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什么是智能控制技术?

  • 一、什么是智能控制技术?

智能控制是指驱动智能机器自主地实现其目标的过程,即是一类无需人的直接干预就能独立地驱动智能机器实现其目标的自动控制。智能控制技术的理论基础是人工智能、控制论、运筹学、和信息论等学科的交叉。智能控制是近二十年才发展起来的一门新兴学科,目前还属于探索阶段,虽然有些应用,但还不够广泛。

所以说,智能控制技术就是利用智能控制的功能来解决问题的过程。

什么是智能控制技术

  • 二、智能控制技术的发展

1966年J.M.Medal首先提出将人工智能应用于飞船控制系统的设计

1971年傅京逊首次提出智能控制这一概念,并归纳了三种类型的智能控制系统:

(1)人作为控制器的控制系统,具有自学习性,自组织性,自适应性功能;

(2)人机结合作为控制器的控制系统。机器完成需要快速完成的常规任务,人则完成认为分配决策等;

(3)无人参与的自主控制系统。为多层的智能控制系统,需要完成问题建模,求解和规划,如自主机器人。

1985年IEEE在美国纽约召开了第一届智能控制研讨会,随后成立了IEEE智能控制专业委员会。

1987年在美国举行第一届国际智能控制大会,标志着智能控制领域的形成。

20世纪90年底至今,智能控制进入了新的发展时期,随着对象规模的扩大以人工智能技术、信息论、系统论和控制论的发展,人们试从高层次研究智能控制,这不仅形成了智能控制的多元化,而且在应用实践方面取得了重大进展。我国智能控制也兴起于这一时期。

目前,控制理论与技术向着两个方向发展,一是就一个理论或方法本身的深入研究;二是将不同的方法适当地结合在一起,相互取长补短,发挥各自优势,形成新的控制系统,获得单一方法所难以达到的效果。

  • 三、智能控制的主要内容

1、模糊控制

模糊控制是应用模糊集合理论,从行为上模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用方法。

2、专家控制

专家控制是智能控制的一个重要分支,是将专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合,在未知环境下,仿效专家的经验,实现对系统的控制。

专家控制能进行符号处理和启发式推理。

模糊控制与专家系统控制类似,其推理过程也是基于规则形式表示的人类经验。因此有人把两者都归类于基于规则的控制。

3、神经网络控制

人工神经网络是模拟人脑思维方式的数学模型。它从微观结构和功能上对人脑进行抽象和简化,能象正常人一样进行并行信息处理、学习、联想、模式分类、记忆等。

4、遗传算法是一种基于生物进化模拟的启发式智能算法,它的基本策略是:将待优化函数的自变量编码成类似基因的离散数值码,然后通过类似基因进化的交叉、变异、繁殖等操作获得待优化函数的最优或近似最优解。

  • 四、智能控制技术在工业上的运用

尽管智能控制技术的发展时间不长,但是,其卓越的性能促然人们在各方面进行了许多应用尝试。

1、在工业过程控制中的应用。智能控制技术在火电厂的热工自动化中已开始应用,并且收到了良好的效果。如:在200MW机组热工自动化改造中,在直吹式锅炉主汽压力控制中采用模糊控制,较好地解决了主汽压力被控对象的纯迟延和大惯性等难题。

2、在故障诊断方面的应用。作为过程自动化的一个重要方面,生产过程的故障诊断和修复,也用到智能控制技术。如美国Combustion Engineering Simon公司的IPOM故障诊断系统,它由三部分组成:模式识别、智能显示、专家系统与DCS数据高速公路接口,主要检测和诊断生产过程中的故障。

3、近年来,在各种创客大赛中,我们看到了很多创客开始把智能控技术运用到智能家居系统中并取得了不错的效果,比如安防监控、空调模式调整、电动窗帘自动开启、环境照明等功能的实现。

总之,智能控制是自动控制理论的最新进展,它表明了一个智能化的工业时代已经到来,其明显的标志就是智能自动化。目前,很多发达国家把智能控制技术确认为面向21世纪和提高国家竞争力的核心技术。

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