智能控制范文

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關鍵詞：智能控制 專家控制 模糊控制 神經網絡控制 遺傳算法

1．引言

智能控制是自動控制發展的高級階段，是人工智能、控制論、信息論、系統論、仿生學、進化計算和計算機等多種學科的高度綜合與集成，是一門新興的邊緣交叉學科。智能控制是當今國內、外自動化學科中的一個十分活躍和具有挑戰性的領域，代表著當今科學和技術發展的最新方向之一。它不僅包含了自動控制、人工智能、系統理論和計算機科學的內容，而且還從生物學等學科汲取豐富的營養，正在成為自動化領域中最興旺和發展最迅速的一個分支學科。

2．智能控制產生的背景

從控制理論學科發展的歷程來看，該學科的發展經歷了三個主要階段。

第一階段為20世紀40—60年代的“經典控制理論”時期，經典控制理論以反饋理論為基礎，是一種單回路線性控制理論。主要采用傳遞函數、頻率特性、根軌跡為基礎的頻率分析方法。主要研究單輸入一單輸出、線性定長系統的分析和設計。

第二階段為20世紀60—70年代的“現代控制理論”時期，現代控制理論主要研究具有高性能、高精度的多變量參數系統的最優控制問題。采用的方法包括狀態空間法、bellman動態規劃方法，kalman濾波理論和pontryagin極大值原理等。現代控制理論可以解決多輸入多輸出問題，系統可以是線性定長的，也可以是非線性時變的。

第三階段為20世紀70年代至今的“大系統理論”和“智能控制理論”時期。由于現代控制理論過多地依賴對象的數學模型，其控制算法較為理想化，設計方法非常數字化，因此在面對難以用數學模型描述或者具有時變、非線性、不確定特性的復雜系統時，現代控制系統也顯得無能為力。為了提高控制系統的品質和尋優能力，控制領域的研究人員開始考慮把人工智能技術用于控制系統。近年來，控制領域的研究人員把傳統的控制理論與模糊邏輯、神經網絡、遺傳算法等智能技術相結合，充分利用人的經驗知識對復雜系統進行控制，逐漸形成了智能控制這一新興學科。

3．智能控制的基本概念和特點

傳統的控制方法建立在被控對象的精確數學模型之上，智能控制是針對系統的復雜性、非線性、不確定性等提出來的。ieee控制系統協會把智能控制歸納為：智能控制系統必須具有模擬人類學習和自適應的能力。一個智能控制系統一般應具有以下一些特點。

1)能對復雜系統（如非線性、多變量、時變、環境擾動等）進行有效的全局控制，并具有較強的容錯能力；

2)具有以只是表示的非數學廣義模型和以數學模型表示的混合控制過程，能根據被控對象的動態過程進行辨識，采用開閉環控制和定性與定量相結合的多模態控制方式；

3)能對獲取的信息進行實時處理并給出控制決策，通過不斷優化參數和尋找控制器的最佳結構形式，以獲得整體最優控制性能。

4)具有自學習、自適應、自組織能力，能從系統的功能和整體優化的角度來分析和綜合系統，以實現預期的控制目標。

4．智能控制理論的基本內容

4.1 專家控制(ec-expert control)

由人工智能領域發展起來的專家控制是一種基于知識的智能計算機程序的技術。專家控制的實質是基于控制對象和控制規律的各種知識，并且要以智能的方式利用這些知識，以求得控制系統盡可能的優化和實用化。專家系統一般由知識庫、推理機、解釋機制和知識獲取系統等組成。知識庫用于存儲某一領域專家的經驗性知識、原理性知識、可行操作與規則等。可通過知識獲取系統對原有知識進行修改和擴充。推理機根據系統信息并利用知識庫中知識按一定的推理策略來解決當前的問題。解釋機制對找到的知識進行解釋，為用戶提供了一個人機界面。專家控制的特點為：

1)具有領域專家級的專業知識，能進行符號處理和啟發式推理。

2)具有獲取知識能力，具有靈活性、透明性和交互性。

4.2模糊控制(fc-fuzzy control)

模糊控制是以模糊集合論、模糊邏輯推理和模糊語言變量為基礎的一種計算機數字控制。對于無法建立數學模型或難以建立數學模型的場合，可以用模糊控制技術來解決。模糊控制就是在被控對象模糊模型的基礎上，利用模糊控制器，采用推理的手段進行系統控制的一種方法。模糊模型是用模糊語言和規則描述的一個系統的動態特性及性能指標。模糊控制器由模糊化、規則庫、模糊推理和清晰化四個功能模塊組成。模糊化模塊實現對系統變量論域的模糊劃分和對清晰輸入值的模糊化處理。規則庫用于存儲系統的基于語言變量的控制規則和系統參數。模糊推理是一種從輸入空間到輸出空間的非線性映射關系，控制規則形式為if{控制輸入a}then{控制輸出b}，即如果已知控制輸入a，則通過模糊推理得出控制輸出b。清晰化模塊將推出的模糊推理推出的控制輸出轉化為清晰的輸出值。模糊控制的特點為：

1)提供了一種實現基于自然語言描述規則的控制規律的新機制。

2)提供了一種非線性控制器，這種控制器一般用于控制含有不確定性和難以用傳統非線性理論處理的場合。

4.3 神經網絡控制(nnc-neural networks control)

神經網絡控制是在控制系統中采用神經網絡這一工具，對難以通過常規方法進行描述的復雜非線性對象進行建模，或充當控制器，或信息處理，或模式識別，或故障診斷等，或以上幾種功能的組合，這種神經網絡控制系統的控制方式即為神經網絡控制。神經網絡控制采用仿生學的觀點對智能系統中的高級信息處理問題進行研究，神經網絡控制的特點為：

1)能充分逼近任意非線性特性。

2)分布式并行處理機制。

3)自學習和自適應能力。

4)數據融合能力。

5)適合于多變量系統，可進行多變量處理。

4.4 遺傳算法(ga-genetic algorithm)

遺傳算法是一種基于生物進化模擬的啟發式智能算法，它的基本策略是：將待優化函數的自變量編碼成類似基因的離散數值碼，然后通過類似基因進化的交叉、變異、繁殖等操作獲得待優化函數的最優或近似最優解。在智能控制中，遺傳算法廣泛應用于各類優化問題，遺傳算法可以用于復雜的非線性系統的辨識，多變量系統控制規則的優化，智能控制參數的優化等常規控制方法難以奏效的問題。遺傳算法具有可擴展性，可以同專家系統、模糊控制和神經網絡結合，為智能控制的研究注入新的活力。如可用遺傳算法對模糊控制的控制規則和隸屬度函數進行優化，對神經網絡的權值進行優化等。遺傳算法的特點為：

1)以決策變量的編碼作為運算對象。

2)直接以目標函數值作為搜索信息。

3)同時進行解空間的多點搜索。

4)使用自適應的概率搜索技術。

5．結束語

智能控制已廣泛應用于工業、農業、軍事等眾多領域，已經解決了大量的傳統控制無法解決的實際控制應用問題，呈現出強大的生命力和發展前景。它將隨著專家系統、模糊控制、神經網絡等控制技術的發展而不斷發展。

參考文獻：

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關鍵詞：液壓閥門；智能化；智能控制

中圖分類號：TE927+.7 文獻標識碼：A

閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截止、調節、導流、防治逆流、穩壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統的閥門，從最簡單的截止閥到極為復雜的自控系統中的各種閥門，其品種和規格相當繁多。在各種控制中閥門的重要作用是不言而喻的。而現階段的智能化閥門更是運用廣泛，它是基于傳感器，在計算機的控制下，與之前的機電技術一體化進行有效結合從而達到對閥門進行的只能控制。本文在現有技術水平的基礎上，不斷摸索和探索閥門的智能之路。

1 驅動智能閥門的裝置示意

閥門是通過數字閥來控制1來進行來回擺動的。運用1的來回驅動來帶動閥門軸進行來回運動，使之能精準的分析閥門的位置并進行開合試驗。下圖1的擺動可以輸出力矩和較大的力，可以達到迅速及穩定的控制，并可以做到準確控制開合。下圖為智能閥門的液壓驅動裝置圖。途中標記的4.5—差壓式傳感器，安裝在閥門前后的設置，作用是處理到來的美壓信號，處理完成再傳送到單片器的控制器，與此同時，下圖中的3—角位移的傳感器再將信號出送給下圖中的10--單片機控制器，然后只能計算信息，對閥門管道中流量進行實際計算，比較這個結果和一開始設定的數據。如果這個結果大于一開始我們設定的數據了，則要對單葉片進行控制，進行流量調節。

2 智能控制閥門的硬件

在現代工業自動化的控制中，工業過程控制的質量很大程度上取決于過程控制儀表性能的高低。氣動調節閥是工業過程控制的重要調節機構，調節型閥門控制器是氣動調節閥的核心附件，它能夠顯著改善閥門的動態特性，提高閥門的響應速度、定位精度以及控制靈活性。液壓閥門的只能控制實在現有機械結構上改動最小的原則，利用傳感器和電子電路替換傳統的機械控制結構。并且開發了集執行機構、驅動單元、調節控制單元、現場顯示儀表等為一體的機電自動化只能電動執行器。實現并設計智能閥門控制器，對提高國內閥門控制的自動化水平和智能閥門電動裝置生產水平，參與國際競爭具有重要的現實意義。下圖是閥門控制的原理結構圖。

3 軟件部分設計

3.1 液壓閥門控制系統的軟件設計

圖3為單片機的控制流程圖，在系統工作時，通過傳感器得到系統工作參數，經過單片機處理后并與設定數據進行比較判斷。當傳感器檢測到的值在可調范圍內，則再次進行判斷；當檢測值小于設定參考值時，通過單片機設定程序計算，使單片式擺動缸正轉增大。圖3單片機控制流程圖開口面積來控制流量，使其在設定的范圍內；當檢測到的值大于設定值時，通過單片機設定程序計算使單片式擺動缸反傳減小開口面積來控制流量，使其在設定的范圍內。

3.2 系統的故障報警

當差壓傳感器檢測到的信號遠遠大于單片機控制器可調范圍時，調出報警子程序報警。報警以發出聲音和（LCD）屏幕報警為報警信號，顯示"輸入信號故障"。此時單片機控制器運行中斷子程序。單片機控制器發出脈沖信號，通過數字閥控制單葉片擺動缸使液壓閥門全部打開，這時可以用角位移傳感器反饋信號給單片機控制器，判斷是否使控制閥門全部打開。當液壓閥門全部打開后，單片機控制器發出脈沖信號使油泵和電動機停止工作。同時單片機也可通過差壓式傳感器隨時檢測管道中的壓力變化。并把檢測到的信息反饋回單片機控制器，使系統處于安全的運行狀態。以方便操作者監視和處理。

4 系統抗干擾設計

通過上述分析可以說調節型閥門電動裝置今后幾年在國內將進入發展成熟階段，而且隨著工業自動化的進步、控制技術發展及受數字技術和微處理技術的影響，人們對工業過程控制的終端一執行器提出了新的要求，以及調節型閥門電動裝置與傳統的普通閥門電動裝置相比的突出優勢，可以推測在未來幾年時間調節型閥門電動裝置將會在很大層面上取代普通液壓閥門電動裝置。因此，進行調節型閥門電動裝置控制器的研究開發，提升國內產品的技術水平，以參與國際競爭勢在必行。

結語

這個液壓閥門的智能控制可以控制一定的流量在一定的場合下，實現快送高效控制，也可以根據不同的場合進行不同的流量設定與設計。系統也首次采用了差壓式傳感器和角位移傳感器同時把信號輸送給單片機控制器，能快速達到控制要求。這樣不僅可以保證系統的反應速度快，更能使整個控制系統更加穩定。系統只考慮用管道中的壓力來控制流量，還可以在改變傳感器的情況下，通過測試流量和開口面積來控制壓力。

參考文獻

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關鍵詞：智能控制 智能監控 視頻監控 監控技術

隨著計算機、網絡、信息與通信、音視頻編解碼、流媒體等技術的日趨成熟與完善，在安防市場巨大的需求推動下，視頻監控技術正在向著數字化、網絡化、智能化的方向發展，視頻監控由目視解釋轉變為自動解釋是視頻監控技術的飛躍，也是安防技術發展的必然。

在2008年北京安防展上，一批視頻監控前端設備廠家分別展出了各自的智能視頻監控產品，標志著智能視頻監控技術已經從概念轉化為產品，并逐步進入實際應用。本文結合智能視頻監控應用系統開發與部署的經驗，對智能視頻監控技術及其應用現狀與前景進行分析。

一、智能視頻監控技術

智能視頻監控技術源自計算機視覺與人工智能的研究，它的主要研究目標是利用計算機視覺技術、圖像視頻處理技術和人工智能技術對監控視頻的內容進行描述、理解和分析，并能根據分析的結果對視頻監控系統進行控制，從而使視頻監控系統具有較高層次的智能化水平。

智能視頻分析模塊獲取視頻序列后，首先通過圖像恢復或超分辨率復原技術提高圖像質量，然后對場景中的目標進行檢測、分類和跟蹤，進而實現視頻內容的分析理解，包括場景中的異常檢測、人的身份識別以及視頻內容的理解描述等。最后根據設定的規則產生報警，進而觸發后續業務處理。各步驟介紹如下：

（1）目標檢測將輸入的視頻圖像中變化劇烈的圖像區域從圖像背景中分離出來，它處于視頻監控技術的前端，是各種后續處理的基礎。目前，算法主要包括背景減法、相鄰幀差法和光流法等。

（2）目標分類利用一些圖像特征值實現目標類型(一般是人和車)的甄別。用于目標分類的特征有空間特征和時間特征兩種，空間特征包括目標輪廓、目標尺寸、目標紋理等，時間特征包括目標大小的變化、運動的速度等。

（3）目標跟蹤依據目標及其所在的環境，選擇能唯一表示目標的特征，并在后續幀中搜索與該特征最匹配的目標位置。常用的跟蹤算法包括：基于特征的跟蹤算法，基于3D模型的跟蹤，基于主動輪廓模型的跟蹤以及基于運動估計的跟蹤等。

（4）智能分析。它位于智能視頻監控的高級階段，是實現視頻監控智能化的關鍵。包括異常檢測、身份識別及視頻內容理解等：

異常檢測中典型的異常包括用戶定義的異常情況和非常規事件，檢測方法分為基于模型的方法和基于分類器的方法;

身份識別包括人臉識別和步態識別;

視頻內容理解是指在對序列進行低級處理的基礎上，對場景中的事件進行分析和識別，用自然語言等加以描述。

根據目前智能視頻分析技術的成熟度，智能視頻監控應用場景主要包括人數統計、車牌識別、事件檢測和視頻診斷等。

人數統計：統計穿越入口或指定區域的人或物的數量。例如可為商場統計每天的客流量。

車牌識別：識別車輛的形狀、顏色、車牌號碼等特征，并反饋給監控者。此技術可應用于車輛黑名單追蹤。

事件檢測：對視頻進行周界監測與異常行為分析。異常行為包括雙向越界、單向越界、進入、離開、徘徊、無人值守、驟變、人員聚集、煙霧檢測、快速運動、逆行、打架等事件。

視頻診斷：對視頻圖像出現的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結、增益失衡和云臺失控等常見攝像頭故障做出準確判斷并發出報警信息。該技術可應用于平安城市的建設中，自動檢測攝像機的狀態，從而減輕維護人員的工作強度。

二、智能視頻監控應用

（1）智能視頻監控產品形態。根據智能視頻分析模塊所處的位置可將智能視頻監控產品分為兩種形態：前端智能和后端智能。其中，前端智能通過DSP方式實現，將智能視頻分析算法加載在視頻服務器、數字硬盤錄像機、網絡攝像機等前段設備中，對攝像頭采集的視頻數據直接進行分析。由于利用了DSP強大的硬件處理能力，同時前端設備的架設針對具體的智能視頻分析算法優化，從而提高了視頻分析準確率，因此目前智能視頻監控產品多為前端智能。后端智能通過純軟件實現，運行于普通PC或服務器上，構成視頻分析服務器。視頻分析服務器獲取壓縮的視頻流后，對視頻進行解碼、分析和處理。后端智能的優勢在于可以方便的與其它視頻監控應用軟件融合，而且不需要對已有的前端設備進行替換升級，保護原有投資，同時智能視頻分析單元可被多路視頻分析分時復用，降低整個系統的投入。但后端智能受限于視頻分析服務器的處理能力，而且已有前端設備的架設往往不滿足智能視頻分析的要求，導致視頻分析的準確率較低。

（2）智能視頻監控系統實施。隨著智能視頻監控產品日漸成熟，智能視頻監控技術開始在視頻監控系統中逐步應用，大大提高了視頻信息的價值。但是，要充分發揮智能視頻監控技術在視頻監控系統中的作用，卻不是想象中那么簡單，主要面對以下幾點挑戰。

智能視頻檢測準確率。

智能視頻監控技術運用數學模型來描述真實世界，并試圖利用數學模型來分析視頻數據，但是實際環境比數學模型要復雜得多，智能視頻分析受到諸多因素的干擾而影響其檢測準確率，存在較大程度的漏報和誤報，當漏報和誤報達到一定比例，視頻檢測就失去了它的意義。智能視頻監控產品生產廠家針對各種實際應用環境，對算法進行了大量的優化以排除干擾，提高了智能視頻檢測的準確率，但是實際應用環境千差萬別，生產廠家要對各種環境進行優化，勢必增加研發成本與產品版本管理的負擔。

智能視頻監控技術進入實用，極大提高了視頻信息的價值，具有傳統視頻監控無法比擬的優勢，但是因為該技術尚欠缺成熟度和穩定性，集成商智能視頻監控系統建設施工經驗不足，它投入實戰還面臨不少挑戰。

參考文獻：

[1]李浚泉.智能控制發展過程綜述.《工業控制計算機》,1999年 第3期

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儀表等各個領域，其在控制設計中的應用可以使控制過程更具智能化和精確性，提高了試驗裝置在生產使

用中的可靠性和工作效率，并使操作更加簡單便捷。

關鍵詞 微控制器；智能化；俯仰油缸

中圖分類號TH7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）68-0129-01

0 引言

俯仰油缸試驗控制裝置是為了驗證起豎油缸的工作性能而設計的，該裝置據棄了此類控制裝置通常采用的繼電器結構，將微控制器運用到控制設計中，通過在工作過程中的特定時刻設置中斷延時，自動實現了整個工作流程，提高了系統工作的智能化水平，大大提高了工作效率，使控制功能更加靈活可靠。

1 控制過程與技術優勢

俯仰油缸試驗控制裝置，由對稱式俯仰油缸和輔助俯仰油缸共同完成負載起豎與回平動作，期間俯仰抽缸制動控制關閉，當負載起豎到目標角度時，俯仰油缸制動開啟。試驗過程中，按照工藝要求需持續進行起豎與回平動作上千次，并且為考察油缸的制動性能，每一次的起豎與回平都需要停止油缸動作一段時間再繼續運行，通常繼電器結構的控制裝置由于功能相對簡單，在工作過程中存在很大不足，主要表現在當油缸動作停止后必須用手動按鈕將油缸收回到行程開關位置，才能重新開始自動過程，對于頻繁的試驗動作過程，此操作十分麻煩，影響了工作效率。此智能試驗裝置由于采用了微控制器控制，很好的解決了此類問題，并且新增了暫停功能，在暫停結束后系統自動恢復到白動工作狀態繼續動作，在暫停狀態下可以方便的進行手動控制，手動與自動控制可以自由切換。并且在手動模式下，通過對微控制器程序的設置 可以使負載在觸碰到行程開關后自動停止，起到保護作用。由于油缸伸收切換時間短，運行過程中負載存在較大的抖動，嚴重影響了油缸運行的穩定性，在使用此實驗裝置后，可以通過程序在油缸伸收切換的瞬問設定延時，提高了負載運行時的穩定性。此外此實驗裝置增加了數碼顯示功能，可以實時記錄并顯示油缸動作次數，使對系統總體性能的觀察更為直觀準確。

2 電路原理

該控制裝置電路的原理其核心為單片機AT89S51，通過對繼電器KM0、KM1、KM2、KM3的控制實現對外部電磁閥YV0、YV1、YV2、YV3的通斷電功能，在單片機與繼電器間增加了光電耦合器隔離，繼電器由普通晶體管9013 驅動，并通過發光二極管顯示當前工作狀態。光電耦合器選用 TOSHIBA 公司的TLP521-1，當連接光耦的單片機輸出端口P1.0、P1.1、P1.6、P1.7為低電平時，光藕發射端導通，導通電流為：I=（5-1.1-2）/200=10mA。相應發光二極管被點亮。此時晶體管9013 驅動繼電器線圈導通，相應繼電器觸點閉合，使液壓電磁閥通電導通。選用的繼電器線圈額定工作電壓為5v，觸點最 大電流為5A。外部輸入信號分別由按鈕與行程開關提供，其中按鈕SB0，SB1，SB2，SB5為自鎖按鈕， 按鈕SB3、SB4 為非自鎖按鈕。其中AC/DC 開關一體化電源為電磁閥供電并為DC/DC 變換器提供輸入電壓，其輸入輸出電壓分別為 AC 220V 和DC 24V，輸出電流為6A。DC/DC 變換器輸入為DC24V，用來提供DC 5V 的輸出電壓為單片機、繼電器線圈、光耦等供電，其輸 出電流為1A。三個共陽極LED數碼顯示器用于顯示俯仰油缸動作次數，當俯仰每次回平到位時，程序將自動更新油缸動作次數，并將數據儲存并傳送給數碼管顯示。

3 程序設計

軟件設計主要有主程序、外部中斷子程序、定時器中斷子程序、 延時子程序和數碼顯示子程序等組成。延時子程序主要實現油缸收伸轉換等狀態變化時的瞬間延時，提高負載運行的穩定性，延時時間為2s。

定時器中斷子程序實現俯仰油缸伸到位并且鎖緊油缸鎖緊后的10s 延時，選用定時/計數器T0，工作于方式1。 定時器的核心部件是加1 計數器，通過設置定時器工作方式寄存器TMOD 可以使定時器工作在定時方式或計數方式。當設置為定時方式時，定時器對系統時鐘計數，定時器的計數脈沖來源于單片機內部，是對內部系統時鐘經過12 分頻后的脈沖計數，既對機器周期T 計數，每過一個機器周期，計數器加1。通過計數值可以很方便地得到準確的定時時間，定時器計數值乘以單片機的機器周期就是定時時間。

4使用方法及工作過程

該裝置分為手動和自動兩種工作模式，可通過自動和手動按鈕選擇，系統上電后，按下SB0 按鈕轉入自動工作模式，此時除暫停外其他各按鈕均不能工作，系統將從油缸回收開始自動工作過程，在觸碰到收到位開關后，油缸重復執行伸起和回收動作，在每次觸碰到伸到位開關后油缸伸停止，延時2s 后鎖緊油缸自動鎖緊，10s后鎖緊油缸電磁閥斷電，俯仰油缸繼續回收過程。在油缸每次由收到伸的狀態切換時將延時2 秒。在自動過程中任意位置按下暫停按鈕SB2，則油缸動作暫停，抬起暫停按鈕，則油缸恢復原來狀態繼續動作。抬起按鈕SB0 自動過程結束，油缸動作停止。按下SB1 按鈕.轉入手動工作模式，此時按下SB3 或 SB4 按鈕則油缸伸起或收回，松開則動作停止，在油缸伸起過程中如觸碰到伸到位開關ST2 則油缸動作自動停止。抬起按鈕SB1手動過程結束。按下按鈕SB5 則油缸鎖緊。

參考文獻

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[2]王辛之.單片機應用系統抗干擾技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2000.

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鋁電解在當前的生產中，唯有系列電流和槽電壓能夠實現在線的連續測量，但如氧化鋁的濃度、電解槽的溫度以及分子比等生產狀態參數是無法通過在線測量的，即使如電解質水平、極距和鋁水平可以監測，但往往測量與記錄的數據都是不完全和不連續的，且很多運行狀態的參數都需要用多種方式計算。所以診斷電解槽狀態的數據存在不完全、不連續和不精確性，所作用的時效也不長。在不同的電解槽之間控制效果存在明顯差異的情況下，如果讓控制系統擁有自學能力，對電解槽進行實時地狀態分析，控制系統就可以做出更精確地測量，從而使不同的電解槽之間控制水平相同，消除差異。實現降低生產的能耗，降低工人的勞動強度，生產效益自然就得到了提高。電解槽差狀態的主要體現方面:

（1）槽電壓的針振問題。槽電壓的針振主要是由電解槽內某些故障原因導致電壓波動而形成的，這種情況反應了電解槽的運行具有不穩定性。一般槽電壓產生針振的原因分為陽極電流分布不均、電解槽爐膛不清潔、嚴重結殼、陰極受到破損、鋁水平過低等。

（2）冷槽和熱槽。電解槽的收入熱量低于支出熱量，電解質的溫度降低時，被稱為冷槽。冷槽容易增大電解質的粘度，降低流動性，從而使鋁水平發生劇烈波動并上升，槽電壓受到影響，電解槽底部形成沉淀使陽極電流不均。產生熱槽的原因與冷槽相反，導致的后果是降低電解槽的電流效率。

（3）陽極效應。當電解槽陽極周圍的氧化鋁濃度低過1.0%左右時，氧離子與氟離子在陽極上共同放電，從而使陽極表面形成氧氟化合物，減少了陽極和電解質之間的接觸面積，逐漸增加了有效的陽極電流密度，當增加到一定程度時，就會發生陽極效應。

（4）壓槽和滾鋁。當極距過小時，電解槽底部沉淀或結殼過多，陽極壓在了電解槽底部，就被稱為壓槽。壓槽容易升高電解質的溫度，導致電解質粘度增大，從而使電解碳渣得不到分離。而滾鋁是由于電解槽的劇烈沖擊使鋁液在槽內形成漩渦，甚至與電解質一同被沖擊到槽外。在電解槽差狀態方面的診斷方法大致有兩種。一是信息完整，即離線數據均勻分布在采樣空間中，該方法與系統識別中數據的持續激勵類似。二是采集電解槽狀態的故障情況與正常情況。雖然某一次采樣的數據只反映了某一個狀態，不能反映狀態的所有情況，但是對于數據驅動的完整性來說，也只是體現統計意義上的概念。

2軟測量模型的探究

要建立軟測量的模型，首先需要確定如何選取模型的變量。經過大量的研究得知，氧化鋁濃度在電解槽中的變化存在固定的特性，其與槽電阻存在的關系如下圖所示：經過電解槽如何影響氧化鋁濃度的分析后，便能夠制定出氧化鋁濃度軟測量的模型，其模型的大致框架如下圖：在最小二乘支持向量機氧化鋁濃度的情況下，軟測量模型的精準度較高、符合規范化標準，軟測量的模型能在每十分鐘進行一次實時測量氧化鋁濃度，解決了在測量氧化鋁濃度存在的精確性和實時性問題。

3智能控制系統

智能控制系統各模塊應具有以下幾個功能：（1）電解槽智能檢測狀態。此功能可以實時地對電解槽的狀態做出判斷，通過電解槽在運行時采集的耗電量及電壓等參數進行分析，在不同狀態得到的信息均不一樣，從而在宏觀上可以看出電解槽處于何種狀態。（2）氧化鋁濃度的智能測量。如上文所述在最小二乘支持向量機氧化鋁濃度的情況下，軟測量模型運用在智能控制系統中，通過在生產過程中的實時采樣，可以精確的自動測量出氧化鋁的實時濃度（3）智能操作控制。智能操作控制，即模糊智能控制。其功能在于系統智能檢測電解槽當前狀態的情況下，針對不同的狀態設置下料的時間間隔，從而實現在電解槽中對氧化鋁原料的下料控制。（4）專家知識庫。專家知識庫是針對在電解工作車間中，歷史的生產過程記錄的數據和鋁電解技術人員與專家經年累月的經驗記錄，并將此數據成檔入庫，形成豐富的知識體系，以便給后來的工作者和工作問題作以指導。

4結束語

篇6

1.1PLC、壓力傳感器與溫度傳感器的選型基于生產成本和功能等因素的考究，決定采用晶體管型西門子PLC，型號為西門子S7-200CPU224XPDC/DC/DC的繼電器輸出型，滿足本文低壓鑄造控制系統設計的轉換精度要求[4]。由于PLC模型選用的是晶體管型PLC，出于高溫測量穩定性和安全性因素考慮，決定采用西門子壓力傳感器QBE9000-P16。考慮低壓鑄造的實際生產狀況和測量精度的要求，溫度傳感器決定采用PT100鉑熱電阻溫度傳感器[5]。

1.2電磁閥、比例閥與觸摸屏的選型查閱電磁閥相關資料，決定采用廣泛用于鋼鐵冶金，石油化工，礦山電力機械等各種氣動系統中的HOPE77系列氣動換向電磁閥。該系統比例閥要求調節和切斷雙重功能，本文采用可靠性高和噪聲小的萬訊QSTP智能電動引進單座高性能調節閥，是一種可以顯示連續控制的氣動調節閥，兼具智能控制和PID的相關功能。觸摸屏選擇靈敏度高、穩定的、無漂移操作、串口觸摸接口和內部電源取電的ETWOTOUCH19英寸開放式觸摸屏顯示器。

2控制系統軟件設計

2.1實時智能專家系統本文采用G2實時專家系統作為低壓鑄造生產的智能決策系統，圖2為基于G2實時智能專家系統的低壓鑄造系統結構。首先將低壓鑄造生產工藝規范與質量標準輸入到G2實時專家系統數據庫，通過G2專家系統的NeurOn-Line，快速構建和部署關于低壓鑄造生產過程中的鑄造工藝歷史數據和規范的神經網絡模型，并進行訓練，獲取到鑄造產品質量與鑄造工藝生產條件之間的某種關聯關系，及時的根據實時反饋的鑄造生產數據，對生產條件進行智能改善和控制，以改進并完善原有的鑄造工藝方案，幫助鑄造工藝設計人員更好的預測、控制和優化低壓鑄造復雜的工藝過程。應用智能專家系統于低壓鑄造生產的優點在于：①通過連續的、即時的虛擬鑄造產品質量，測量獲得質量一致性的鑄造產品；②通過精細鑄造生產產品等級來調節鑄造生產嚴格遵守生產規范，減小產品偏離生產工藝與質量規范而造成產品報廢；③在加工能力和能源消耗等約束條件下，優化生產經濟，并且不會影響產品質量；④自動診斷和解決那些費時費力和需要推理的網絡問題，迅速斷定問題的根源[6]。

2.2PLC控制系統設計根據低壓鑄造模擬電壓輸入模擬量U-T工藝過程輸出曲線編制PLC控制模塊程序。圖3是模擬電壓U-t曲線，包括充型，結殼，增壓，保壓和降壓等幾個鑄造工藝過程。PLC模塊利用224XP模擬輸入輸出接口，需要通過編制相對應的程序調節電源電流來控制比例調節閥流量，從而使鑄造過程依據該曲線進行響應的動作。根據低壓鑄造模擬電壓U-t工藝歷程曲線，設計如圖4所示的低壓鑄造PLC控制模塊程序設計，在step7軟件上編寫PLC梯形圖，程序如圖5所示。在通訊連接中，將串口連接到拓撲結構窗口，建立HMI與PLC模塊間的通訊參數。可以通過觸摸屏對低壓鑄造智能專家系統鑄造參數的預設值進行設定，詳見圖6。點擊開始按鈕觸發跟蹤預設，得到實時跟蹤過程仿真截圖，每一次取樣周期結束時，新的結果數據會從PLC讀出來，并在趨勢圖上進行顯示，這樣顯示結果具有實時性，如圖7所示的模擬結果顯示所設計的基于智能控制策略的低壓鑄造控制系統具有很好的實時性、準確性和可靠性。

3小結

篇7

關鍵詞：自動控制；智能控制；智能系統

1、引言

智能控制從二十世紀60年代出現，發展迅速，各種智能控制五花八門，涉及眾多的學科，對生產、生活和科研產生了重要影響，所以需要對智能控制進行一個較為全面和深入的認識。

智能控制是門邊緣交叉學科，被廣泛采用于軍事航空、工業、農業、服務業等眾多領域；它源于自動控制，是自動控制發展的高級階段。

2、自動控制

自動控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。控制理論的發展過程一般分為三個階段【1】： 40年代―60年代初“古典控制理論”；60年代中―70年代初期“現代控制理論”；70年代中期―至今，“大系統理論”和“智能控制理論”。

2.1 智能控制

“智能控制理論”― 智能控制理論的研究和應用是現代控制理論在深度和廣度上的拓展。智能控制，在無人干預的情況下能自主地驅動智能機器實現控制目標的自動控制技術。

智能控制的發展：萌芽期，20世紀60年代；深化時期，20世紀70年代―以模糊集合論為基礎，智能控制在規則控制研究上取得了重要進展；迅速發展時期，20世紀80年代―專家系統技術的逐漸成熟及計算機技術的迅速發展，使得智能控制和決策的研究也取得了較大進展，神經網絡理論及應用為智能控制的研究起到了重要的促進作用，從而出現了神經網絡控制；20世紀90年代以來的20多年來，智能控制理論與智能化系統的發展更為迅猛。智能控制理論被譽為最新一代的控制理論，智能控制的應用已在各個領域，“智能性”已經成為衡量“產品”和“技術”高低的標準。

3、智能控制的主要研究方法【2】

基于人工神經網絡理論、模糊數學理論、模式識別理論及專家系統理論等，并融合生理學、心理學、行為學、運籌學、傳統控制理論等多學科的知識和方法，出現了許多智能控制理論和方法，分析當前國際最新智能控制方法及應用的狀況和發展趨勢，智能控制的主要方法有：（1）專家控制，（2）模糊控制，（3）神經網絡控制，（4） 分級遞階智能控制，（5） 擬人智能控制，（6）集成智能控制，即將幾種智能控制方法或機理融合在一起而構成的智能控制方法，（7）組合智能控制方法，即將智能控制和傳統控制有機地結合起來而形成的控制方法，（8）混沌控制，（9）小波理論。

當前的研究熱點是：（1）專家控制，（2）神經網絡控制，（3）模糊控制，（4）混沌控制，（5）集成智能控制。

4、智能控制的應用

智能控制的應用已經十分廣泛，從實驗室到工業現場，從日常家用電器到先進火箭制導，從制造業到采礦業，從飛行器到武器控制，從工業機器人到康復假肢等，都有智能控制的用武之地。

4.1 工業過程中的智能控制

生產過程的智能控制主要包括兩個方面【2】：局部級和全局級。局部級的智能控制是指將智能引入工藝過程中的某一單元進行控制器設計。全局級的智能控制主要針對整個生產過程的自動化,包括整個操作工藝的控制、過程的故障診斷、規劃過程操作處理異常等。

例如生產中的監控智能化【3】。工業眾多的連續生產線，如煉鋼、化工、加工材料、造紙等，其生產過程需要監視和控制，以保證高性能和高可靠性。為保持具有一定精度的物理參數，確保產品優質高產，已在一些生產線或工業裝置上采用了有效的智能控制模式。

4.2 機械制造中的智能控制

在現代先進制造系統中，需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數據來解決難以或無法預測的情況，人工智能技術為解決這一難題提供了有效的解決方案。機械制造行業中智能控制廣泛地應用，利用模糊數學、神經網絡的方法對制造過程進行動態環境建模, 利用傳感器融合技術來進行信息的預處理和綜合。可采用專家系統的“Then-If”逆向推理作為反饋機構，修改控制機構或者選擇較好的控制模式和參數。利用模糊集合和模糊關系的魯棒性，將模糊信息集成到閉環控制的外環決策選取機構來選擇控制動作。利用神經網絡的學習功能和并行處理信息的能力，進行在線的模式識別，處理那些可能是殘缺不全的信息。

例如智能化新一代PCNC數控系統。它將計算機智能技術，網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。

4.3 日常生活中的智能控制

日常生活中早上出門的時候，晚上睡覺的時候，人們常常會忘記是否關好燈、窗；在寒冷的冬天，做完一天工作下班時，想回家就能吃飯洗個熱水澡，但只能是想想；有賴床的習慣，每天早上在無數次鬧鈴聲中掙扎；上班時，家里無人或只剩下老人和小孩時，如遇到危險情況：煤氣泄漏、小偷入室等，只能等下班或是事故發生后才能知道。在傳統的家居生活中，常常會碰到以上的麻煩或是更多，隨著智能控制和智能系統的出現并融入到日常生活的家電和生活中，出現了智能的家電、智能的家居、智能的生活。智能家居現在已經出現，并大量的進入到許多人的生活中。

例如美特家居系統―它能夠輕而易舉的完成對家電、燈光、音量、窗簾、門禁等基礎設施的控制，而且還可以自動完成清晨大自然鬧鐘，花園澆水、電話遙控開門、電視定時播放指定頻道、燈光感應及亮度調節、遠程保安、電視電腦、家庭無線辦公、聲音識別、紅外感應、煤氣泄漏信息傳遞、安全防衛報警、以及多功能手機、PDA 遠程實時監視等。

5、結語

智能控制理論經過多年的發展，已經取得了可嘆的成果，但目前出現的一些智能控制方法或技術，尚不能稱完善的理論，這些智能控制方法，大都是構造一種智能控制器形式。抓住控制的三要素：對象的情況和特點、控制性能要求、控制器設計的工具，隨著各門前沿科學的發展以及認識的提高，智能控制的發展將越來越完善。

參考文獻

【1】李士勇，模糊控制神經控制和智能控制論,哈爾濱工業大學出版社，1996

【2】李文，智能控制及其應用綜述，重慶郵電學院報（自然科學版），2006

【3】楊寅哲，智能控制的應用與研究，科技創新導報，2008

Survey of intelligent control and its application

Cao Qiong

篇8

關鍵詞：自動變速；智能控制；人工控制

引言

在近幾年來，信息技術快速發展，信心技術的發展帶動了自動化的發展，自動化應用在各個領域，尤其是汽車上有許多系統已經能夠實現自動化。人工控制的自動化相較于傳統控制方法具有邏輯清晰、策略靈活、工作精準、反應快捷等優點，人工控制智能化的優勢是傳統方法所不能比擬的。因此，自動控制領域的許多專家學者把模擬人類大腦運作的智能化控制看做自己不斷研究的目標。

一、汽車自動變速系統智能控制的研究現狀

就目前的發展狀況來看，汽車自動變速器主要有電控液力機械式自動變速器AT、連續可變傳動比自動變速器CVT和電控機械式自動變速器AMT三種類型。自微型計算機從上世紀80年代開始發展以來，許多自動變速器開始嘗試著使用微機控制，從而減小傳統控制中出現的誤差，提高控制性能。微機技術的發展不僅僅推動了自動化的發揮，同時還影響了傳統手動變速器的發展。我國是吉林大學汽車工程學院最早對電控機械式自動變速器進行研究的單位，該學院于1985年著手于電控機械式自動變速器AMT的研究，在1989年的時候，該學院成功將電控機械式自動變速器AMT應用于汽車上，并進行了相應的實驗，從而獲得了初步的研究成果。在此之后，逐漸開始出現研究汽車智能化控制的公司，如1991年重慶歐翔汽車電子有限公司開始著手于電控機械式自動變速器AMT的研究，并于1998年在國產紅旗轎車上進行了成功的試驗。此時的國外，電控機械式自動變速器AMT經過多年的研究后已經能夠正式進入使用階段，如德國生產的BMW-M3和瑞典生產的SAAB轎車等。

二、智能控制相關理論

1、智能控制的基本概念

雖然智能化控制技術成為許多專家學者研究的重點，但是智能控制技術至今沒有一個統一的概念，也沒有一個確切的系統描述，本文展示了大多數學者認可的關于智能控制的基本概念：（1）智能控制具有一定的適用范圍，其使用對象應是一個不確定模型，且控制較為復雜；（2）智能控制是模擬人類大腦運轉的，必須具備人類的環境感知能力、學習能力、適應能力、聯想能力及記憶能力等，同時應該具有計算機嚴密的邏輯思維能力和推理能力，能夠對復雜困難的任務進行分析、組織和協調；（3）智能控制不是一門與其他知識無關的學科，它恰恰是一種可以應用在多方面、多領域的學科，是可以促進各類學科相互交流的交叉學科。

2、智能控制的體系結構

智能控制不是理論上的空談，它是技術與理論相結合的應用型技術，是能夠直接作用在實際對象上的實用型技術。在本文的研究中，給出了智能控制技術體系結構的結構圖，如下所示:智能控制技術體系并不只是上圖中那么簡單，它是一個具有發展潛力的技術體系，隨著知識和技術的不斷更新，新的智能控制技術會不斷涌現，智能控制技術體系結構也將會不斷壯大。

三、智能控制中存在的問題

1、控制系統的穩定性

在智能控制技術發展的過程中遇到了許多的問題，其中穩定性分析是智能控制技術發展中遇到的一個難題，也是眾多專家學者較為關注的問題之一。在一個工程系統中，穩定性是其最基本、最重要的一個要求，穩定性不達標會嚴重影響工程體系的質量。對于穩定性的分析，人們習慣采用Lyapunov直接分析法來分析，直接分析法對建立數學模型不是非常依賴，其關鍵在于找到系統中客觀存在的一個標量函數V（x，t），但是往往尋找標量函數是非常困難的。在智能控制系統中，被控制的對象非常復雜，一般不能夠對其進行建模，且多為非線性、參數多變的，要分析出其穩定性是非常困難的。但是在人工控制的過程中，控制著可以將系統輸出額度不穩定性特征進行收集，并做出相應的預測判斷，采取有效措施將可能出現的不穩定性扼殺在搖籃里，以此來保證系統的穩定性。

2、學習控制的收斂性

在學習控制系統的過程中，其收斂性是影響學習控制的主要因素，在學習算法不收斂的情況下，學習控制幾乎不可能達到預期的目標。如下圖所示：將學習控制的過程作圖為三維的坐標，其中k軸為學習軸，下圖即為時間軸連續與學習軸離散的綜合過程，每次發生離散事件必是沿時間控制，由此，據收斂性可得，在最終一次沿時間軸連續即最后一次離散事件中都有e(t)=0，t∈[0,T]。

四、本文所研究智能控制的方法

所有智能化控制的出發點都是模擬人類控制的某種行為，每種智能化控制都具有自己的特色。所以，在實際使用智能化控制中，模擬人類的哪些控制特征是根據被控制對象的特點、屬性及控制目標和要求來制定的。筆者希望能夠將汽車變速系統與智能化控制更好的相結合，為車輛自動變速的研究提供幫助，以促進AMT車輛的變速自動控制的發展，使其具有更高的性能，使人們能夠更加滿意。不同于實驗，汽車在實際行駛過程中會遇到各種各樣的環境，而汽車自動變速系統依賴于外界的環境和汽車本身的狀態，所以，在實際操作中要根據汽車運行的具體條件對控制性能進行不同的改進。五、結語隨著現代電子技術的不斷發展，汽車上使用的電子技術越來越多，自動化變速技術也受到了廣泛的重視，將汽車變速系統與自動化智能控制相結合符合時展的需要，符合人們對汽車發展的要求。對電控機械式自動變速器AMT進行研究不僅能夠促進自動化控制技術的發展，還能夠促進我國汽車行業的發展，有效提高汽車的性能、實用性和汽車的使用價值。由此可見，研究汽車自動化變速系統智能控制系統對于新時代汽車行業發展的必要性。

參考文獻：

[1]李天宇.混合動力工程車輛自動變速換擋策略及控制方法研究[D].吉林大學.2014（06）

[2]王印束.基于動力傳動系統一體化的雙離合器自動變速器控制技術研究[D].吉林大學.2012（03）

篇9

關鍵詞：電力傳動系統 智能控制 應用措施 應用意義

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）09-0013-01

隨著控制手段的日益更新和控制技術的不斷發展，智能控制技術已經逐漸在控制行業中占據主導地位，相應的大量的智能控制軟件也逐漸取代了常規的控制軟件，像在生活中經常提到的神經網絡，模糊控制等都屬于智能控制的范疇。由于智能控制的控制效果很好，很適合應用在電力傳動系統中，因此有必要研究適合電力系統的更簡便，性能更優異的智能控制系統。同時，要想將智能控制這一理念成功的應用在電力傳動系統中就必須充分了解智能控制的原理和應用特點，雖然現在已經有了一些應用實例，但是這并不普及，還有許多缺陷，因此，在電力系統中應用智能控制系統仍然是一個很大的挑戰。

1、智能控制簡介

智能控制是現代自動控制領域內一個全新的詞匯，但是其憑借著自己獨特的控制優勢已經迅速的發展起來，如今已經廣泛的應用到了各個領域中。相信在不久的將來，智能控制系統也能為電力行業帶來嶄新的面貌。與大多數理論產生的背景一樣，智能控制也是為了解決工程技術問題而在實踐中產生并發展起來的一個理論。隨著“自動化”理念的逐漸深入以及社會對控制要求的不斷提高，以前的控制理念早已不能跟上社會發展的腳步，隨之，智能控制理念就逐漸出現了。按以往的經驗來看，在電力等行業中，手動控制雖然控制效率差但其效果很好，只要技術熟練，工作人員就能操作自如，因此人們就想到了用計算機模擬人的操作來進行控制的方法，這就是我們所說的智能控制。計算機技術可以在判斷，推理，計算，數據處理，信息收集等諸多方面模仿人的思維模式，這也是智能控制實現的基礎。

與普通的自動化控制相比，智能控制系統具有如下幾個特點：（1）智能控制系統成功的完成了脫離傳統模式中依靠的數學模型進行工作的模式，它以實際效果作為控制對象，在控制的實施中不依賴任何數據模型。（2）智能控制系統很好的模擬的人腦的思維模式，并采用非線性控制系統的工作模式。（3）智能控制系統可以根據當前系統的工作狀態來調整自己的控制模式進而提高系統的工作性能。（4）許多智能控制系統還具有在線識別，在線決策以及自我評估的能力，這有效的提高了整個系統的控制效率和工作效率。（5）智能控制系統采用分層信息處理法工作，反應速度較快。

2、幾種常見的智能控制系統

2.1 模糊控制

模糊控制就是用模糊集合來刻畫人們日常所使用的概念中的模糊性，從而使控制器能夠模仿人的控制思維的一種控制方式，盡管模糊控制器的結構比較復雜，但是其輸入輸出特性都是比較簡單的形式，在實際應用中，如果在模糊控制器上增加積分效應那么它就相當于一個PID控制器。

2.2 單神經元控制

眾所周知，神經網絡具有很強的信息處理能力，可以高速的解決許多復雜問題，但是不可否認，神經網絡缺乏計算機硬件的支持。可是從控制電氣傳動系統這一角度出發，單神經元控制器構成的電氣傳動控制系統可以很好的完成控制系統工作的任務，并可以提高系統的魯棒性。

3、電力系統中的智能控制

在電力傳動系統中應用智能控制理論已經引起了許多學者的研究興趣，專家表示通過智能系統的合理應用很可能將電力系統的控制水平提升一個臺階。目前所使用的交直流傳動系統的控制手段比較成熟，如矢量控制，閉環控制等都有很好的效果。雖然利用PID控制法可以很容易的完成數學建模進行傳統的控制，但是可以發現實際的電力傳動系統并不是穩定不變的，電機本身的一些參數要隨著其工作狀態的改變而不斷變化，這就為傳統的建模控制帶來了很大的困難。智能控制便可以很好的解決這一問題，首先智能控制是采取非線性，變結構的模式來進行工作的，它可以很好的克服電力傳動系統的變參數問題，從而在很大程度上提高電力傳動系統的魯棒性。另外值得注意的是將智能控制應用到電力傳動系統中時要結合傳統的控制理念共同作用，如果完全排斥傳統控制方法，生搬硬套的直接應用智能控制不但不能發揮其優勢反而會引發一系列問題，因此在引入這一控制手段時要注意繼承一些傳統的控制理念，做到揚長避短。就拿交流電機為例來說，前面已經說到交流電機以往采取矢量控制和閉環控制，因此在將智能控制引入之一系統中時，應該保留一些矢量控制法和PID控制法，可以將智能能控制作為外環控制，將一些傳統的控制手段用做內環做輔助控制，這樣新舊相結合的方法可以將智能控制的優勢充分的發揮出來，提高系統的工作效率。這主要是因為內環的控制可以幫助外環完成采樣工作，提高外環采樣頻率同時通過內環的控制可以減少外環的控制誤差。

參考文獻

[1]戴汝為，楊一平.一類智能控制和決策支持系統的體系結構[A].1995年中國智能自動化學術會議暨智能自動化專業委員會成立大會論文集（上冊）[C]，1995年.

[2]費敏銳，陳伯時，郎文鵬.綜合智能控制方法概述[A].1995年中國智能自動化學術會議暨智能自動化專業委員會成立大會論文集（上冊）[C]，1995年.

篇10

關鍵詞 電氣傳動系統；智能控制；應用

傳統控制，是通過對控制過程中對象的模型，來對控制器進行設計。智能控制與傳統控制不同的是，智能能夠不通過控制過程中的對象模型，就可以對控制器進行設計，主要的原理是智能控制模仿人的大腦思維，只需要通過對系統中出現的誤差以及誤差的變化對控制器中的輸出進行確定，對控制器進行自動化的調整。電氣傳動系統中的對象模型已經確定，電氣傳動系統中對象模型只有非線性因素以及參數變化才能夠對電氣傳動系統中的對象模型造成影響，智能控制在電氣傳動系統的應用能夠起到對系統中系數發生的變化進行適應，用來對線性PID調節器中存在的不足之處進行彌補，這樣能夠有效的提高電氣傳動系統對非線性因素以及各種影響因素的適應能力。

一、智能控制的概述

隨著我國經濟的不斷發展，我國在自動化控制這一領域中的探索得到了進一步的發展，自動化程度正在逐漸的普及與提升，對現代控制理論的應用已經無法達到較好的控制效果，但是在手動控制這一方面，對于控制方式、操作流程熟悉的控制人員，卻能夠在相關控制的過程中進行熟練的操控。就目前來看，在對人腦思維功能進行分析與研究，分析與研究怎樣將人腦思維運用于系統中的一些行業中，一些研究有了進一步的進展，例如：神經網絡、人工智能、模糊邏輯、專家系統等一系列研究結果，而根據這些研究結果，可以看到仿照人的大腦思維進行控制的一些方法，例如：模糊控制、神經元控制、專家控制器等一系列控制方法，這些控制方法有一個總稱謂，就是智能控制。

智能控制打破了傳統控制理論中，在進行控制的過程中必須通過對象模型才能夠進行控制的這一種固定模式，智能控制按照相關系統中的實際情況對一些事項進行控制，可以不依賴于對象模型進行控制。智能控制具有非線性特性，它具有人腦思維中的一些功能，可以對計算機進行利用，根據系統在運行中的狀態對控制器的結構進行切換，使用改變控制器結構這一種方法對系統的性能進行完善，一部分智能控制的方法還能夠對系統中的一些事項進行決策、在線辨識等能力，智能控制應用于復雜的系統中時，還能夠對系統中的一些數據信息進行分層處理，在系統中進行決策。

二、分析電氣傳動系統對智能控制的應用

我國在電氣傳動系統對智能控制進行應用這一事項上，引起了廣泛的關注，電氣行業中的一些人希望智能控制在電氣傳動系統中的應用，能夠促進了電氣傳動系統在自動化水平以及控制性能上有一個非常大的變化，但是也有一些人對電氣傳動系統中應用智能控制提出了質疑，認為智能控制并不適合在電氣傳動系統中進行應用，出現這一認識的主要原因是：智能控制是為了解決一些復雜系統中出現的一個復雜的控制對象以及對象模型而建立起來的，電氣傳動系統中的控制對象與對象模型已經有了明確的確定，那么智能控制在電氣傳動系統中的運用還能有什么作用。針對這一問題，分析與研究電氣傳動系統在應用智能控制時，能夠起到一個怎樣的作用，就顯得非常的重要。

就目前來看，交、直流電氣傳動系統中已經有了一個較為有效的控制策略，例如：交流電機中的矢量控制系統、直流雙閉環系統等一系列系統。交、直流電氣傳動系統在對內部中的矢量、電流環進行變換之后，交、直流電氣傳動系統中的轉速環，在結構上還是相同的，可以對數學模型進行統一的建立，而且建立的數學模型不復雜，在系統采用PID控制就能夠對數學模型進行有效的控制。但是實際的電氣傳動系統并不是像數學模型是保持不變的，控制對象中的非線性特性以及參數的變化，都會導致PID調節器在控制上出現錯誤，系統的魯棒性不能得到很好的控制效果。智能控制在電氣傳動系統中的應用，能夠通過自身具備的自尋優、變結構、非線性等功能對非線性因素以及參數的變化進行控制，對系統中的魯棒性進行有效的提升。所以，智能控制在電氣傳動系統中的應用并不是出于數學模型的復雜，而是利用智能控制具備的各種功能對非線性因素以及參數的變化進行有效的控制，應用智能控制的目的就在于提升系統的魯棒性。

電氣傳動系統在對智能控制進行應用的過程中，不能一味的對智能控制著一種方法進行照搬，也不能夠完全忽略傳統控制策略在電氣傳統系統中所具有的作用，這樣不僅僅不能夠讓智能控制在電氣傳動系統中的作用發揮出來，還會適得其反，將智能控制中存在的一些不利因素帶人電氣傳動系統之中，導致電氣傳動系統無法正常的運行，而智能控制在電氣傳動系統中的應用策略也因此終結。所以，電氣傳動系統在應用智能控制這一種方法的過程中，要根據電氣傳動系統的實際情況，處理好傳統控制方法與智能控制方法之間的關系，充分的發揮智能控制在電氣傳動系統中的作用。

交、直流統一的智能控制傳動系統，如圖1所示。

交、直流電動傳動系統的多環控制結構中，最外環的一部分是智能控制器，內環中可以對PID調節器以及矢量控制等一系列傳統的控制方法進行保留，主要的原因是因為交、直流電動傳動系統中的外環決定著系統的性能，內環中主要是對控制對象的特性進行改造，用來促進外環中的控制作用，交、直流電動傳動系統中所產生的各種擾動對內環造成的影響，能夠通過外環進行有效的控制，內環中的采樣頻率要高于外環的采樣頻率，這樣能夠進一步的使智能控制在電氣傳動系統的作用得到發揮。

三、電氣傳動系統常用的智能控制方法

（一）電氣傳動系統中的模糊控制

模糊控制是智能控制中一個重要的控制方法，模糊控制利用模糊集合這一種形式，對人們在日常生活的概念中的模糊性進行刻畫，使電氣傳動系統中的控制器能夠對操作熟練的工作人員、專家在系統控制上的方法與經驗進行更加逼真的模仿。連續控制系統中物理量的形態，以數量型為主，傳統控制方法中的PID調節器，在運行過程中方式是對系統中的數字量數據信息的數值進行計算，在電氣傳統系統中轉用模糊控制對數字量數據信息的數值進行計算時，應當將其轉換一種模糊的語言，在模糊推理完成后，再將其轉換為數量。

電氣傳動系統中的模糊控制器，內部的結構非常中的復雜，但是就模糊控制器外部中的I/O這一特性來看，所呈現出來的是一種較為簡單的形式，在實際的電氣傳動系統進行應用的過程中，模糊控制器的積分效益得到加強之后，在電氣傳動系統中所起的控制效果與變系數的PID調節器一樣。

（二）電氣傳動系統中的單神經元控制

神經網絡能夠對電氣傳動系統中的一些數據信息進行有效的綜合，保證計算速度的情況下，能夠解決電氣傳動系統中較為復雜的控制問題，但是神經網絡沒有一個能夠對其進行支持的計算機硬件，這就導致無法有效的運用于電氣傳動系統的控制中。根據電氣傳動系統中的控制特點，在電氣傳動系統中對單神經元這一種控制方法進行應用，能夠很好的滿足電氣傳動系統中對于提升魯棒性以及非線性控制的要求。

誤差、誤差微分、誤差積分是電氣傳動系統中的輸入量，運用神經網絡中的相關規則能夠對電氣傳動系統中各個輸入量的權重進行自動的調整，在這一情況下，單神經元在電氣傳動系統中的控制效果，就與變系數的自適應PID調節器一樣，使電氣傳動系統中的動態性能，只對誤差的信號進行依賴，不會受到對象模型中參數變化的影響，提高了電氣傳動系統中的魯棒性。

四、結語

電氣傳動系統在應用智能控制的過程中，能夠把電氣智能控制系統當作一種非線性的系統，這樣就能夠有效的運用非線性理論工具，對電氣智能控制系統的穩定性以及穩定魯棒性進行深入的分析與研究。智能控制在電氣傳動系統中占據著非常重要的地位，對于電氣傳動系統的運行有著十分重要的意義。

參考文獻

1 李雯，王寧，電力傳動模糊控制系統的穩定性研究[J]，機械工業，2010（17）