6.5.2 多维临界调控的控制论模型框架
从控制论观点出发，任何复杂控制系统都可以用图6-1表示，称为控制论模型。
图6-1 控制论模型
（1）施控系统。施控系统产生控制作用，接收反馈信息，它可以是人，例如控制、管理、调度、指挥、决策人员等；也可以是机器，例如控制器、调节器、计算机等。
（2）受控系统。受控系统接受控制作用，提供反馈信息。
通常，控制系统的模型化，传统方法是致力于受控系统的数学模型，以便根据该数学模型，应用控制理论方法，设计所需的控制器，实现要求的控制过程，完成预定的控制任务。但是，对于复杂的大系统，要建立既足够精确的，又便于系统分析设计的被控制对象的数学模型，往往是相当困难的。这是控制理论在实际应用中的主要障碍之一，然而，有不少实际问题，即使缺乏适用的被控制对象的数学模型，仅依靠专家的知识和经验，也可以对系统进行有效的控制，获得满意的结果。这里，是依靠人的智能，控制者的知识、经验和技巧完成预定的控制任务。
水资源系统的控制就属于上述情况，建立受控对象——流域水资源比较精确并且能对其开发利用情况进行系统分析的数学模型是非常困难的，因此本文在传统控制论模型的基础上，采用“人机结合”，即控制者模型与被控制对象模型相结合，两者并行处理的建模方法，建立临界调控的控制论模型。对于控制者模型，是以有经验的操作、调度、管理人员为领域专家，利用人工智能专家系统的方法和技术建立起来的知识模型。图6-2为多维临界调控的“控制者——被控制对象”相联合的控制论模型结构示意图。该模型通过计算机仿真、计算来求解被控制对象的模型，获得定量结果，并反馈给控制者模型。同时充分利用控制者模型中的知识工程和专家系统等人工智能技术对调控对象定量结果进行调控，最终实现对被控制对象的合理调节和控制。
图6-2 水资源多维临界调控控制论模型框图
被控对象模型的建立就是对要进行调控的水资源开发利用过程建立模型。对于一定的来、用水条件和约束条件，通过模型运行得出流域水资源开发利用方案。模型结果作为反馈信息，经过一定的测量装置转化为控制者可以辨识的信息，输入控制者模型。
控制者模型是将人工智能专家系统的方法和技术引入到水资源系统控制工程中来，建立的控制专家系统。该系统以水资源领域专家为中心，由知识获取、知识库和推理机3部分组成。领域知识获取是向水资源专家获取，包括静态知识和动态知识，其中动态知识需要通过观测装置获得被控制对象的运行状态、控制效果等方面的信息；知识库用于存取和管理所获得的黄河流域水资源开发利用相关知识与被控制对象的动态知识；推理机用于知识推理，进行控制问题求解，制订控制策略，发出控制指令。控制者模型的主要功能是由专家系统对被控对象输入的信息进行推理，然后由执行机构根据推理机结果对被控制对象实施控制作用。
这样循环对被控制对象模型和控制者模型进行求解，直到决策者对获得的水资源调控方案满意为止。