制Agent不能獨立完成控制決策時(shí),由中心Agent根據適當的策略,將多個(gè)控制Agent組成小組,協(xié)調多個(gè)控制Agent參與問(wèn)題求解。由于多Agent的支持,系統提供的控制決策結果更準確,還能對控制結果進(jìn)行分析,提高系統的智能性。

4 系統應用
在該系統框架的基礎上,實(shí)現一個(gè)鍋爐智能控制決策系統。為了提高鍋爐燃燒效果,滿(mǎn)足節能等目標,需要對鍋爐燒煤速度、燃燒區的顏色、燒結顆粒、炯道負壓、風(fēng)機轉速、煙氣溫度、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測與分析,得出控制算法,做出控制決策。其中很多控制參數是憑鍋爐工的經(jīng)驗進(jìn)行分析,因此專(zhuān)家的經(jīng)驗知識是系統決策的基礎,它描述了系統在各種變化條件下應采取的控制策略。這些經(jīng)驗知識通過(guò)控制決策Agent和交互Agent的學(xué)習功能存放到知識庫中,知識的表達使用如下描述形式:
規則∷=(規則號>*,“注釋”,前提>,前提>|…,結論>)其中,前提和結論都是事實(shí)。以噴水系統啟動(dòng)策略為例,定義啟動(dòng)規則:

首先定義了一條名為watering_start的規則,該規則有溫度差temp_differernt和智能?chē)娝到y是否已啟動(dòng)is wateringstart兩個(gè)前提,如果系統運行過(guò)程中兩個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足,則推出要求智能?chē)娝到y啟動(dòng)activate-watering-system的結論。
在每一個(gè)控制周期,在中心Agent的調配下,每個(gè)合適的控制決策Agent根據控制參數的計算值和從信息Agent那里獲得的實(shí)時(shí)數據和系統運行的歷史數據對控制規則進(jìn)行模式匹配,然后把推理控制結果送往中心Agent,由它綜合后產(chǎn)生控制算法并用于系統實(shí)時(shí)控制。
系統選用ADVANTECH插入式數據采集與控制卡PCL812PG完成現場(chǎng)數據的獲取和對現場(chǎng)設備的控制。用Java語(yǔ)言實(shí)現決策分析過(guò)程,每個(gè)Agent都是一個(gè)對象,由Java實(shí)現,其功能被封裝在里面。實(shí)現從取得實(shí)時(shí)數據、調取系統運行的歷史數據、將數據經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)行專(zhuān)家控制運算,把控制算法得到的控制作用傳送給現場(chǎng)設備,完成應用軟件與現場(chǎng)的無(wú)縫連接等功能。通過(guò)對現場(chǎng)設備的控制,使鍋爐燃燒的經(jīng)濟效益達到最佳的效果。

5 結束語(yǔ)
將人工智能Agent技術(shù)引入工業(yè)控制系統是當前的研究熱點(diǎn),應用決策分析技術(shù)是本研究的一個(gè)創(chuàng )新。Agent技術(shù)實(shí)現了一個(gè)智能控制系統,系統具有一定的記憶功能和自學(xué)習能力,實(shí)現了較高的智能性,較好地解決了控制決策模型表示和管理的問(wèn)題,屏蔽了運行平臺和通信機制,能夠有效地解決Agent的通信問(wèn)題,使Agent合作變得容易。實(shí)踐表明,它比傳統的控制系統具有更高的準確性和靈活性,能有效進(jìn)行復雜多控制參數的控制決策。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/162875.htm

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