1、概述
專家控制（Expert Control）是智能控制的一個重要分支，又稱專家智能控制。所謂專家控制，是將專家系統的理論和技術同控制理論、方法與技術相結合，在未知環境下，仿效專家的經驗，實現對系統的控制。
專家控制試圖在傳統控制的基礎上“加入”一個富有經驗的控制工程師，實現控制的功能，它由知識庫和推理機構構成主體框架，通過對控制領域知識（先驗經驗、動態信息、目標等）的獲取與組織，按某種策略及時地選用恰當的規則進行推理輸出，實現對實際對象的控制。
2、結構
專家控制的基本結構如圖2-2所示。
3、功能
（1）能夠滿足任意動態過程的控制需要，尤其適用於帶有時變、非線性和強干擾的控制；
（2）控制過程可以利用對象的先驗知識；
（3）通過修改、增加控制規則，可不斷積累知識，改進控制性能；
（4）可以定性地描述控制系統的性能，如“超調小”、“偏差增大”等；
（5）對控制性能可進行解釋；
（6）可通過對控制閉環中的單元進行故障檢測來獲取經驗規則。
4、與專家系統的區別
專家控制引入了專家系統的思想，但與專家系統存在區別：
（1） 專家系統能完成專門領域的功能，輔助用戶決策；專家控制能進行獨立的、實時的自動決策。專家控制比專家系統對可靠性和抗干擾性有着更高的要求。
（2） 專家系統處於離線工作方式，而專家控制要求在線獲取反饋信息，即要求在線工作方式。
5、知識表示
專家控制將系統視為基於知識的系統，控制系統的知識表示如下：
（1）受控過程的知識
① 先驗知識：包括問題的類型及開環特性；
② 動態知識：包括中間狀態及特性變化。
（2）控制、辨識、診斷知識
① 定量知識：各種算法；
② 定性知識：各種經驗、邏輯、直觀判斷。
按照專家系統知識庫的結構，有關知識可以分類組織，形成數據庫和規則庫，從而構成專家控制系統的知識源。
數據庫包括：
① 事實──已知的靜態數據。例如傳感器測量誤差、運行閾值、報警閾值、操作序列的約束條件、受控過程的單元組態等；
② 證據──測量到的動態數據。例如傳感器的輸出值、儀器儀表的測試結果等。證據的類型是各異的，常常帶有噪聲、延遲，也可能是不完整的，甚至相互之間有沖突；
③假設─由事實和證據推導的中間結果，作為當前事實集合的補充。例如，通過各種參數估計算法推得的狀態估計等；
④目標─系統的性能指標。例如對穩定性的要求，對靜態工作點的尋優、對現有控制規律是否需要改進的判斷等。目標既可以是預定的，也可以是根據外部命令或內部運行狀況在線地動態建立的。
專家控制的規則庫一般采用產生式規則表示：
IF 控制局勢（事實和數據） THEN 操作結論由多條產生式規則構成規則庫。
6、分類
按專家控制在控制系統中的作用和功能，可將專家控制器分為以下兩種類型：
(1) 直接型專家控制器
直接專家控制器用於取代常規控制器，直接控制生產過程或被控對象。具有模擬（或延伸，擴展）操作工人智能的功能。該控制器的任務和功能相對比較簡單，但是需要在線、實時控制。因此，其知識表達和知識庫也較簡單，通常由幾十條產生式規則構成，以便於增刪和修改。
直接型專家控制器的示意圖見圖2-3中的虛線所示。
(2)間接型專家控制器
間接型專家控制器用於和常規控制器相結合，組成對生產過程或被控對象進行間接控制的智能控制系統。具有模擬（或延伸，擴展）控制工程師智能的功能。該控制器能夠實現優化適應、協調、組織等高層決策的智能控制。按照高層決策功能的性質，間接型專家控制器可分為以下幾種類型：
① 優化型專家控制器：是基於最優控制專家的知識和經驗的總結和運用。通過設置整定值、優化控制參數或控制器，實現控制器的靜態或動態優化。
② 適應型專家控制器：是基於自適應控制專家的知識和經驗的總結和運用。根據現場運行狀態和測試數據，相應地調整控制規律，校正控制參數，修改整定值或控制器，適應生產過程、對象特性或環境條件的漂移和變化。
③ 協調型專家控制器：是基於協調控制專家和調度工程師的知識和經驗的總結和運用。用以協調局部控制器或各子控制系統的運行，實現大系統的全局穩定和優化。
④ 組織型專家控制器：是基於控制工程的組織管理專家或總設計師的知識和經驗的總結和運用。用以組織各種常規控制器，根據控制任務的目標和要求，構成所需要的控制系統。
間接型專家控制器可以在線或離線運行。通常，優化型、適應型需要在線、實時、聯機運行。協調型、組織型可以離線、非實時運行，作為相應的計算機輔助系統。
間接型專家控制器的示意圖如圖2-4所示。
7、專家控制的關鍵技術及特點
1專家控制的關鍵技術
(1) 知識的表達方法；
(2)從傳感器中識別和獲取定量的控制信號；
(3)將定性知識轉化為定量的控制信號；
(4)控制知識和控制規則的獲取。
2 專家控制的特點
（1）靈活性：根據系統的工作狀態及誤差情況，可靈活地選取相應的控制律；
（2）適應性：能根據專家知識和經驗，調整控制器的參數，適應對象特性及環境的變化；
（3）魯棒性：通過利用專家規則，系統可以在非線性、大偏差下可靠地工作。