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關(guān)鍵詞：智能控制 專家控制 模糊控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 遺傳算法

1．引言

智能控制是自動(dòng)控制發(fā)展的高級(jí)階段，是人工智能、控制論、信息論、系統(tǒng)論、仿生學(xué)、進(jìn)化計(jì)算和計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的高度綜合與集成，是一門新興的邊緣交叉學(xué)科。智能控制是當(dāng)今國(guó)內(nèi)、外自動(dòng)化學(xué)科中的一個(gè)十分活躍和具有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，代表著當(dāng)今科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的最新方向之一。它不僅包含了自動(dòng)控制、人工智能、系統(tǒng)理論和計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容，而且還從生物學(xué)等學(xué)科汲取豐富的營(yíng)養(yǎng)，正在成為自動(dòng)化領(lǐng)域中最興旺和發(fā)展最迅速的一個(gè)分支學(xué)科。

2．智能控制產(chǎn)生的背景

從控制理論學(xué)科發(fā)展的歷程來看，該學(xué)科的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)主要階段。

第一階段為20世紀(jì)40—60年代的“經(jīng)典控制理論”時(shí)期，經(jīng)典控制理論以反饋理論為基礎(chǔ)，是一種單回路線性控制理論。主要采用傳遞函數(shù)、頻率特性、根軌跡為基礎(chǔ)的頻率分析方法。主要研究單輸入一單輸出、線性定長(zhǎng)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。

第二階段為20世紀(jì)60—70年代的“現(xiàn)代控制理論”時(shí)期，現(xiàn)代控制理論主要研究具有高性能、高精度的多變量參數(shù)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。采用的方法包括狀態(tài)空間法、bellman動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法，kalman濾波理論和pontryagin極大值原理等。現(xiàn)代控制理論可以解決多輸入多輸出問題，系統(tǒng)可以是線性定長(zhǎng)的，也可以是非線性時(shí)變的。

第三階段為20世紀(jì)70年代至今的“大系統(tǒng)理論”和“智能控制理論”時(shí)期。由于現(xiàn)代控制理論過多地依賴對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，其控制算法較為理想化，設(shè)計(jì)方法非常數(shù)字化，因此在面對(duì)難以用數(shù)學(xué)模型描述或者具有時(shí)變、非線性、不確定特性的復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，現(xiàn)代控制系統(tǒng)也顯得無能為力。為了提高控制系統(tǒng)的品質(zhì)和尋優(yōu)能力，控制領(lǐng)域的研究人員開始考慮把人工智能技術(shù)用于控制系統(tǒng)。近年來，控制領(lǐng)域的研究人員把傳統(tǒng)的控制理論與模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等智能技術(shù)相結(jié)合，充分利用人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制，逐漸形成了智能控制這一新興學(xué)科。

3．智能控制的基本概念和特點(diǎn)

傳統(tǒng)的控制方法建立在被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型之上，智能控制是針對(duì)系統(tǒng)的復(fù)雜性、非線性、不確定性等提出來的。ieee控制系統(tǒng)協(xié)會(huì)把智能控制歸納為：智能控制系統(tǒng)必須具有模擬人類學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力。一個(gè)智能控制系統(tǒng)一般應(yīng)具有以下一些特點(diǎn)。

1)能對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)（如非線性、多變量、時(shí)變、環(huán)境擾動(dòng)等）進(jìn)行有效的全局控制，并具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力；

2)具有以只是表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的混合控制過程，能根據(jù)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行辨識(shí)，采用開閉環(huán)控制和定性與定量相結(jié)合的多模態(tài)控制方式；

3)能對(duì)獲取的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并給出控制決策，通過不斷優(yōu)化參數(shù)和尋找控制器的最佳結(jié)構(gòu)形式，以獲得整體最優(yōu)控制性能。

4)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織能力，能從系統(tǒng)的功能和整體優(yōu)化的角度來分析和綜合系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)。

4．智能控制理論的基本內(nèi)容

4.1 專家控制(ec-expert control)

由人工智能領(lǐng)域發(fā)展起來的專家控制是一種基于知識(shí)的智能計(jì)算機(jī)程序的技術(shù)。專家控制的實(shí)質(zhì)是基于控制對(duì)象和控制規(guī)律的各種知識(shí)，并且要以智能的方式利用這些知識(shí)，以求得控制系統(tǒng)盡可能的優(yōu)化和實(shí)用化。專家系統(tǒng)一般由知識(shí)庫、推理機(jī)、解釋機(jī)制和知識(shí)獲取系統(tǒng)等組成。知識(shí)庫用于存儲(chǔ)某一領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)性知識(shí)、原理性知識(shí)、可行操作與規(guī)則等。可通過知識(shí)獲取系統(tǒng)對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行修改和擴(kuò)充。推理機(jī)根據(jù)系統(tǒng)信息并利用知識(shí)庫中知識(shí)按一定的推理策略來解決當(dāng)前的問題。解釋機(jī)制對(duì)找到的知識(shí)進(jìn)行解釋，為用戶提供了一個(gè)人機(jī)界面。專家控制的特點(diǎn)為：

1)具有領(lǐng)域?qū)＜壹?jí)的專業(yè)知識(shí)，能進(jìn)行符號(hào)處理和啟發(fā)式推理。

2)具有獲取知識(shí)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(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制。對(duì)于無法建立數(shù)學(xué)模型或難以建立數(shù)學(xué)模型的場(chǎng)合，可以用模糊控制技術(shù)來解決。模糊控制就是在被控對(duì)象模糊模型的基礎(chǔ)上，利用模糊控制器，采用推理的手段進(jìn)行系統(tǒng)控制的一種方法。模糊模型是用模糊語言和規(guī)則描述的一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及性能指標(biāo)。模糊控制器由模糊化、規(guī)則庫、模糊推理和清晰化四個(gè)功能模塊組成。模糊化模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)變量論域的模糊劃分和對(duì)清晰輸入值的模糊化處理。規(guī)則庫用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的基于語言變量的控制規(guī)則和系統(tǒng)參數(shù)。模糊推理是一種從輸入空間到輸出空間的非線性映射關(guān)系，控制規(guī)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(zhuǎn)化為清晰的輸出值。模糊控制的特點(diǎn)為：

1)提供了一種實(shí)現(xiàn)基于自然語言描述規(guī)則的控制規(guī)律的新機(jī)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(tǒng)非線性理論處理的場(chǎng)合。

4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制(nnc-neural networks control)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是在控制系統(tǒng)中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一工具，對(duì)難以通過常規(guī)方法進(jìn)行描述的復(fù)雜非線性對(duì)象進(jìn)行建模，或充當(dāng)控制器，或信息處理，或模式識(shí)別，或故障診斷等，或以上幾種功能的組合，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制方式即為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制采用仿生學(xué)的觀點(diǎn)對(duì)智能系統(tǒng)中的高級(jí)信息處理問題進(jìn)行研究，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的特點(diǎn)為：

1)能充分逼近任意非線性特性。

2)分布式并行處理機(jī)制。

3)自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力。

4)數(shù)據(jù)融合能力。

5)適合于多變量系統(tǒng)，可進(jìn)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(jìn)化模擬的啟發(fā)式智能算法，它的基本策略是：將待優(yōu)化函數(shù)的自變量編碼成類似基因的離散數(shù)值碼，然后通過類似基因進(jìn)化的交叉、變異、繁殖等操作獲得待優(yōu)化函數(shù)的最優(yōu)或近似最優(yōu)解。在智能控制中，遺傳算法廣泛應(yīng)用于各類優(yōu)化問題，遺傳算法可以用于復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的辨識(shí)，多變量系統(tǒng)控制規(guī)則的優(yōu)化，智能控制參數(shù)的優(yōu)化等常規(guī)控制方法難以奏效的問題。遺傳算法具有可擴(kuò)展性，可以同專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，為智能控制的研究注入新的活力。如可用遺傳算法對(duì)模糊控制的控制規(guī)則和隸屬度函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化等。遺傳算法的特點(diǎn)為：

1)以決策變量的編碼作為運(yùn)算對(duì)象。

2)直接以目標(biāo)函數(shù)值作為搜索信息。

3)同時(shí)進(jìn)行解空間的多點(diǎn)搜索。

4)使用自適應(yīng)的概率搜索技術(shù)。

5．結(jié)束語

智能控制已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等眾多領(lǐng)域，已經(jīng)解決了大量的傳統(tǒng)控制無法解決的實(shí)際控制應(yīng)用問題，呈現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和發(fā)展前景。它將隨著專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：液壓閥門；智能化；智能控制

中圖分類號(hào)：TE927+.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防治逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統(tǒng)的閥門，從最簡(jiǎn)單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中的各種閥門，其品種和規(guī)格相當(dāng)繁多。在各種控制中閥門的重要作用是不言而喻的。而現(xiàn)階段的智能化閥門更是運(yùn)用廣泛，它是基于傳感器，在計(jì)算機(jī)的控制下，與之前的機(jī)電技術(shù)一體化進(jìn)行有效結(jié)合從而達(dá)到對(duì)閥門進(jìn)行的只能控制。本文在現(xiàn)有技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，不斷摸索和探索閥門的智能之路。

1 驅(qū)動(dòng)智能閥門的裝置示意

閥門是通過數(shù)字閥來控制1來進(jìn)行來回?cái)[動(dòng)的。運(yùn)用1的來回驅(qū)動(dòng)來帶動(dòng)閥門軸進(jìn)行來回運(yùn)動(dòng)，使之能精準(zhǔn)的分析閥門的位置并進(jìn)行開合試驗(yàn)。下圖1的擺動(dòng)可以輸出力矩和較大的力，可以達(dá)到迅速及穩(wěn)定的控制，并可以做到準(zhǔn)確控制開合。下圖為智能閥門的液壓驅(qū)動(dòng)裝置圖。途中標(biāo)記的4.5—差壓式傳感器，安裝在閥門前后的設(shè)置，作用是處理到來的美壓信號(hào)，處理完成再傳送到單片器的控制器，與此同時(shí)，下圖中的3—角位移的傳感器再將信號(hào)出送給下圖中的10--單片機(jī)控制器，然后只能計(jì)算信息，對(duì)閥門管道中流量進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，比較這個(gè)結(jié)果和一開始設(shè)定的數(shù)據(jù)。如果這個(gè)結(jié)果大于一開始我們?cè)O(shè)定的數(shù)據(jù)了，則要對(duì)單葉片進(jìn)行控制，進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。

2 智能控制閥門的硬件

在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的控制中，工業(yè)過程控制的質(zhì)量很大程度上取決于過程控制儀表性能的高低。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是工業(yè)過程控制的重要調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)型閥門控制器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的核心附件，它能夠顯著改善閥門的動(dòng)態(tài)特性，提高閥門的響應(yīng)速度、定位精度以及控制靈活性。液壓閥門的只能控制實(shí)在現(xiàn)有機(jī)械結(jié)構(gòu)上改動(dòng)最小的原則，利用傳感器和電子電路替換傳統(tǒng)的機(jī)械控制結(jié)構(gòu)。并且開發(fā)了集執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)單元、調(diào)節(jié)控制單元、現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表等為一體的機(jī)電自動(dòng)化只能電動(dòng)執(zhí)行器。實(shí)現(xiàn)并設(shè)計(jì)智能閥門控制器，對(duì)提高國(guó)內(nèi)閥門控制的自動(dòng)化水平和智能閥門電動(dòng)裝置生產(chǎn)水平，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。下圖是閥門控制的原理結(jié)構(gòu)圖。

3 軟件部分設(shè)計(jì)

3.1 液壓閥門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

圖3為單片機(jī)的控制流程圖，在系統(tǒng)工作時(shí)，通過傳感器得到系統(tǒng)工作參數(shù)，經(jīng)過單片機(jī)處理后并與設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較判斷。當(dāng)傳感器檢測(cè)到的值在可調(diào)范圍內(nèi)，則再次進(jìn)行判斷；當(dāng)檢測(cè)值小于設(shè)定參考值時(shí)，通過單片機(jī)設(shè)定程序計(jì)算，使單片式擺動(dòng)缸正轉(zhuǎn)增大。圖3單片機(jī)控制流程圖開口面積來控制流量，使其在設(shè)定的范圍內(nèi)；當(dāng)檢測(cè)到的值大于設(shè)定值時(shí)，通過單片機(jī)設(shè)定程序計(jì)算使單片式擺動(dòng)缸反傳減小開口面積來控制流量，使其在設(shè)定的范圍內(nèi)。

3.2 系統(tǒng)的故障報(bào)警

當(dāng)差壓傳感器檢測(cè)到的信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單片機(jī)控制器可調(diào)范圍時(shí)，調(diào)出報(bào)警子程序報(bào)警。報(bào)警以發(fā)出聲音和（LCD）屏幕報(bào)警為報(bào)警信號(hào)，顯示"輸入信號(hào)故障"。此時(shí)單片機(jī)控制器運(yùn)行中斷子程序。單片機(jī)控制器發(fā)出脈沖信號(hào)，通過數(shù)字閥控制單葉片擺動(dòng)缸使液壓閥門全部打開，這時(shí)可以用角位移傳感器反饋信號(hào)給單片機(jī)控制器，判斷是否使控制閥門全部打開。當(dāng)液壓閥門全部打開后，單片機(jī)控制器發(fā)出脈沖信號(hào)使油泵和電動(dòng)機(jī)停止工作。同時(shí)單片機(jī)也可通過差壓式傳感器隨時(shí)檢測(cè)管道中的壓力變化。并把檢測(cè)到的信息反饋回單片機(jī)控制器，使系統(tǒng)處于安全的運(yùn)行狀態(tài)。以方便操作者監(jiān)視和處理。

4 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)

通過上述分析可以說調(diào)節(jié)型閥門電動(dòng)裝置今后幾年在國(guó)內(nèi)將進(jìn)入發(fā)展成熟階段，而且隨著工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)步、控制技術(shù)發(fā)展及受數(shù)字技術(shù)和微處理技術(shù)的影響，人們對(duì)工業(yè)過程控制的終端一執(zhí)行器提出了新的要求，以及調(diào)節(jié)型閥門電動(dòng)裝置與傳統(tǒng)的普通閥門電動(dòng)裝置相比的突出優(yōu)勢(shì)，可以推測(cè)在未來幾年時(shí)間調(diào)節(jié)型閥門電動(dòng)裝置將會(huì)在很大層面上取代普通液壓閥門電動(dòng)裝置。因此，進(jìn)行調(diào)節(jié)型閥門電動(dòng)裝置控制器的研究開發(fā)，提升國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)水平，以參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)在必行。

結(jié)語

這個(gè)液壓閥門的智能控制可以控制一定的流量在一定的場(chǎng)合下，實(shí)現(xiàn)快送高效控制，也可以根據(jù)不同的場(chǎng)合進(jìn)行不同的流量設(shè)定與設(shè)計(jì)。系統(tǒng)也首次采用了差壓式傳感器和角位移傳感器同時(shí)把信號(hào)輸送給單片機(jī)控制器，能快速達(dá)到控制要求。這樣不僅可以保證系統(tǒng)的反應(yīng)速度快，更能使整個(gè)控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定。系統(tǒng)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(cè)試流量和開口面積來控制壓力。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：智能控制 智能監(jiān)控 視頻監(jiān)控 監(jiān)控技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息與通信、音視頻編解碼、流媒體等技術(shù)的日趨成熟與完善，在安防市場(chǎng)巨大的需求推動(dòng)下，視頻監(jiān)控技術(shù)正在向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，視頻監(jiān)控由目視解釋轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)解釋是視頻監(jiān)控技術(shù)的飛躍，也是安防技術(shù)發(fā)展的必然。

在2008年北京安防展上，一批視頻監(jiān)控前端設(shè)備廠家分別展出了各自的智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品，標(biāo)志著智能視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)從概念轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，并逐步進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。本文結(jié)合智能視頻監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與部署的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)智能視頻監(jiān)控技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀與前景進(jìn)行分析。

一、智能視頻監(jiān)控技術(shù)

智能視頻監(jiān)控技術(shù)源自計(jì)算機(jī)視覺與人工智能的研究，它的主要研究目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、圖像視頻處理技術(shù)和人工智能技術(shù)對(duì)監(jiān)控視頻的內(nèi)容進(jìn)行描述、理解和分析，并能根據(jù)分析的結(jié)果對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而使視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(fù)或超分辨率復(fù)原技術(shù)提高圖像質(zhì)量，然后對(duì)場(chǎng)景中的目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、分類和跟蹤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)視頻內(nèi)容的分析理解，包括場(chǎng)景中的異常檢測(cè)、人的身份識(shí)別以及視頻內(nèi)容的理解描述等。最后根據(jù)設(shè)定的規(guī)則產(chǎn)生報(bào)警，進(jìn)而觸發(fā)后續(xù)業(yè)務(wù)處理。各步驟介紹如下：

（1）目標(biāo)檢測(cè)將輸入的視頻圖像中變化劇烈的圖像區(qū)域從圖像背景中分離出來，它處于視頻監(jiān)控技術(shù)的前端，是各種后續(xù)處理的基礎(chǔ)。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(biāo)分類利用一些圖像特征值實(shí)現(xiàn)目標(biāo)類型(一般是人和車)的甄別。用于目標(biāo)分類的特征有空間特征和時(shí)間特征兩種，空間特征包括目標(biāo)輪廓、目標(biāo)尺寸、目標(biāo)紋理等，時(shí)間特征包括目標(biāo)大小的變化、運(yùn)動(dòng)的速度等。

（3）目標(biāo)跟蹤依據(jù)目標(biāo)及其所在的環(huán)境，選擇能唯一表示目標(biāo)的特征，并在后續(xù)幀中搜索與該特征最匹配的目標(biāo)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(dòng)輪廓模型的跟蹤以及基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的跟蹤等。

（4）智能分析。它位于智能視頻監(jiān)控的高級(jí)階段，是實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控智能化的關(guān)鍵。包括異常檢測(cè)、身份識(shí)別及視頻內(nèi)容理解等：

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

身份識(shí)別包括人臉識(shí)別和步態(tài)識(shí)別;

視頻內(nèi)容理解是指在對(duì)序列進(jìn)行低級(jí)處理的基礎(chǔ)上，對(duì)場(chǎng)景中的事件進(jìn)行分析和識(shí)別，用自然語言等加以描述。

根據(jù)目前智能視頻分析技術(shù)的成熟度，智能視頻監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)景主要包括人數(shù)統(tǒng)計(jì)、車牌識(shí)別、事件檢測(cè)和視頻診斷等。

人數(shù)統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)穿越入口或指定區(qū)域的人或物的數(shù)量。例如可為商場(chǎng)統(tǒng)計(jì)每天的客流量。

車牌識(shí)別：識(shí)別車輛的形狀、顏色、車牌號(hào)碼等特征，并反饋給監(jiān)控者。此技術(shù)可應(yīng)用于車輛黑名單追蹤。

事件檢測(cè)：對(duì)視頻進(jìn)行周界監(jiān)測(cè)與異常行為分析。異常行為包括雙向越界、單向越界、進(jìn)入、離開、徘徊、無人值守、驟變、人員聚集、煙霧檢測(cè)、快速運(yùn)動(dòng)、逆行、打架等事件。

視頻診斷：對(duì)視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡和云臺(tái)失控等常見攝像頭故障做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息。該技術(shù)可應(yīng)用于平安城市的建設(shè)中，自動(dòng)檢測(cè)攝像機(jī)的狀態(tài)，從而減輕維護(hù)人員的工作強(qiáng)度。

二、智能視頻監(jiān)控應(yīng)用

（1）智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品形態(tài)。根據(jù)智能視頻分析模塊所處的位置可將智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品分為兩種形態(tài)：前端智能和后端智能。其中，前端智能通過DSP方式實(shí)現(xiàn)，將智能視頻分析算法加載在視頻服務(wù)器、數(shù)字硬盤錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等前段設(shè)備中，對(duì)攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù)直接進(jìn)行分析。由于利用了DSP強(qiáng)大的硬件處理能力，同時(shí)前端設(shè)備的架設(shè)針對(duì)具體的智能視頻分析算法優(yōu)化，從而提高了視頻分析準(zhǔn)確率，因此目前智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品多為前端智能。后端智能通過純軟件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行于普通PC或服務(wù)器上，構(gòu)成視頻分析服務(wù)器。視頻分析服務(wù)器獲取壓縮的視頻流后，對(duì)視頻進(jìn)行解碼、分析和處理。后端智能的優(yōu)勢(shì)在于可以方便的與其它視頻監(jiān)控應(yīng)用軟件融合，而且不需要對(duì)已有的前端設(shè)備進(jìn)行替換升級(jí)，保護(hù)原有投資，同時(shí)智能視頻分析單元可被多路視頻分析分時(shí)復(fù)用，降低整個(gè)系統(tǒng)的投入。但后端智能受限于視頻分析服務(wù)器的處理能力，而且已有前端設(shè)備的架設(shè)往往不滿足智能視頻分析的要求，導(dǎo)致視頻分析的準(zhǔn)確率較低。

（2）智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施。隨著智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品日漸成熟，智能視頻監(jiān)控技術(shù)開始在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中逐步應(yīng)用，大大提高了視頻信息的價(jià)值。但是，要充分發(fā)揮智能視頻監(jiān)控技術(shù)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的作用，卻不是想象中那么簡(jiǎn)單，主要面對(duì)以下幾點(diǎn)挑戰(zhàn)。

智能視頻檢測(cè)準(zhǔn)確率。

智能視頻監(jiān)控技術(shù)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型來描述真實(shí)世界，并試圖利用數(shù)學(xué)模型來分析視頻數(shù)據(jù)，但是實(shí)際環(huán)境比數(shù)學(xué)模型要復(fù)雜得多，智能視頻分析受到諸多因素的干擾而影響其檢測(cè)準(zhǔn)確率，存在較大程度的漏報(bào)和誤報(bào)，當(dāng)漏報(bào)和誤報(bào)達(dá)到一定比例，視頻檢測(cè)就失去了它的意義。智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)廠家針對(duì)各種實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，對(duì)算法進(jìn)行了大量的優(yōu)化以排除干擾，提高了智能視頻檢測(cè)的準(zhǔn)確率，但是實(shí)際應(yīng)用環(huán)境千差萬別，生產(chǎn)廠家要對(duì)各種環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，勢(shì)必增加研發(fā)成本與產(chǎn)品版本管理的負(fù)擔(dān)。

智能視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入實(shí)用，極大提高了視頻信息的價(jià)值，具有傳統(tǒng)視頻監(jiān)控?zé)o法比擬的優(yōu)勢(shì)，但是因?yàn)樵摷夹g(shù)尚欠缺成熟度和穩(wěn)定性，集成商智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)施工經(jīng)驗(yàn)不足，它投入實(shí)戰(zhàn)還面臨不少挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李浚泉.智能控制發(fā)展過程綜述.《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》,1999年 第3期

篇4

儀表等各個(gè)領(lǐng)域，其在控制設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以使控制過程更具智能化和精確性，提高了試驗(yàn)裝置在生產(chǎn)使

用中的可靠性和工作效率，并使操作更加簡(jiǎn)單便捷。

關(guān)鍵詞 微控制器；智能化；俯仰油缸

中圖分類號(hào)TH7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）68-0129-01

0 引言

俯仰油缸試驗(yàn)控制裝置是為了驗(yàn)證起豎油缸的工作性能而設(shè)計(jì)的，該裝置據(jù)棄了此類控制裝置通常采用的繼電器結(jié)構(gòu)，將微控制器運(yùn)用到控制設(shè)計(jì)中，通過在工作過程中的特定時(shí)刻設(shè)置中斷延時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工作流程，提高了系統(tǒng)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(shù)優(yōu)勢(shì)

俯仰油缸試驗(yàn)控制裝置，由對(duì)稱式俯仰油缸和輔助俯仰油缸共同完成負(fù)載起豎與回平動(dòng)作，期間俯仰抽缸制動(dòng)控制關(guān)閉，當(dāng)負(fù)載起豎到目標(biāo)角度時(shí)，俯仰油缸制動(dòng)開啟。試驗(yàn)過程中，按照工藝要求需持續(xù)進(jìn)行起豎與回平動(dòng)作上千次，并且為考察油缸的制動(dòng)性能，每一次的起豎與回平都需要停止油缸動(dòng)作一段時(shí)間再繼續(xù)運(yùn)行，通常繼電器結(jié)構(gòu)的控制裝置由于功能相對(duì)簡(jiǎn)單，在工作過程中存在很大不足，主要表現(xiàn)在當(dāng)油缸動(dòng)作停止后必須用手動(dòng)按鈕將油缸收回到行程開關(guān)位置，才能重新開始自動(dòng)過程，對(duì)于頻繁的試驗(yàn)動(dòng)作過程，此操作十分麻煩，影響了工作效率。此智能試驗(yàn)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(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到白動(dòng)工作狀態(tài)繼續(xù)動(dòng)作，在暫停狀態(tài)下可以方便的進(jìn)行手動(dòng)控制，手動(dòng)與自動(dòng)控制可以自由切換。并且在手動(dòng)模式下，通過對(duì)微控制器程序的設(shè)置 可以使負(fù)載在觸碰到行程開關(guān)后自動(dòng)停止，起到保護(hù)作用。由于油缸伸收切換時(shí)間短，運(yùn)行過程中負(fù)載存在較大的抖動(dòng)，嚴(yán)重影響了油缸運(yùn)行的穩(wěn)定性，在使用此實(shí)驗(yàn)裝置后，可以通過程序在油缸伸收切換的瞬問設(shè)定延時(shí)，提高了負(fù)載運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。此外此實(shí)驗(yàn)裝置增加了數(shù)碼顯示功能，可以實(shí)時(shí)記錄并顯示油缸動(dòng)作次數(shù)，使對(duì)系統(tǒng)總體性能的觀察更為直觀準(zhǔn)確。

2 電路原理

該控制裝置電路的原理其核心為單片機(jī)AT89S51，通過對(duì)繼電器KM0、KM1、KM2、KM3的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電磁閥YV0、YV1、YV2、YV3的通斷電功能，在單片機(jī)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(qū)動(dòng)，并通過發(fā)光二極管顯示當(dāng)前工作狀態(tài)。光電耦合器選用 TOSHIBA 公司的TLP521-1，當(dāng)連接光耦的單片機(jī)輸出端口P1.0、P1.1、P1.6、P1.7為低電平時(shí)，光藕發(fā)射端導(dǎo)通，導(dǎo)通電流為：I=（5-1.1-2）/200=10mA。相應(yīng)發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。此時(shí)晶體管9013 驅(qū)動(dòng)繼電器線圈導(dǎo)通，相應(yīng)繼電器觸點(diǎn)閉合，使液壓電磁閥通電導(dǎo)通。選用的繼電器線圈額定工作電壓為5v，觸點(diǎn)最 大電流為5A。外部輸入信號(hào)分別由按鈕與行程開關(guān)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(guān)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(jī)、繼電器線圈、光耦等供電，其輸 出電流為1A。三個(gè)共陽極LED數(shù)碼顯示器用于顯示俯仰油缸動(dòng)作次數(shù)，當(dāng)俯仰每次回平到位時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)更新油缸動(dòng)作次數(shù)，并將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存并傳送給數(shù)碼管顯示。

3 程序設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)主要有主程序、外部中斷子程序、定時(shí)器中斷子程序、 延時(shí)子程序和數(shù)碼顯示子程序等組成。延時(shí)子程序主要實(shí)現(xiàn)油缸收伸轉(zhuǎn)換等狀態(tài)變化時(shí)的瞬間延時(shí)，提高負(fù)載運(yùn)行的穩(wěn)定性，延時(shí)時(shí)間為2s。

定時(shí)器中斷子程序?qū)崿F(xiàn)俯仰油缸伸到位并且鎖緊油缸鎖緊后的10s 延時(shí)，選用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，工作于方式1。 定時(shí)器的核心部件是加1 計(jì)數(shù)器，通過設(shè)置定時(shí)器工作方式寄存器TMOD 可以使定時(shí)器工作在定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式。當(dāng)設(shè)置為定時(shí)方式時(shí)，定時(shí)器對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)脈沖來源于單片機(jī)內(nèi)部，是對(duì)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘經(jīng)過12 分頻后的脈沖計(jì)數(shù)，既對(duì)機(jī)器周期T 計(jì)數(shù)，每過一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1。通過計(jì)數(shù)值可以很方便地得到準(zhǔn)確的定時(shí)時(shí)間，定時(shí)器計(jì)數(shù)值乘以單片機(jī)的機(jī)器周期就是定時(shí)時(shí)間。

4使用方法及工作過程

該裝置分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式，可通過自動(dòng)和手動(dòng)按鈕選擇，系統(tǒng)上電后，按下SB0 按鈕轉(zhuǎn)入自動(dòng)工作模式，此時(shí)除暫停外其他各按鈕均不能工作，系統(tǒng)將從油缸回收開始自動(dòng)工作過程，在觸碰到收到位開關(guān)后，油缸重復(fù)執(zhí)行伸起和回收動(dòng)作，在每次觸碰到伸到位開關(guān)后油缸伸停止，延時(shí)2s 后鎖緊油缸自動(dòng)鎖緊，10s后鎖緊油缸電磁閥斷電，俯仰油缸繼續(xù)回收過程。在油缸每次由收到伸的狀態(tài)切換時(shí)將延時(shí)2 秒。在自動(dòng)過程中任意位置按下暫停按鈕SB2，則油缸動(dòng)作暫停，抬起暫停按鈕，則油缸恢復(fù)原來狀態(tài)繼續(xù)動(dòng)作。抬起按鈕SB0 自動(dòng)過程結(jié)束，油缸動(dòng)作停止。按下SB1 按鈕.轉(zhuǎn)入手動(dòng)工作模式，此時(shí)按下SB3 或 SB4 按鈕則油缸伸起或收回，松開則動(dòng)作停止，在油缸伸起過程中如觸碰到伸到位開關(guān)ST2 則油缸動(dòng)作自動(dòng)停止。抬起按鈕SB1手動(dòng)過程結(jié)束。按下按鈕SB5 則油缸鎖緊。

參考文獻(xiàn)

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[2]王辛之.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000.

篇5

鋁電解在當(dāng)前的生產(chǎn)中，唯有系列電流和槽電壓能夠?qū)崿F(xiàn)在線的連續(xù)測(cè)量，但如氧化鋁的濃度、電解槽的溫度以及分子比等生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)是無法通過在線測(cè)量的，即使如電解質(zhì)水平、極距和鋁水平可以監(jiān)測(cè)，但往往測(cè)量與記錄的數(shù)據(jù)都是不完全和不連續(xù)的，且很多運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)都需要用多種方式計(jì)算。所以診斷電解槽狀態(tài)的數(shù)據(jù)存在不完全、不連續(xù)和不精確性，所作用的時(shí)效也不長(zhǎng)。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(tǒng)擁有自學(xué)能力，對(duì)電解槽進(jìn)行實(shí)時(shí)地狀態(tài)分析，控制系統(tǒng)就可以做出更精確地測(cè)量，從而使不同的電解槽之間控制水平相同，消除差異。實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)的能耗，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效益自然就得到了提高。電解槽差狀態(tài)的主要體現(xiàn)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(nèi)某些故障原因?qū)е码妷翰▌?dòng)而形成的，這種情況反應(yīng)了電解槽的運(yùn)行具有不穩(wěn)定性。一般槽電壓產(chǎn)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(yán)重結(jié)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(zhì)的溫度降低時(shí)，被稱為冷槽。冷槽容易增大電解質(zhì)的粘度，降低流動(dòng)性，從而使鋁水平發(fā)生劇烈波動(dòng)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(chǎn)生熱槽的原因與冷槽相反，導(dǎo)致的后果是降低電解槽的電流效率。

（3）陽極效應(yīng)。當(dāng)電解槽陽極周圍的氧化鋁濃度低過1.0%左右時(shí)，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(zhì)之間的接觸面積，逐漸增加了有效的陽極電流密度，當(dāng)增加到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生陽極效應(yīng)。

（4）壓槽和滾鋁。當(dāng)極距過小時(shí)，電解槽底部沉淀或結(jié)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(zhì)的溫度，導(dǎo)致電解質(zhì)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(nèi)形成漩渦，甚至與電解質(zhì)一同被沖擊到槽外。在電解槽差狀態(tài)方面的診斷方法大致有兩種。一是信息完整，即離線數(shù)據(jù)均勻分布在采樣空間中，該方法與系統(tǒng)識(shí)別中數(shù)據(jù)的持續(xù)激勵(lì)類似。二是采集電解槽狀態(tài)的故障情況與正常情況。雖然某一次采樣的數(shù)據(jù)只反映了某一個(gè)狀態(tài)，不能反映狀態(tài)的所有情況，但是對(duì)于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的完整性來說，也只是體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)意義上的概念。

2軟測(cè)量模型的探究

要建立軟測(cè)量的模型，首先需要確定如何選取模型的變量。經(jīng)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(guān)系如下圖所示：經(jīng)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(cè)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(jī)氧化鋁濃度的情況下，軟測(cè)量模型的精準(zhǔn)度較高、符合規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，軟測(cè)量的模型能在每十分鐘進(jìn)行一次實(shí)時(shí)測(cè)量氧化鋁濃度，解決了在測(cè)量氧化鋁濃度存在的精確性和實(shí)時(shí)性問題。

3智能控制系統(tǒng)

智能控制系統(tǒng)各模塊應(yīng)具有以下幾個(gè)功能：（1）電解槽智能檢測(cè)狀態(tài)。此功能可以實(shí)時(shí)地對(duì)電解槽的狀態(tài)做出判斷，通過電解槽在運(yùn)行時(shí)采集的耗電量及電壓等參數(shù)進(jìn)行分析，在不同狀態(tài)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(tài)。（2）氧化鋁濃度的智能測(cè)量。如上文所述在最小二乘支持向量機(jī)氧化鋁濃度的情況下，軟測(cè)量模型運(yùn)用在智能控制系統(tǒng)中，通過在生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)采樣，可以精確的自動(dòng)測(cè)量出氧化鋁的實(shí)時(shí)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(tǒng)智能檢測(cè)電解槽當(dāng)前狀態(tài)的情況下，針對(duì)不同的狀態(tài)設(shè)置下料的時(shí)間間隔，從而實(shí)現(xiàn)在電解槽中對(duì)氧化鋁原料的下料控制。（4）專家知識(shí)庫。專家知識(shí)庫是針對(duì)在電解工作車間中，歷史的生產(chǎn)過程記錄的數(shù)據(jù)和鋁電解技術(shù)人員與專家經(jīng)年累月的經(jīng)驗(yàn)記錄，并將此數(shù)據(jù)成檔入庫，形成豐富的知識(shí)體系，以便給后來的工作者和工作問題作以指導(dǎo)。

4結(jié)束語

篇6

1.1PLC、壓力傳感器與溫度傳感器的選型基于生產(chǎn)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(hào)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(tǒng)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)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(cè)量穩(wěn)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(shí)際生產(chǎn)狀況和測(cè)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(guān)資料，決定采用廣泛用于鋼鐵冶金，石油化工，礦山電力機(jī)械等各種氣動(dòng)系統(tǒng)中的HOPE77系列氣動(dòng)換向電磁閥。該系統(tǒng)比例閥要求調(diào)節(jié)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(dòng)引進(jìn)單座高性能調(diào)節(jié)閥，是一種可以顯示連續(xù)控制的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，兼具智能控制和PID的相關(guān)功能。觸摸屏選擇靈敏度高、穩(wěn)定的、無漂移操作、串口觸摸接口和內(nèi)部電源取電的ETWOTOUCH19英寸開放式觸摸屏顯示器。

2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1實(shí)時(shí)智能專家系統(tǒng)本文采用G2實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)作為低壓鑄造生產(chǎn)的智能決策系統(tǒng)，圖2為基于G2實(shí)時(shí)智能專家系統(tǒng)的低壓鑄造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。首先將低壓鑄造生產(chǎn)工藝規(guī)范與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)輸入到G2實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，通過G2專家系統(tǒng)的NeurOn-Line，快速構(gòu)建和部署關(guān)于低壓鑄造生產(chǎn)過程中的鑄造工藝歷史數(shù)據(jù)和規(guī)范的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并進(jìn)行訓(xùn)練，獲取到鑄造產(chǎn)品質(zhì)量與鑄造工藝生產(chǎn)條件之間的某種關(guān)聯(lián)關(guān)系，及時(shí)的根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的鑄造生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)條件進(jìn)行智能改善和控制，以改進(jìn)并完善原有的鑄造工藝方案，幫助鑄造工藝設(shè)計(jì)人員更好的預(yù)測(cè)、控制和優(yōu)化低壓鑄造復(fù)雜的工藝過程。應(yīng)用智能專家系統(tǒng)于低壓鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于：①通過連續(xù)的、即時(shí)的虛擬鑄造產(chǎn)品質(zhì)量，測(cè)量獲得質(zhì)量一致性的鑄造產(chǎn)品；②通過精細(xì)鑄造生產(chǎn)產(chǎn)品等級(jí)來調(diào)節(jié)鑄造生產(chǎn)嚴(yán)格遵守生產(chǎn)規(guī)范，減小產(chǎn)品偏離生產(chǎn)工藝與質(zhì)量規(guī)范而造成產(chǎn)品報(bào)廢；③在加工能力和能源消耗等約束條件下，優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)，并且不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量；④自動(dòng)診斷和解決那些費(fèi)時(shí)費(fèi)力和需要推理的網(wǎng)絡(luò)問題，迅速斷定問題的根源[6]。

2.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)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(jié)殼，增壓，保壓和降壓等幾個(gè)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(duì)應(yīng)的程序調(diào)節(jié)電源電流來控制比例調(diào)節(jié)閥流量，從而使鑄造過程依據(jù)該曲線進(jìn)行響應(yīng)的動(dòng)作。根據(jù)低壓鑄造模擬電壓U-t工藝歷程曲線，設(shè)計(jì)如圖4所示的低壓鑄造PLC控制模塊程序設(shè)計(jì)，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?fù)浣Y(jié)構(gòu)窗口，建立HMI與PLC模塊間的通訊參數(shù)?？梢酝ㄟ^觸摸屏對(duì)低壓鑄造智能專家系統(tǒng)鑄造參數(shù)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行設(shè)定，詳見圖6。點(diǎn)擊開始按鈕觸發(fā)跟蹤預(yù)設(shè)，得到實(shí)時(shí)跟蹤過程仿真截圖，每一次取樣周期結(jié)束時(shí)，新的結(jié)果數(shù)據(jù)會(huì)從PLC讀出來，并在趨勢(shì)圖上進(jìn)行顯示，這樣顯示結(jié)果具有實(shí)時(shí)性，如圖7所示的模擬結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的基于智能控制策略的低壓鑄造控制系統(tǒng)具有很好的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性。

3小結(jié)

篇7

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；智能控制；智能系統(tǒng)

1、引言

智能控制從二十世紀(jì)60年代出現(xiàn)，發(fā)展迅速，各種智能控制五花八門，涉及眾多的學(xué)科，對(duì)生產(chǎn)、生活和科研產(chǎn)生了重要影響，所以需要對(duì)智能控制進(jìn)行一個(gè)較為全面和深入的認(rèn)識(shí)。

智能控制是門邊緣交叉學(xué)科，被廣泛采用于軍事航空、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等眾多領(lǐng)域；它源于自動(dòng)控制，是自動(dòng)控制發(fā)展的高級(jí)階段。

2、自動(dòng)控制

自動(dòng)控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。控制理論的發(fā)展過程一般分為三個(gè)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(xiàn)代控制理論”；70年代中期―至今，“大系統(tǒng)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(yīng)用是現(xiàn)代控制理論在深度和廣度上的拓展。智能控制，在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)。

智能控制的發(fā)展：萌芽期，20世紀(jì)60年代；深化時(shí)期，20世紀(jì)70年代―以模糊集合論為基礎(chǔ)，智能控制在規(guī)則控制研究上取得了重要進(jìn)展；迅速發(fā)展時(shí)期，20世紀(jì)80年代―專家系統(tǒng)技術(shù)的逐漸成熟及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得智能控制和決策的研究也取得了較大進(jìn)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用為智能控制的研究起到了重要的促進(jìn)作用，從而出現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制；20世紀(jì)90年代以來的20多年來，智能控制理論與智能化系統(tǒng)的發(fā)展更為迅猛。智能控制理論被譽(yù)為最新一代的控制理論，智能控制的應(yīng)用已在各個(gè)領(lǐng)域，“智能性”已經(jīng)成為衡量“產(chǎn)品”和“技術(shù)”高低的標(biāo)準(zhǔn)。

3、智能控制的主要研究方法【2】

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊數(shù)學(xué)理論、模式識(shí)別理論及專家系統(tǒng)理論等，并融合生理學(xué)、心理學(xué)、行為學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、傳統(tǒng)控制理論等多學(xué)科的知識(shí)和方法，出現(xiàn)了許多智能控制理論和方法，分析當(dāng)前國(guó)際最新智能控制方法及應(yīng)用的狀況和發(fā)展趨勢(shì)，智能控制的主要方法有：（1）專家控制，（2）模糊控制，（3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，（4） 分級(jí)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(jī)理融合在一起而構(gòu)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(tǒng)控制有機(jī)地結(jié)合起來而形成的控制方法，（8）混沌控制，（9）小波理論。

當(dāng)前的研究熱點(diǎn)是：（1）專家控制，（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用

智能控制的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，從日常家用電器到先進(jìn)火箭制導(dǎo)，從制造業(yè)到采礦業(yè)，從飛行器到武器控制，從工業(yè)機(jī)器人到康復(fù)假肢等，都有智能控制的用武之地。

4.1 工業(yè)過程中的智能控制

生產(chǎn)過程的智能控制主要包括兩個(gè)方面【2】：局部級(jí)和全局級(jí)。局部級(jí)的智能控制是指將智能引入工藝過程中的某一單元進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。全局級(jí)的智能控制主要針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化,包括整個(gè)操作工藝的控制、過程的故障診斷、規(guī)劃過程操作處理異常等。

例如生產(chǎn)中的監(jiān)控智能化【3】。工業(yè)眾多的連續(xù)生產(chǎn)線，如煉鋼、化工、加工材料、造紙等，其生產(chǎn)過程需要監(jiān)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(shù)，確保產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，已在一些生產(chǎn)線或工業(yè)裝置上采用了有效的智能控制模式。

4.2 機(jī)械制造中的智能控制

在現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)中，需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數(shù)據(jù)來解決難以或無法預(yù)測(cè)的情況，人工智能技術(shù)為解決這一難題提供了有效的解決方案。機(jī)械制造行業(yè)中智能控制廣泛地應(yīng)用，利用模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對(duì)制造過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)環(huán)境建模, 利用傳感器融合技術(shù)來進(jìn)行信息的預(yù)處理和綜合?？刹捎脤＜蚁到y(tǒng)的“Then-If”逆向推理作為反饋機(jī)構(gòu)，修改控制機(jī)構(gòu)或者選擇較好的控制模式和參數(shù)。利用模糊集合和模糊關(guān)系的魯棒性，將模糊信息集成到閉環(huán)控制的外環(huán)決策選取機(jī)構(gòu)來選擇控制動(dòng)作。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能和并行處理信息的能力，進(jìn)行在線的模式識(shí)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(shù)控系統(tǒng)。它將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)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(shí)候，晚上睡覺的時(shí)候，人們常常會(huì)忘記是否關(guān)好燈、窗；在寒冷的冬天，做完一天工作下班時(shí)，想回家就能吃飯洗個(gè)熱水澡，但只能是想想；有賴床的習(xí)慣，每天早上在無數(shù)次鬧鈴聲中掙扎；上班時(shí)，家里無人或只剩下老人和小孩時(shí)，如遇到危險(xiǎn)情況：煤氣泄漏、小偷入室等，只能等下班或是事故發(fā)生后才能知道。在傳統(tǒng)的家居生活中，常常會(huì)碰到以上的麻煩或是更多，隨著智能控制和智能系統(tǒng)的出現(xiàn)并融入到日常生活的家電和生活中，出現(xiàn)了智能的家電、智能的家居、智能的生活。智能家居現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)，并大量的進(jìn)入到許多人的生活中。

例如美特家居系統(tǒng)―它能夠輕而易舉的完成對(duì)家電、燈光、音量、窗簾、門禁等基礎(chǔ)設(shè)施的控制，而且還可以自動(dòng)完成清晨大自然鬧鐘，花園澆水、電話遙控開門、電視定時(shí)播放指定頻道、燈光感應(yīng)及亮度調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程保安、電視電腦、家庭無線辦公、聲音識(shí)別、紅外感應(yīng)、煤氣泄漏信息傳遞、安全防衛(wèi)報(bào)警、以及多功能手機(jī)、PDA 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視等。

5、結(jié)語

智能控制理論經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了可嘆的成果，但目前出現(xiàn)的一些智能控制方法或技術(shù)，尚不能稱完善的理論，這些智能控制方法，大都是構(gòu)造一種智能控制器形式。抓住控制的三要素：對(duì)象的情況和特點(diǎn)、控制性能要求、控制器設(shè)計(jì)的工具，隨著各門前沿科學(xué)的發(fā)展以及認(rèn)識(shí)的提高，智能控制的發(fā)展將越來越完善。

參考文獻(xiàn)

【1】李士勇，模糊控制神經(jīng)控制和智能控制論,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996

【2】李文，智能控制及其應(yīng)用綜述，重慶郵電學(xué)院報(bào)（自然科學(xué)版），2006

【3】楊寅哲，智能控制的應(yīng)用與研究，科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008

Survey of intelligent control and its application

Cao Qiong

篇8

關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速；智能控制；人工控制

引言

在近幾年來，信息技術(shù)快速發(fā)展，信心技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)化應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，尤其是汽車上有許多系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化。人工控制的自動(dòng)化相較于傳統(tǒng)控制方法具有邏輯清晰、策略靈活、工作精準(zhǔn)、反應(yīng)快捷等優(yōu)點(diǎn)，人工控制智能化的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)方法所不能比擬的。因此，自動(dòng)控制領(lǐng)域的許多專家學(xué)者把模擬人類大腦運(yùn)作的智能化控制看做自己不斷研究的目標(biāo)。

一、汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)智能控制的研究現(xiàn)狀

就目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，汽車自動(dòng)變速器主要有電控液力機(jī)械式自動(dòng)變速器AT、連續(xù)可變傳動(dòng)比自動(dòng)變速器CVT和電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT三種類型。自微型計(jì)算機(jī)從上世紀(jì)80年代開始發(fā)展以來，許多自動(dòng)變速器開始嘗試著使用微機(jī)控制，從而減小傳統(tǒng)控制中出現(xiàn)的誤差，提高控制性能。微機(jī)技術(shù)的發(fā)展不僅僅推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)揮，同時(shí)還影響了傳統(tǒng)手動(dòng)變速器的發(fā)展。我國(guó)是吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院最早對(duì)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器進(jìn)行研究的單位，該學(xué)院于1985年著手于電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT的研究，在1989年的時(shí)候，該學(xué)院成功將電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT應(yīng)用于汽車上，并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，從而獲得了初步的研究成果。在此之后，逐漸開始出現(xiàn)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(jī)械式自動(dòng)變速器AMT的研究，并于1998年在國(guó)產(chǎn)紅旗轎車上進(jìn)行了成功的試驗(yàn)。此時(shí)的國(guó)外，電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT經(jīng)過多年的研究后已經(jīng)能夠正式進(jìn)入使用階段，如德國(guó)生產(chǎn)的BMW-M3和瑞典生產(chǎn)的SAAB轎車等。

二、智能控制相關(guān)理論

1、智能控制的基本概念

雖然智能化控制技術(shù)成為許多專家學(xué)者研究的重點(diǎn)，但是智能控制技術(shù)至今沒有一個(gè)統(tǒng)一的概念，也沒有一個(gè)確切的系統(tǒng)描述，本文展示了大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可的關(guān)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(duì)象應(yīng)是一個(gè)不確定模型，且控制較為復(fù)雜；（2）智能控制是模擬人類大腦運(yùn)轉(zhuǎn)的，必須具備人類的環(huán)境感知能力、學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)能力、聯(lián)想能力及記憶能力等，同時(shí)應(yīng)該具有計(jì)算機(jī)嚴(yán)密的邏輯思維能力和推理能力，能夠?qū)?fù)雜困難的任務(wù)進(jìn)行分析、組織和協(xié)調(diào)；（3）智能控制不是一門與其他知識(shí)無關(guān)的學(xué)科，它恰恰是一種可以應(yīng)用在多方面、多領(lǐng)域的學(xué)科，是可以促進(jìn)各類學(xué)科相互交流的交叉學(xué)科。

2、智能控制的體系結(jié)構(gòu)

智能控制不是理論上的空談，它是技術(shù)與理論相結(jié)合的應(yīng)用型技術(shù)，是能夠直接作用在實(shí)際對(duì)象上的實(shí)用型技術(shù)。在本文的研究中，給出了智能控制技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，如下所示:智能控制技術(shù)體系并不只是上圖中那么簡(jiǎn)單，它是一個(gè)具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)體系，隨著知識(shí)和技術(shù)的不斷更新，新的智能控制技術(shù)會(huì)不斷涌現(xiàn)，智能控制技術(shù)體系結(jié)構(gòu)也將會(huì)不斷壯大。

三、智能控制中存在的問題

1、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

在智能控制技術(shù)發(fā)展的過程中遇到了許多的問題，其中穩(wěn)定性分析是智能控制技術(shù)發(fā)展中遇到的一個(gè)難題，也是眾多專家學(xué)者較為關(guān)注的問題之一。在一個(gè)工程系統(tǒng)中，穩(wěn)定性是其最基本、最重要的一個(gè)要求，穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)會(huì)嚴(yán)重影響工程體系的質(zhì)量。對(duì)于穩(wěn)定性的分析，人們習(xí)慣采用Lyapunov直接分析法來分析，直接分析法對(duì)建立數(shù)學(xué)模型不是非常依賴，其關(guān)鍵在于找到系統(tǒng)中客觀存在的一個(gè)標(biāo)量函數(shù)V（x，t），但是往往尋找標(biāo)量函數(shù)是非常困難的。在智能控制系統(tǒng)中，被控制的對(duì)象非常復(fù)雜，一般不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行建模，且多為非線性、參數(shù)多變的，要分析出其穩(wěn)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(tǒng)輸出額度不穩(wěn)定性特征進(jìn)行收集，并做出相應(yīng)的預(yù)測(cè)判斷，采取有效措施將可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定性扼殺在搖籃里，以此來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、學(xué)習(xí)控制的收斂性

在學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的過程中，其收斂性是影響學(xué)習(xí)控制的主要因素，在學(xué)習(xí)算法不收斂的情況下，學(xué)習(xí)控制幾乎不可能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。如下圖所示：將學(xué)習(xí)控制的過程作圖為三維的坐標(biāo)，其中k軸為學(xué)習(xí)軸，下圖即為時(shí)間軸連續(xù)與學(xué)習(xí)軸離散的綜合過程，每次發(fā)生離散事件必是沿時(shí)間控制，由此，據(jù)收斂性可得，在最終一次沿時(shí)間軸連續(xù)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(fā)點(diǎn)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(shí)際使用智能化控制中，模擬人類的哪些控制特征是根據(jù)被控制對(duì)象的特點(diǎn)、屬性及控制目標(biāo)和要求來制定的。筆者希望能夠?qū)⑵囎兯傧到y(tǒng)與智能化控制更好的相結(jié)合，為車輛自動(dòng)變速的研究提供幫助，以促進(jìn)AMT車輛的變速自動(dòng)控制的發(fā)展，使其具有更高的性能，使人們能夠更加滿意。不同于實(shí)驗(yàn)，汽車在實(shí)際行駛過程中會(huì)遇到各種各樣的環(huán)境，而汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)依賴于外界的環(huán)境和汽車本身的狀態(tài)，所以，在實(shí)際操作中要根據(jù)汽車運(yùn)行的具體條件對(duì)控制性能進(jìn)行不同的改進(jìn)。五、結(jié)語隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車上使用的電子技術(shù)越來越多，自動(dòng)化變速技術(shù)也受到了廣泛的重視，將汽車變速系統(tǒng)與自動(dòng)化智能控制相結(jié)合符合時(shí)展的需要，符合人們對(duì)汽車發(fā)展的要求。對(duì)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT進(jìn)行研究不僅能夠促進(jìn)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，還能夠促進(jìn)我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展，有效提高汽車的性能、實(shí)用性和汽車的使用價(jià)值。由此可見，研究汽車自動(dòng)化變速系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)對(duì)于新時(shí)代汽車行業(yè)發(fā)展的必要性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王印束.基于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)一體化的雙離合器自動(dòng)變速器控制技術(shù)研究[D].吉林大學(xué).2012（03）

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關(guān)鍵詞：電力傳動(dòng)系統(tǒng) 智能控制 應(yīng)用措施 應(yīng)用意義

中圖分類號(hào)：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）09-0013-01

隨著控制手段的日益更新和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，智能控制技術(shù)已經(jīng)逐漸在控制行業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，相應(yīng)的大量的智能控制軟件也逐漸取代了常規(guī)的控制軟件，像在生活中經(jīng)常提到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，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(yīng)用在電力傳動(dòng)系統(tǒng)中，因此有必要研究適合電力系統(tǒng)的更簡(jiǎn)便，性能更優(yōu)異的智能控制系統(tǒng)。同時(shí)，要想將智能控制這一理念成功的應(yīng)用在電力傳動(dòng)系統(tǒng)中就必須充分了解智能控制的原理和應(yīng)用特點(diǎn)，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有了一些應(yīng)用實(shí)例，但是這并不普及，還有許多缺陷，因此，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制系統(tǒng)仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

1、智能控制簡(jiǎn)介

智能控制是現(xiàn)代自動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)全新的詞匯，但是其憑借著自己獨(dú)特的控制優(yōu)勢(shì)已經(jīng)迅速的發(fā)展起來，如今已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域中。相信在不久的將來，智能控制系統(tǒng)也能為電力行業(yè)帶來嶄新的面貌。與大多數(shù)理論產(chǎn)生的背景一樣，智能控制也是為了解決工程技術(shù)問題而在實(shí)踐中產(chǎn)生并發(fā)展起來的一個(gè)理論。隨著“自動(dòng)化”理念的逐漸深入以及社會(huì)對(duì)控制要求的不斷提高，以前的控制理念早已不能跟上社會(huì)發(fā)展的腳步，隨之，智能控制理念就逐漸出現(xiàn)了。按以往的經(jīng)驗(yàn)來看，在電力等行業(yè)中，手動(dòng)控制雖然控制效率差但其效果很好，只要技術(shù)熟練，工作人員就能操作自如，因此人們就想到了用計(jì)算機(jī)模擬人的操作來進(jìn)行控制的方法，這就是我們所說的智能控制。計(jì)算機(jī)技術(shù)可以在判斷，推理，計(jì)算，數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

與普通的自動(dòng)化控制相比，智能控制系統(tǒng)具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）智能控制系統(tǒng)成功的完成了脫離傳統(tǒng)模式中依靠的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行工作的模式，它以實(shí)際效果作為控制對(duì)象，在控制的實(shí)施中不依賴任何數(shù)據(jù)模型。（2）智能控制系統(tǒng)很好的模擬的人腦的思維模式，并采用非線性控制系統(tǒng)的工作模式。（3）智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)來調(diào)整自己的控制模式進(jìn)而提高系統(tǒng)的工作性能。（4）許多智能控制系統(tǒng)還具有在線識(shí)別，在線決策以及自我評(píng)估的能力，這有效的提高了整個(gè)系統(tǒng)的控制效率和工作效率。（5）智能控制系統(tǒng)采用分層信息處理法工作，反應(yīng)速度較快。

2、幾種常見的智能控制系統(tǒng)

2.1 模糊控制

模糊控制就是用模糊集合來刻畫人們?nèi)粘Ｋ褂玫母拍钪械哪：?，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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是其輸入輸出特性都是比較簡(jiǎn)單的形式，在實(shí)際應(yīng)用中，如果在模糊控制器上增加積分效應(yīng)那么它就相當(dāng)于一個(gè)PID控制器。

2.2 單神經(jīng)元控制

眾所周知，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的信息處理能力，可以高速的解決許多復(fù)雜問題，但是不可否認(rèn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)缺乏計(jì)算機(jī)硬件的支持。可是從控制電氣傳動(dòng)系統(tǒng)這一角度出發(fā)，單神經(jīng)元控制器構(gòu)成的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以很好的完成控制系統(tǒng)工作的任務(wù)，并可以提高系統(tǒng)的魯棒性。

3、電力系統(tǒng)中的智能控制

在電力傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制理論已經(jīng)引起了許多學(xué)者的研究興趣，專家表示通過智能系統(tǒng)的合理應(yīng)用很可能將電力系統(tǒng)的控制水平提升一個(gè)臺(tái)階。目前所使用的交直流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制手段比較成熟，如矢量控制，閉環(huán)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(shù)學(xué)建模進(jìn)行傳統(tǒng)的控制，但是可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際的電力傳動(dòng)系統(tǒng)并不是穩(wěn)定不變的，電機(jī)本身的一些參數(shù)要隨著其工作狀態(tài)的改變而不斷變化，這就為傳統(tǒng)的建?？刂茙砹撕艽蟮睦щy。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(jié)構(gòu)的模式來進(jìn)行工作的，它可以很好的克服電力傳動(dòng)系統(tǒng)的變參數(shù)問題，從而在很大程度上提高電力傳動(dòng)系統(tǒng)的魯棒性。另外值得注意的是將智能控制應(yīng)用到電力傳動(dòng)系統(tǒng)中時(shí)要結(jié)合傳統(tǒng)的控制理念共同作用，如果完全排斥傳統(tǒng)控制方法，生搬硬套的直接應(yīng)用智能控制不但不能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)反而會(huì)引發(fā)一系列問題，因此在引入這一控制手段時(shí)要注意繼承一些傳統(tǒng)的控制理念，做到揚(yáng)長(zhǎng)避短。就拿交流電機(jī)為例來說，前面已經(jīng)說到交流電機(jī)以往采取矢量控制和閉環(huán)控制，因此在將智能控制引入之一系統(tǒng)中時(shí)，應(yīng)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(huán)控制，將一些傳統(tǒng)的控制手段用做內(nèi)環(huán)做輔助控制，這樣新舊相結(jié)合的方法可以將智能控制的優(yōu)勢(shì)充分的發(fā)揮出來，提高系統(tǒng)的工作效率。這主要是因?yàn)閮?nèi)環(huán)的控制可以幫助外環(huán)完成采樣工作，提高外環(huán)采樣頻率同時(shí)通過內(nèi)環(huán)的控制可以減少外環(huán)的控制誤差。

參考文獻(xiàn)

[1]戴汝為，楊一平.一類智能控制和決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)[A].1995年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議暨智能自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)論文集（上冊(cè)）[C]，1995年.

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篇10

關(guān)鍵詞 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)；智能控制；應(yīng)用

傳統(tǒng)控制，是通過對(duì)控制過程中對(duì)象的模型，來對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。智能控制與傳統(tǒng)控制不同的是，智能能夠不通過控制過程中的對(duì)象模型，就可以對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要的原理是智能控制模仿人的大腦思維，只需要通過對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的誤差以及誤差的變化對(duì)控制器中的輸出進(jìn)行確定，對(duì)控制器進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)整。電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的對(duì)象模型已經(jīng)確定，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)象模型只有非線性因素以及參數(shù)變化才能夠?qū)﹄姎鈧鲃?dòng)系統(tǒng)中的對(duì)象模型造成影響，智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用能夠起到對(duì)系統(tǒng)中系數(shù)發(fā)生的變化進(jìn)行適應(yīng)，用來對(duì)線性PID調(diào)節(jié)器中存在的不足之處進(jìn)行彌補(bǔ)，這樣能夠有效的提高電氣傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)非線性因素以及各種影響因素的適應(yīng)能力。

一、智能控制的概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)在自動(dòng)化控制這一領(lǐng)域中的探索得到了進(jìn)一步的發(fā)展，自動(dòng)化程度正在逐漸的普及與提升，對(duì)現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用已經(jīng)無法達(dá)到較好的控制效果，但是在手動(dòng)控制這一方面，對(duì)于控制方式、操作流程熟悉的控制人員，卻能夠在相關(guān)控制的過程中進(jìn)行熟練的操控。就目前來看，在對(duì)人腦思維功能進(jìn)行分析與研究，分析與研究怎樣將人腦思維運(yùn)用于系統(tǒng)中的一些行業(yè)中，一些研究有了進(jìn)一步的進(jìn)展，例如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能、模糊邏輯、專家系統(tǒng)等一系列研究結(jié)果，而根據(jù)這些研究結(jié)果，可以看到仿照人的大腦思維進(jìn)行控制的一些方法，例如：模糊控制、神經(jīng)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(gè)總稱謂，就是智能控制。

智能控制打破了傳統(tǒng)控制理論中，在進(jìn)行控制的過程中必須通過對(duì)象模型才能夠進(jìn)行控制的這一種固定模式，智能控制按照相關(guān)系統(tǒng)中的實(shí)際情況對(duì)一些事項(xiàng)進(jìn)行控制，可以不依賴于對(duì)象模型進(jìn)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(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行利用，根據(jù)系統(tǒng)在運(yùn)行中的狀態(tài)對(duì)控制器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行切換，使用改變控制器結(jié)構(gòu)這一種方法對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行完善，一部分智能控制的方法還能夠?qū)ο到y(tǒng)中的一些事項(xiàng)進(jìn)行決策、在線辨識(shí)等能力，智能控制應(yīng)用于復(fù)雜的系統(tǒng)中時(shí)，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中的一些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分層處理，在系統(tǒng)中進(jìn)行決策。

二、分析電氣傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)智能控制的應(yīng)用

我國(guó)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)智能控制進(jìn)行應(yīng)用這一事項(xiàng)上，引起了廣泛的關(guān)注，電氣行業(yè)中的一些人希望智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠促進(jìn)了電氣傳動(dòng)系統(tǒng)在自動(dòng)化水平以及控制性能上有一個(gè)非常大的變化，但是也有一些人對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制提出了質(zhì)疑，認(rèn)為智能控制并不適合在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，出現(xiàn)這一認(rèn)識(shí)的主要原因是：智能控制是為了解決一些復(fù)雜系統(tǒng)中出現(xiàn)的一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象以及對(duì)象模型而建立起來的，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制對(duì)象與對(duì)象模型已經(jīng)有了明確的確定，那么智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的運(yùn)用還能有什么作用。針對(duì)這一問題，分析與研究電氣傳動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用智能控制時(shí)，能夠起到一個(gè)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(dòng)系統(tǒng)中已經(jīng)有了一個(gè)較為有效的控制策略，例如：交流電機(jī)中的矢量控制系統(tǒng)、直流雙閉環(huán)系統(tǒng)等一系列系統(tǒng)。交、直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)在對(duì)內(nèi)部中的矢量、電流環(huán)進(jìn)行變換之后，交、直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速環(huán)，在結(jié)構(gòu)上還是相同的，可以對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行統(tǒng)一的建立，而且建立的數(shù)學(xué)模型不復(fù)雜，在系統(tǒng)采用PID控制就能夠?qū)?shù)學(xué)模型進(jìn)行有效的控制。但是實(shí)際的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)并不是像數(shù)學(xué)模型是保持不變的，控制對(duì)象中的非線性特性以及參數(shù)的變化，都會(huì)導(dǎo)致PID調(diào)節(jié)器在控制上出現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)的魯棒性不能得到很好的控制效果。智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠通過自身具備的自尋優(yōu)、變結(jié)構(gòu)、非線性等功能對(duì)非線性因素以及參數(shù)的變化進(jìn)行控制，對(duì)系統(tǒng)中的魯棒性進(jìn)行有效的提升。所以，智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用并不是出于數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜，而是利用智能控制具備的各種功能對(duì)非線性因素以及參數(shù)的變化進(jìn)行有效的控制，應(yīng)用智能控制的目的就在于提升系統(tǒng)的魯棒性。

電氣傳動(dòng)系統(tǒng)在對(duì)智能控制進(jìn)行應(yīng)用的過程中，不能一味的對(duì)智能控制著一種方法進(jìn)行照搬，也不能夠完全忽略傳統(tǒng)控制策略在電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)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(dòng)系統(tǒng)中的作用發(fā)揮出來，還會(huì)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(dòng)系統(tǒng)之中，導(dǎo)致電氣傳動(dòng)系統(tǒng)無法正常的運(yùn)行，而智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用策略也因此終結(jié)。所以，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用智能控制這一種方法的過程中，要根據(jù)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際情況，處理好傳統(tǒng)控制方法與智能控制方法之間的關(guān)系，充分的發(fā)揮智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用。

交、直流統(tǒng)一的智能控制傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖1所示。

交、直流電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的多環(huán)控制結(jié)構(gòu)中，最外環(huán)的一部分是智能控制器，內(nèi)環(huán)中可以對(duì)PID調(diào)節(jié)器以及矢量控制等一系列傳統(tǒng)的控制方法進(jìn)行保留，主要的原因是因?yàn)榻?、直流電?dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中的外環(huán)決定著系統(tǒng)的性能，內(nèi)環(huán)中主要是對(duì)控制對(duì)象的特性進(jìn)行改造，用來促進(jìn)外環(huán)中的控制作用，交、直流電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中所產(chǎn)生的各種擾動(dòng)對(duì)內(nèi)環(huán)造成的影響，能夠通過外環(huán)進(jìn)行有效的控制，內(nèi)環(huán)中的采樣頻率要高于外環(huán)的采樣頻率，這樣能夠進(jìn)一步的使智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的作用得到發(fā)揮。

三、電氣傳動(dòng)系統(tǒng)常用的智能控制方法

（一）電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的模糊控制

模糊控制是智能控制中一個(gè)重要的控制方法，模糊控制利用模糊集合這一種形式，對(duì)人們?cè)谌粘Ｉ畹母拍钪械哪：赃M(jìn)行刻畫，使電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制器能夠?qū)Σ僮魇炀毜墓ぷ魅藛T、專家在系統(tǒng)控制上的方法與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行更加逼真的模仿。連續(xù)控制系統(tǒng)中物理量的形態(tài)，以數(shù)量型為主，傳統(tǒng)控制方法中的PID調(diào)節(jié)器，在運(yùn)行過程中方式是對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)字量數(shù)據(jù)信息的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，在電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)用模糊控制對(duì)數(shù)字量數(shù)據(jù)信息的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)將其轉(zhuǎn)換一種模糊的語言，在模糊推理完成后，再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)量。

電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的模糊控制器，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)非常中的復(fù)雜，但是就模糊控制器外部中的I/O這一特性來看，所呈現(xiàn)出來的是一種較為簡(jiǎn)單的形式，在實(shí)際的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，模糊控制器的積分效益得到加強(qiáng)之后，在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中所起的控制效果與變系數(shù)的PID調(diào)節(jié)器一樣。

（二）電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的單神經(jīng)元控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)﹄姎鈧鲃?dòng)系統(tǒng)中的一些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的綜合，保證計(jì)算速度的情況下，能夠解決電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中較為復(fù)雜的控制問題，但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒有一個(gè)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行支持的計(jì)算機(jī)硬件，這就導(dǎo)致無法有效的運(yùn)用于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的控制中。根據(jù)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制特點(diǎn)，在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)單神經(jīng)元這一種控制方法進(jìn)行應(yīng)用，能夠很好的滿足電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)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(dòng)系統(tǒng)中的輸入量，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)規(guī)則能夠?qū)﹄姎鈧鲃?dòng)系統(tǒng)中各個(gè)輸入量的權(quán)重進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整，在這一情況下，單神經(jīng)元在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制效果，就與變系數(shù)的自適應(yīng)PID調(diào)節(jié)器一樣，使電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)性能，只對(duì)誤差的信號(hào)進(jìn)行依賴，不會(huì)受到對(duì)象模型中參數(shù)變化的影響，提高了電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的魯棒性。

四、結(jié)語

電氣傳動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用智能控制的過程中，能夠把電氣智能控制系統(tǒng)當(dāng)作一種非線性的系統(tǒng)，這樣就能夠有效的運(yùn)用非線性理論工具，對(duì)電氣智能控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及穩(wěn)定魯棒性進(jìn)行深入的分析與研究。智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)著非常重要的地位，對(duì)于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行有著十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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