智能控制應用

智能控制應用摘要：本文介紹了智能控制的發(fā)展歷史及相關(guān)的概念，討論了智能控制的主要研究和應用領域，展望了智能控制發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：自動控制；智能控制；智能系統(tǒng)1、引言智能控制從二十世紀60年代出現(xiàn)，發(fā)展迅速，各種智能控制五花八門，涉及眾多的學科，對生產(chǎn)、生活和科研產(chǎn)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(yè)、農(nóng)業(yè)、服務業(yè)等眾多領域；它源于自動控制，是自動控制發(fā)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(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預定的規(guī)律運行?？刂评碚摰陌l(fā)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(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，在無人干預的情況下能自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)控制目標的自動控制技術(shù)。智能控制的發(fā)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(guī)則控制研究上取得了重要進展；迅速發(fā)展時期，20世紀80年代―專家系統(tǒng)技術(shù)的逐漸成熟及計算機技術(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展，神經(jīng)網(wǎng)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(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)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(tǒng)的發(fā)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(jīng)成為衡量“產(chǎn)品”和“技術(shù)”高低的標準。3、智能控制的主要研究方法【2】基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論、模糊數(shù)學理論、模式識別理論及專家系統(tǒng)理論等，并融合生理學、心理學、行為學、運籌學、傳統(tǒng)控制理論等多學科的知識和方法，出現(xiàn)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(fā)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(jīng)網(wǎng)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(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。當前的研究熱點是：（1）專家控制，（2）神經(jīng)網(wǎng)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(jīng)十分廣泛，從實驗室到工業(yè)現(xiàn)場，從日常家用電器到先進火箭制導，從制造業(yè)到采礦業(yè)，從飛行器到武器控制，從工業(yè)機器人到康復假肢等，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(chǎn)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(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機械制造中的智能控制在現(xiàn)代先進制造系統(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測的情況，人工智能技術(shù)為解決這一難題提供了有效的解決方案。機械制造行業(yè)中智能控制廣泛地應用，利用模糊數(shù)學、神經(jīng)網(wǎng)絡的方法對制造過程進行動態(tài)環(huán)境建模,利用傳感器融合技術(shù)來進行信息的預處理和綜合。可采用專家系統(tǒng)的“Then-If”逆向推理作為反饋機構(gòu)，修改控制機構(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)決策選取機構(gòu)來選擇控制動作。利用神經(jīng)網(wǎng)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(shù)控系統(tǒng)。它將計算機智能技術(shù)，網(wǎng)絡技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(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候，晚上睡覺的時候，人們常常會忘記是否關(guān)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(shù)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(fā)生后才能知道。在傳統(tǒng)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(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(diào)節(jié)、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(wèi)報警、以及多功能手機、PDA遠程實時監(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