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智能控制論文

時間:2022-08-13 09:10:09

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能控制論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

智能控制論文

第1篇

裝置總體設計

鑒于目前所實施的階梯峰谷電價和將來的實時電價政策,文中設計的家電控制裝置包括智能插座和家庭互動終端,兩個裝置通過無線通信構成一套家庭用電系統網絡,如圖1所示。智能插座將采集用電數據發送給家庭互動終端,互動終端實時顯示家庭用電和電價情況,互動終端根據電價情況為用戶提供不同的智能節電方案,在滿足用戶用電需求的前提下,智能控制室內各電器工作屬性,用戶根據實際情況可以對節電方案進行調整,最大程度上降低用電量和用電費的支出,實現能源優化配置。

智能插座

智能插座是基于光纖復合電纜或無線雙通道連接家電和電源的中間設備,實現家庭內部異構傳感網絡,對家庭用電設備進行統一監控與管理,在執行通斷電操作、獲得家電狀態信息的同時兼插座使用。

1智能插座主要功能

1)對家用電器的用電量進行計量,并采集家電的電壓、電流、功率、功率因數,將所需數據上傳至家庭互動終端;2)利用無線等通信方式,接收互動終端下發的控制指令,對家用電器執行通斷電操作,在家電進入待機狀態時切斷電源,達到消除待機能耗、節能省電的目的。

2智能插座硬件設計

根據智能插座的功能,硬件結構框圖如圖2所示,智能插座主要包含控制管理模塊、開斷模塊、計量模塊、通信模塊、時鐘和存儲模塊等。

1)控制管理模塊

智能插座在功能上要求較低,但安裝數量較多,因此在設計時經濟實用性著重考慮,可選用ATMEL公司的AT89S52。

2)電能計量模塊

用于監測電器當前的工作狀態,如實際功率、電壓、電流等,可采用計量芯片ATT7022B。

3)開關模塊

智能插座內部的繼電器來控制家用電器電源的通斷,微處理器接收到通斷電指令后,令繼電器吸合或斷開。

4)通信模塊

選擇ZigBee微功率無線技術,通信的可靠性和通信速率高。通信模塊采用CC2530芯片,CC2530能以非常低的成本建立強大的網絡節點,負責向控制器發送數據和接收控制器的指令。

家庭互動終端

用戶通過家庭互動終端了解室內用電信息,互動終端根據電價情況為用戶提供不同的智能節電方案,在滿足用戶用電需求的前提下,用戶根據實際情況可以對節電方案進行調整。互動終端根據用電方案對各用電器進行控制,最大程度上降低用電量和用電費的支出,實現能源優化配置。

1家庭互動終端主要功能

1)接收智能插座發送的電器用電數據、實時電價數據,以及上述數據的存儲。2)為用戶提供平臺,用戶通過互動終端查詢家庭用電信息及其它相關信息。3)用戶設定電器控制指令,互動終端讀取用戶下達的條件并處理后將控制指令發送給各與家用電器連接的智能插座,從而控制家用電器的開關狀態。對信息家電的調控可以不只是簡單地開、關控制,設定的調控選項包括開關的控制、溫度的設置、風速和模式的設置等,能夠達到取代家電遙控器的作用。

2家庭互動終端硬件設計

根據家庭互動終端的功能,硬件結構框圖如圖3所示,互動終端主要包含控制管理模塊、開斷模塊、計量模塊、通信模塊、時鐘和存儲模塊等。

1)控制管理模塊

家庭互動終端需要處理大量信息,因此需要一個性能優異的芯片才能保證其高效穩定工作,選用TI公司基于ARM核心的LM3S9000系列。

2)LCD與按鍵模塊

該模塊包括按鍵、LCD及其驅動3個部分,互動終端將接收到的家電用電信息、每天的實時電價經過處理以圖表的形式展現給用戶。

3)通信模塊

互動終端的通信模塊與智能插座類似,負責向智能插座發送控制指令和接收智能插座采集的數據。

4)數據存儲模塊

互動終端的數據存儲模塊包含微處理器的鐵電存儲器和LCD液晶屏的顯存。

軟件設計

1初始化設置

目前的居民電價政策主要是階梯峰谷電價,隨著智能電網的發展,還會采用實時電價政策。根據不同的電價政策,設計的裝置為用戶提供不同的能效服務,用戶在使用裝置時可以根據具體的電價政策選擇裝置的工作模式。對于階梯峰谷電價參數的初始化輸入,用戶能將各階梯電量、各階梯的調價電費、峰谷時段輸入到互動終端。互動終端LCD提供界面,用戶根據界面提示通過按鍵依次輸入各參數值;對于實時電價,用戶只需選定后互動終端便進入工作狀態并進行實時電價的采集。實現流程圖如圖4所示。

2信息獲取及存儲

在家庭正常用電時互動終端根據用戶的初始化輸入統計每天在峰電價時段工作的電器及其用電量,用戶可以通過LCD查詢統計的信息。家庭互動終端采集每天的實時電價并進行存儲,以時段及相應電價的形式存儲;互動終端LCD提供實時電價查詢界面,以曲線圖的形式展示,用戶通過按鍵瀏覽過去一(兩)天的實時電價,實現流程如圖5所示。

第2篇

1.1溫度傳感器溫度傳感器具有對大棚內的溫度進行采集、判斷和顯示的作用。DSl8820智能溫度傳感器除了能夠對溫度進行測量之外,還可對溫度進行控制,以及把溫度從二進制轉換成十進制。基于以上優點,本系統選用DSl8820智能溫度傳感器。該傳感器在出廠的時候有自己固定的序列號,序列號為64位,且具有唯一性[8]。信息在通過單線接口進入進出DSl882傳感器時,傳感器和數字轉換電路是集成在一起的。由于該傳感器只有一個數據輸入/輸出口,而DSl8820可以通過并聯的方式并聯到3或2根線上,且CPU只需1根端口線就能與多個DSl8820進行通信。其識別方式簡單,僅需要簡單的通信協議就可識別,從而節省很多的材料及減少一些邏輯電路的發生。現場溫度以“一線總線”的數字方式進行傳輸,不需要A/D轉換器。這種傳輸方式不僅適合在惡劣環境下進行現場測量,同時也大大提高了系統的抗干擾性。用戶還可以自行設定自動報警的溫度上下限值,根據報警的命令來查找是那些DSl8820傳感器的溫度超限,然后對其進行修改[9]。

1.2單片機控制系統本系統之所以選用AT89S52傳感器作為控制器,原因是該傳感器的功能很多,實現起來很方便。該傳感器具有的功能如下:①具有采集數據的功能,并且可以把采集到的數據在本系統選用的JM12864F液晶顯示器上進行實時顯示;同時還可以把采集到的數據和一些控制信息通過串口發送到上位機上,并接收上位機的命令來實現一些參數的設置。②可以通過鍵盤實現參數的設置和手動/自動控制方式的切換。③可以進行輸出控制[10]。

1.3上位機系統采用的上位機是一臺微型計算機,主要作用是通過RS-485進行串行通訊,同時對下位機進行一系列的控制:①向下位機發送采集數據和輸出控制的命令;②接收上傳的下位機采集到的數據。③對下位機進行編號、改變下位機的工作方式、設定下位機溫度報警的上下限值,以及參數的控制;④對采集到的數據進行顯示、存儲及查詢歷史數據。

2系統的主要功能

系統的主要功能主要包括以下3個:棚內環境參數的實時采集、棚內卷簾通風與微噴的控制及上位機的實時監控。棚內環境參數的實時采集功能實現了對土壤和空氣的溫濕度、光照強度、CO2濃度及pH值等的采集;通過安裝的一些傳感器、數據采集模塊和單片機實現實時檢測功能,并將檢測的結果數據顯示在控制柜的LED顯示屏上;最后,將這些數據一并通過無線傳輸模塊發送到上位機,以便園區管理者實時地對棚內的情況進行了解[11]。棚內卷簾通風與微噴的控制功能主要是通過分析采集到的棚內的各種環境參數,結合棚內作物的自身特點要求進行智能決策,實現對卷簾通風和微噴的自動控制。本系統使用的上位機語言開發平臺采用的是C#,該操作平臺的特點是界面簡單明了,可以直觀地顯示棚內的環境參數變化和作物的生長情況。采集到的數據存儲使用的數據庫是SQL2000,對歷史數據的顯示和查閱比較簡單,隨時可以調出歷史數據與當時的實時數據進行對比分析,并可以把數據庫里的數據用Excel表格文件導出,便于后期的數據處理。

3系統硬件電路設計

水稻育秧大棚智能控制系統可以實現以下功能:①上位機可以對下位機傳感器采集到的數據進行分析處理,然后下達指令控制育秧棚內的微噴、卷簾電機工作;②下位機能通過手動控制來操作該系統,且能夠提供良好的人機控制;③采用模塊化的設計思想來達到總體功能的要求。系統由時鐘電路、復位電路、顯示電路、動作執行電路及電機狀態檢測電路5種電路模塊構成[12]。

3.1時鐘電路單片機工作的時間基準是由時鐘電路提供的,在單片機的XTAL1和XYAL2的兩個管腳之間接一個晶振及兩個電容就構成了單片機的時鐘電路。電路中的電容和石英晶振對振蕩頻率有微調作用,通常取(30±10)pF石英晶體,選擇6MHz或12MHz都可以[13]。時鐘電路如圖2所示。

3.2復位電路單片機的RST管腳為主機提供了一個外部復位信號輸入口,復位信號是高電平有效,單片機的復位方式可由手動復位方式完成[14]。復位電路如圖3所示。

3.3電路顯示部分系統采用的字符顯示模塊為JM12864F,無論在硬件連接還是軟件調試方面都比數碼管有一定的優勢。主要體現為:顯示快捷簡單,只要把鑰匙顯示內容放入顯示模塊的存儲器里,就可以直觀地把要顯示的內容顯示出來。JM12864F與單片機的連接電路如圖4所示。

3.4動作執行電路本系統采用繼電路進行控制,通過繼電器開閉來控制卷簾電機進行開關棚。這一模塊是在系統把實際環境溫濕度值與給定界限值相比較后,在越限的情況下執行卷簾電機開/關棚操作。動作執行電路如圖5所示。

3.5電機狀態檢測電路系統可以通過圖中RB、RM、RT、LB、LM、LT檢測電機執行狀態。檢測電路如圖6所示。

4系統軟件設計

系統以C#作為開發語言,開發了水稻育秧棚智能化監控系統,能夠直觀地顯示各個育秧棚內的環境因子變化。同時,采用SQL2000數據庫對所采集的數據進行存儲,通過運算處理顯示各個棚的環境參數,顯示形式以數字、圖形、曲線為主。用戶可以隨時查閱歷史數據、對比每天監測的數據并導出Excel表格文件,進行分析、報表、打印等操作;另外,還能夠根據水稻育秧期的不同時間段對棚內環境參數的不同要求,來設置棚內的參數限值。該系統將以一種統一的、直觀的圖形化界面將信息展現給使用者,做到可視化程度高、人機交互性好、簡單易操作。具體的軟件流程圖如圖7所示[15]。

5RS485串行通訊

RS-485串行通訊具有很多優點,其中比較突出的是它具有前瞻性,是多發送器的電路新標準,采用的電氣接口方式是差分平衡方式,可以從根本上消除地線信號。同時,RS-485串行通訊可以實現距離較長的高速通訊功能。雖然RS-485串行通訊可以進行長距離高速通信,但現實情況是大棚到計算機的距離較長,RS-485串行通訊現有的能力實現不了實際的需要。因此,還需要在控制系統的上位機和單片機之間安裝一個RS-485的轉換器來實現數據的傳輸。RS-485串行通訊的作用是實現控制系統中上位機與單片機系統之間的通訊:上位機給下位機下達各種命令,下位機根據上位機下達的命令進行判斷;根據判斷的結果,下位機給上位機發送該命令所要執行的任務。

6結語

第3篇

該控制技術是基于對人類大腦神經元的模擬,它通過神經元的權值分布和聯結來進行有關信息的表達,在持續的權值調整和學習過程中,它就可以實現有效的神經萬羅模擬,然后通過神經網絡預測、直接和間接自校正等實行一定的智能控制。神經網絡控制具有非線性特點,它可以理論上實現各種非線性圖像,因此有較好的經濟性;有效的并行能力和并行結構也是該控制方法的重要特點;此外,神經網絡控制在實現對環境信息的高效記憶與學習的同時,還可以實行多變量的處理,及它可以進行多輸入和多輸出的同時數據處理。

2復合智能控制

不同智能控制系統具有不同的優缺點,復合智能系統就是將各種不同種類的控制系統進行綜合使用,這樣可以在克服各個控制系統缺點的同時,實現各個系統優點的綜合。目前常用的復合系統主要是有模糊滑模控制、模糊專家控制以及神經網絡模糊控制。模糊專家系統。該系統是種特殊的專家系統,即在知識獲取、表示、處理的整個環節中都加入了模糊技術。該系統的特點就是,即使初始信息獲取的不夠完整或者準確,但該系統還是可以較為有效的人類專家思維模擬,在既有的不完整的信息下提出最優化的解決方案。模糊專家系統是模擬人類有關專家進行有關問題解決的思路,因此是一種較容易開發應用的復合系統。神經網絡模糊系統。該系統起源于上世紀九十年代的日本,它有效的利用了神經網絡和模糊網絡各自的優點,即可實現任意函數映射,具有良好的學習性,可處理殘缺、粗糙、模糊的信息。神經網絡模糊系統是兩種系統的有效結合,它在實現模糊邏輯利用少量信息進行知識表達的同時,也可通過聯想進行有關知識的應用,這使得該控制方法實現了表達和學習能力的綜合提升。模糊滑模控制。滑模控制最大的優點就是不受系統不確定性的影響,魯棒性較佳;其缺點主要體現在未建模動態及補償干擾的高控制增益,此外在高頻轉換時易產生一定的抖振。綜合模糊系統以后的模糊滑模控制就很好的克服了這些問題,它將二者不依賴性及魯棒性好的優點進行了一定的結合,因而可以有效實現控制對象的轉換。該控制方法具有很好的應用前途。

3智能控制在火電廠熱工自動化的應用

3.1對單元機組負荷的控制

非線性、不確定、時變以及耦合等是單元機組負荷控制的難題所在,對此,可以設計出建立在機跟爐與爐跟機上的具有自適應性的兩種神經元模擬負荷控制系統。試驗發現該系統下各權系數學習收斂明顯提速,且效果自適應性及控制性均較理想。此外,結合神經元控制與模糊邏輯算法并將其應用在單元機組負荷控制上,此時控制系統的自適應性、抗干擾性、魯棒性都有顯著的增強,系統的響應速度也明顯提升。

3.2對過熱汽溫的控制

過熱汽溫對于鍋爐的正常運行有著極為重要的意義。改變減溫水是實施鍋爐過熱汽溫控制的常用方法,大慣性、時滯性,以及動態特性的隨便是該系統主要面對的問題。隨著智能控制技術的發展,人們逐漸將神經網絡控制技術引入到過熱汽溫系統中來,這使得系統的運行狀況、控制質量及適應性都有了明顯的提升。神經網絡控制下的過熱汽系統魯棒性較優,即使在調峰機組變工時也可以實行很好的運行和控制,因此有效的克服了原先過熱汽溫控制的時滯及不穩定問題。

3.3對鍋爐燃燒過程的控制

鍋爐燃燒易受到煤種煤質、變量耦合、時滯等多種因素的干擾,且其燃燒率很難實行頸椎的測區。將專家控制應用到鍋爐燃燒過程的控制中以后,通過專家系統逐次的判斷、分析和推理,可實現前進式的系統,具體包括對緊急事故、工況判斷子集、送風調節子集、執行機構診斷子集、煤厚調節子集等多內容的判斷。此外,將模糊控制融入鍋爐燃燒系統以后能夠有效解決原系統不確定性問題,并同時提升系統的魯棒性與控制質量。

3.4對中儲式制粉系統的控制

磨負荷信號較難測量、數學建型復雜以及被控參數耦合,是中儲式制粉系統主要的問題所在,此時就可以利用模糊語言規則克服其延遲與非線性的問題,具體內容包括,將操作人員的經驗以數據的形式存入計算機并進行計算,然后通過預測和分級進行兩種模糊控制。此外,將神經元解耦及模糊控制融入到磨煤機控制系統中,這樣以來,球磨機制粉時滯以及耦合的問題就得到了很好的解決。

3.5對給水加藥的控制

給水加藥工作主要涉及的是氨與聯胺的加入,前者可以使給水與高凝結水處于較高的堿性,避免酸性水腐蝕高低壓給水設備;而后者是通過聯胺的化學作用控制水內氧和二氧化碳的含量,從而避免相關設備出現腐蝕、生垢等問題。實際生產中加藥量的大小易受到水處理工況、蒸發量等因素的影響,因此很難對其實現有效的控制。在給水加藥系統中使用模糊控制系統,這樣以來,專家有關經驗的信息就會融入到控制系統中,從而使系統控制的質量得到大大的提升。在變頻器輸出頻率的控制中使用模糊控制,能夠有效的進行加藥泵機的轉速調整,這種融入模糊控制的給水加藥系統能夠避免人工加藥引起的各種不良后果,從而提高了給水加藥的工作質量。此外,模糊控制下的假藥系統具有較好的魯棒性,其動態響應也比較快速,因此具有很好的使用經濟性。

4結語

第4篇

關鍵詞:人工智能 電氣 自動化控制

人類智能主要要包括三個力面,即感知能力,思維能力,行為能力,而人工智能是指由人類制造出來的“機器”所表現出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。

1.人工智能應用理論分析

人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是門邊沿學科,屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及哲學和認知科學、數學、心理學、計算機科學、控制論、不定性論,其研究范疇為自然語言處理,知識表現,智能搜索,推理,規劃,機器學習,知識獲取,感知問題,模式識別,邏輯程序設計,軟計算,不精確和不確定的管理,人工生命,神經網絡,復雜系統,遺傳算法等,應用于智能控制,機器人學,語言和圖像理解,遺傳編程。

當今社會,計算機技術已經滲透到生產和生活的方方面面,計算機編程技術的日新月異催生自動化生產、運輸、傳播的快速發展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋,所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產、流通、交換、分配等關鍵一環,實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。

2.人工智能控制器的優勢

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但AI控制器例如:神經、模糊、模糊神經以及遺傳算法都可看成一類非線性函數近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解,也有利于控制策略的統一開發。這些AI函數近似器比常規的函數估計器具有更多的優勢,這些優勢如下

(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合,很難得到實際控制對象的精確動態方程,實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素。例如:參數變化,非線性時,往往不知道。)

(2)通過適當調整(根據響應時間、下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如:模糊邏輯控制器的上升時間比最優PID控制器快1.5倍,下降時間快3.5倍。

(3)它們比古典控制器的調節容易。

(4)在沒有必須專家知識時,通過響應數據也能設計它們。

(5)運用語言和響應信息可能設計它們。論文格式,自動化控制。

(6)它們有相當好的一致性(當使用一些新的未知輸入數據就能得到好的估計),與驅動器的特性無關。論文格式,自動化控制。。現在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果非常好,但對其他控制對象效果就不會一致性地好,因此對具體對象必須具體設計。

3.人工智能的應用現狀

(1)優化設計電氣設備的設計是一項復雜的工作,它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的。因此,很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展,電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進,使傳統的CAD技術如虎添翼,產品設計的效率及質量得到全面提高。

用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法,非常適合于產品優化設計,因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。

(2)智能控制的功能實現

①數據采集與處理:對所有開關量、模擬量的實時采集,并能按要求處理或存貯。

②畫面顯示:模擬畫面真實顯示一次設備和系統的運行狀態,可實時顯示電流、電壓等所有模擬量、計算量、隔離開關、斷路器等實際開關狀態及掛牌檢修功能,能生成歷史趨勢圖。

③運行監視:具有對各主要設備的模擬量數值、開關量狀態的實時智能監視,有事故報警越限和狀態變化事件報警,事件順序記錄、聲光、語音、電話圖象報警。

④操作控制:通過鍵盤或鼠標實現對斷路器及電動隔離開關的控制,勵磁電流的調整。按順控程序進行同期并網帶負荷或停機操作。系統對運行人員的操作權限加以限制,以適應各級運行值班管理。

⑤故障錄波:模擬量故障錄波,波形捕捉,開關量變位,順序記錄等(包括主要輔機)。論文格式,自動化控制。。

⑥在線分析:不對稱運行分析、負序量計算等。

⑦在線參數設定及修改:保護定值包括軟壓板的投退。

⑧運行管理:操作票專家系統,運行日志,報表的生成及存儲或打印,運行曲線等。

人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開,但在電氣設備控制領域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。

4.恒壓供水案例簡析

恒壓供水在工業和民用供水系統中已普遍使用,由于系統的負荷變化的不確定性,采用傳統的PID算法實現壓力控制的動態特性指標很難收到理想的效果。在恒壓供水自動化控制系統的設計初期曾采用多種進口的調節器,系統的動態特性指標總是不穩定,通過實際應用中的對比發現,應用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統中有較好的效果。在實施過程中選用了AI 一808人工智能調節器作為主控制器,結合FXIN PLC邏輯控制功能很好地實現了水廠的全自動化恒壓供水。對于單獨采用PLC實現壓力和邏輯控制方案,由于PLC的運算能力不足編寫一個完善的模糊控制算法比較困難,而且參數的調整也比較麻煩,所以所提出的方案具有較高的性價比。

本案例中只是一個人工智能在電氣自動化中的一個小小的應用,也是電氣元

件生產供給的一個方向,實現機械智能化是我們努力的追求,將人工智能的先進的最新成果應用于電氣自動化控制的實踐是一個誘人的課題。

人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能完成的復雜的工作,電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力,人工智能的應用體現在問題求解,邏輯推理與定理證明,自然語言理解,自動程序設計,專家系統,機器人學等方面。而這諸多方面都體現了一個自動化的特征,表達了一個共同的主題,即提高機械的人類意識能力,強化控制自動化。因此人工智能在電氣自動化領域將會大有作為,電氣自動化控制也需要人工智能的參與。

參考文獻:

第5篇

關鍵詞:人工智能;電氣工程;自動化

Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.

Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation

中圖分類號:V242 文獻標識碼: 文章編號

引言:社會的進步和人類的長壽要求生產力更加發達,要求人類的經濟生活更加智能化,以節省寶貴的人類時間去做其它有益的事情。電氣自動化控制領域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自動化控制方面的優勢在這個領域也確實能夠得到極大的發揮。促進自動化控制的發展進步,促進了智能理論在控制技術中的應用,以解決用傳統的方法難以解決的復雜系統的控制問題。人工智能主要包括思維能力、行為能力和感知能力三個方面。人工智能指的是人類制作的機器所表達出來的智能,體現了自動化的特征。因此智能化技術在電氣工程自動化控制中可以發揮最大的效用,促進電氣的優化設計、診斷故障和智能控制等。

一、人工智能應用理論分析

人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬,延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質.并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器 該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學會上提出以后,人工智能研究飛速發展,成為以計算機為主.涉及信息論.控制論, 自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學的一門學科。人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜的工作。

當今社會,計算機技術已經滲透到生產生活的方方面面,計算機編程技術的日新月異催生自動化生產,運輸 傳播的快速發展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋.所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產、流通、交換、分配等關鍵一環,實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。

二、智能化技術應用優勢

在電氣自動化控制中應用到智能化技術,主要是以智能化控制器的形式,這種智能化控制器較過去的控制器相比的確具有不少優勢,下面我們就對其進行詳細的分析。

1.無需控制模型

過去的控制器在進行自動化控制時,往往會因為控制對象的動態方程比較復雜而無法精確到位地掌握,這會使得該對象模型的設計過程中會出現較多不可預估、不可測量的客觀因素,比如一些參數的變化。無法掌握這些因素,也就不能設計出精準的模型,自動化控制工作的實際效率也會下降。而智能化控制器并不需要對控制對象模型進行設計,這就可以從根本上避免一些不確定因素的產生,提高自動化控制的精密系數。

2.方便調整控制

智能化控制器還有另一個大好處,就是可以隨時根據下降時間、響應時間以及魯棒性的變化來調節控制程度,從而有效提高自身工作性能,為自動化控制提供最基礎的保障。無論是在什么樣的情況下,智能化控制器的調節控制與過去的控制器相比具有更方便調節的優勢,更適合投入實際使用。還有一點好處,就是智能化控制器在進行調節控制時完全只需要根據相關數據的變化來自行調節,即使沒有專門的技術人員在旁邊也可以,同樣遠程調節控制也是可行的,充分體現了電氣工程自動化控制的無人操作性要求,對行業未來發展的重要性不言而喻。

3.一致性很強

智能化控制器的一致性很強,這表現在它對不同數據的處理上,及時輸入完全陌生的數據也可以收到很高的估計,完美達到自動化控制的相關要求。不同的控制對象的效果也是不同的,雖然在對有些控制對象實施控制時智能化控制器暫時沒有采取行動,其控制效果也是非常優秀的,但這并不是絕對的,可能在換了控制對象的時候就無法收到預期的效果了。所以我們技術人員在設計階段還是不能松懈,要認真落實具體化原則,即在面對不同的對象時一定要根據其具體情況詳細分析,不能因為馬虎就降低了控制要求。一旦出現智能化控制器使用效果不佳的情況,不能盲目否定智能化技術,一定要從每個工程環節詳細排查、認真分析,因為上述人為因素會給自動化控制結果帶來很大的誤差,影響試驗的準確性。

三、人工智能技術的應用

隨著人工智能技術的發展,許多高等院校及科研機構就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作,如將人工智能用于電氣產品優化設計,故障預測及診斷、控制與保護等領域。

1.優化設計

電氣設備的設計是一項復雜的工作 它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的.因此很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展,電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進.使傳統的CAD技術如虎添翼.產品設計的效率及質量得到全面提高。用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法,非常適合于產品優化設計。因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。

2. 故障診斷

電氣設備的故障與其征兆之間的關系錯綜復雜,具有不確定性及非線性.用人工智能方法恰好能發揮其優勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術有:模糊邏輯、專家系統、神經網絡。

變壓器由于在電力系統中的特殊地位而備受關注,有關方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析.從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術在發電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。

3. 智能控制

人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開,但在電氣設備控制領域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法,因而它的應用實例最多。

四、結束語

綜上所述,本文主要介紹了智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用情況。只有加強電氣工程的智能化程度,才是最終保證行業持續穩定發展的根本手段。

參考文獻:

第6篇

論文關鍵詞:工程碩士;培養方案;課程設置;教育改革

工程碩士專業學位是我國研究生教育體系中的一個重要組成部分,其設置適應了國家經濟體制的改革,適應了在崗人員進一步提高自身能力素質的需要。工程碩士與工學碩士相比,它們雖然處于同一層次,但由于其生源的顯著差異,其培養目標、知識結構、能力結構和培養模式等均有較大不同。要使工程碩士成為高層次技術和管理人才,符合未來社會發展的需要,就必須貫徹“以人為本,因材施教”的教育原則,制訂一套科學、合理的培養方案,并建立與之相適應的培養模式。

為了提高工程碩士培養質量、規范培養模式和培養流程、明確評估辦法等,2005年7月召開了第二屆全國工程領域教育協作組組長全體會議,提出“建立規范化的工程碩士學位標準”的設想,并選擇了控制工程等五個領域,以課題研究的形式,率先開展工作。2007年全國控制工程領域工程碩士教育協作組頒布了“控制工程領域工程碩士專業學位標準(試行)”,對我院控制工程領域工程碩士的培養起到了很好的指導性作用。考慮我院控制工程領域工程碩士的培養主要是面向部隊、基地等情況,在對“專業學位標準實施細則”修訂中,培養方案在符合學科內涵的基礎上,要兼顧生源單位需求,在研究方向的確定、課程設置等方面突出應用性、針對性,切實使培養的工程碩士在相應的工作崗位上發揮應有的作用。

一、以武器控制系統為中心確定培養方案的主要研究方向

現代兵器裝備的特點是精確化、遠程化、智能化,以導彈、無人機、指揮系統等為代表的武器裝備更突出了這一特點,這些特點的基礎之一是自動化技術。根據我院生源主要分別來自武器裝備論證、武器裝備試驗、軍代表、部隊技術保障、部隊裝備管理單位等崗位特點,依托控制工程領域培養工程碩士,應該以武器裝備為大背景,在控制工程學科內涵的基礎上緊緊以武器控制系統為中心,來確定相應的研究方向,因此我院控制工程領域工程碩士專業研究方向確定的基本思路是:涵蓋我軍武器控制系統分析論證、試驗優化與質量監控、武器控制系統性能測試與故障診斷、武器控制系統信息化管理等方面,為軍代表系統、武器裝備試驗基地、部隊修理所、部隊裝備管理等單位培養具有我軍特色的高層次應用型、復合型工程技術和管理人才。具體如下:

1.武器控制系統分析論證、試驗優化與質量監控

該方向以提高復雜武器控制系統綜合戰術技術性能為目標,以數學、力學、控制理論、系統科學、計算機技術為基礎,研究武器控制系統分析論證、試驗優化與質量監控的方法。主要研究內容包括:火控、指控、無人機和導彈等復雜武器控制系統分析論證、試驗優化與質量監控的方法及武器系統作戰效能評估等。

2.武器控制系統性能測試與故障診斷

該方向以提高武器系統技術保障人員的裝備保障能力、試驗技術人員的工程實踐能力為目標,以自動測試技術、故障診斷技術、信號處理技術和計算機技術等為基礎,研究武器系統的性能檢測、故障診斷的技術與方法及靶場試驗中技術保障的關鍵技術。主要研究內容包括:新標準測試總線的應用、測試系統模塊化設計、武器系統運行狀態監測與診斷、測試診斷設備研制等。

3.武器系統信息化管理

該方向以提高各級裝備保障管理人員的管理自動化、信息化、智能化水平為目標,以人工智能、裝備保障理論、計算機技術、數據庫技術、多媒體技術、網絡技術等為基礎,研究裝備保障管理的自動化、信息化、智能化技術和系統。主要研究內容包括:研究制訂適合裝備保障信息化管理的標準體系,研究建立統一的適合裝備保障管理信息化的數據交換代碼,基于裝備的狀態信息、故障信息、維修信息等進行研究裝備保障領域的全程可視化信息管理系統。

二、以適應培養方向要求為出發點確定適宜的課程體系

課程教學是工程碩士培養的一個重要環節,它對于構建合理的知識結構、打下扎實的基礎理論和系統的專業知識起著相當重要的作用。當今社會,科學技術迅猛發展,知識更新不斷加快,只有打下牢固的基礎,才能自如地實現向新領域的轉變,才具有可靠的應變能力的堅實后勁;只有在頭腦中存儲了大量的知識、事例和經驗,才能運用它們來進行創造性思維。課程設置在整個課程教學工作中起著基石性和原本性的作用,只有合理的課程設置才有可能使研究生具有合理的知識結構,才有可能在課程學習過程中激發研究生的創新意識與創新能力。

考慮到工程碩士的培養模式是“進校不離崗”,邊工作邊學習,在職攻讀學位的特點,在課程學習上,我院采取的是“兩階段”學習方式,即第一階段主要學習公共和領域必修課程,在學院集中學習;第二階段主要學習選修課,采取先寄發教材供學員自學,再到學院集中輔導兩次,每次為期兩周,最后集中進行考試。因此課程設置一方面要充分考慮這些特點、安排,另一方面更要考慮所設置課程應與各培養方向相適宜。對控制工程領域工程碩士研究生來說,應具備以控制論、系統論、信息論原理為核心的知識結構。同時,還要具備基于與數學方法、計算機技術、網絡技術、通信技術、各種傳感器和執行器等相結合的、針對具體應用方向的知識面。這些知識結構、知識面要通過一類課程群的設置來落實。由于培養時間、教學時數的限制,課程的門數設置受到了約束,這樣就要求對課程的選擇必須反復斟酌,切實使選擇的課程具有較強的針對性,有利于學生建立合理的知識結構,有利于學生進行后續的學位論文研究工作。我院工程碩士專業學位課程設置包含兩大部分。一部分是適用各個研究方向的必修課,包括公共必修課和領域必修課。公共必修課主要包含自然辯證法、英語、數理統計、科技信息檢索。領域必修課主要有線性系統理論、計算機控制系統、自動測試系統。另一部分是為不同研究方向設置的選修課。選修課設置的基本思想是在保證對一個控制工程領域工程碩士研究生而言,至少應掌握一個課程群的知識要求的基礎上,引入專題講座形式來開闊學生視野,增大學生知識面。根據學科培養方案設置的三個研究方向,結合部隊崗位需求,我們按優化、控制類課程群、控制系統故障檢測與診斷課程群、信息傳輸與處理類課程群的要求設置領域專業技術類選修課課程。

具體地講,為三個研究方向設置的選修課程分別是:

為武器控制系統分析論證、試驗優化與質量監控研究方向設置了優化、控制類為主的課程,包含軍事運籌分析、系統決策與建模、智能控制、人工神經網絡、防空武器系統效能分析以及專題講座。

為武器控制系統性能測試與故障診斷研究方向設置了故障檢測與診斷為中心的課程,包含測試與接口技術、軍用電子系統測試、電子系統故障診斷、故障分析與預測、人工智能原理以及專題講座。

為武器系統信息化管理研究方向設置了信息傳輸與處理為中心的課程,包含數字信號處理、戰術互聯網及其應用、圖像工程、多媒體技術、人工智能原理以及專題講座。

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