電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的智能控制分析

程嘉銳

摘 要：基于電力在人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)生活中的重要地位和科學(xué)技術(shù)逐漸智能化的發(fā)展趨勢(shì)，電力與人工智能技術(shù)相結(jié)合成為技術(shù)新發(fā)展方向。本文就電力的使用和人工智能的意義進(jìn)行敘述，并對(duì)人工智能在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中如何應(yīng)用及其特點(diǎn)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電力傳動(dòng)系統(tǒng)；人工智能；控制

1.常見(jiàn)的智能控制系統(tǒng)

1.1模糊控制

所謂的模糊控制，就是指利用相對(duì)模糊的集合來(lái)表現(xiàn)日常使用的概念中所呈現(xiàn)出的模糊性，以便更好地控制人的思維模式?？偟膩?lái)說(shuō)，模糊控制器在結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，但是相對(duì)于結(jié)構(gòu)，其輸入輸出特性卻常常以簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)，在具體的應(yīng)用中，假若在模糊控制器上適時(shí)增加積分效應(yīng)，那么我們就可以將其稱(chēng)之為PID控制器。

1.2單神經(jīng)元控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息有著較強(qiáng)的處理能力，能夠在短時(shí)間內(nèi)處理許多較為復(fù)雜的問(wèn)題，但是不得不承認(rèn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有計(jì)算機(jī)硬件的支持。但是單從控制電氣傳動(dòng)系統(tǒng)而言，由單神經(jīng)元控制器所構(gòu)成的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)能夠更快捷、更有效地完成控制系統(tǒng)所需完成的工作，而且能顯著提高系統(tǒng)的有效性。

2.電的使用和人工智能的意義

2.1電力使用的意義

在現(xiàn)代生活中，人們的生產(chǎn)生活離不開(kāi)電。迄今為止，人類(lèi)發(fā)明的絕大多數(shù)機(jī)械都需要電來(lái)提供運(yùn)轉(zhuǎn)的能量。電的使用也使大機(jī)器和大工廠生產(chǎn)成為可能，人類(lèi)許多偉大的發(fā)明都出現(xiàn)在電氣時(shí)代：電燈、電話、飛機(jī)、汽車(chē)，還有電腦。電力的使用使人類(lèi)工業(yè)發(fā)展和歷史進(jìn)程進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代，使人們的生活更加便捷，使更高的技術(shù)發(fā)展成為可能。隨著地球各種資源日益枯竭、環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，電作為清潔、可再生能源越來(lái)越受到人們的重視。電力的使用為第三次工業(yè)革命奠定了基礎(chǔ)，對(duì)各項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展起到了推動(dòng)作用，對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善、對(duì)人類(lèi)文明和科技發(fā)展具有重大意義。

2.2人工智能的意義

人工智能是研究使計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)的某些思維過(guò)程和智能行為的學(xué)科，是第三次技術(shù)革命的產(chǎn)物，是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，是世界三大尖端技術(shù)之一。人工智能能夠幫助人腦分擔(dān)繁重的科學(xué)和工程計(jì)算，并且比人腦更快、更準(zhǔn)確。人們將人工智能技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如智能家居，智能控制系統(tǒng)的使用等。人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將使人類(lèi)現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)得到進(jìn)一步的提升和革新，可以減輕人腦的工作壓力，減少人的工作量，并且有效地提高工作效率，對(duì)人類(lèi)的發(fā)展和進(jìn)步有重要意義。

3.智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

關(guān)于智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，有人希望借助智能控制提高電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的控制性能和自動(dòng)化水平，也有人質(zhì)疑智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中具有畫(huà)蛇添足的作用。通過(guò)卜面的詳細(xì)分析，我們便能通曉智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中運(yùn)用的價(jià)值和意義。

目前的交、直流傳動(dòng)系統(tǒng)控制方案中，傳統(tǒng)的控制方案如直流雙閉環(huán)系統(tǒng)、交流電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)等也能達(dá)到有效的自動(dòng)化控制。其控制通過(guò)建立簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型，采取PID控制方式也基木上能讓人滿(mǎn)意。但是，實(shí)際的傳動(dòng)系統(tǒng)并不是一成不變的，而且工況等外部因素也會(huì)引起電機(jī)參數(shù)的變化，加上被控對(duì)象交流電機(jī)的非線性特性，常規(guī)的PID控制很難做好全面的系統(tǒng)控制，不能使系統(tǒng)的魯棒性滿(mǎn)足人們的需求。而采取智能控制之后，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性特性以及變參數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制的影響等問(wèn)題都能得到很好的解決，很好的提高了系統(tǒng)的魯棒性。具體來(lái)說(shuō)，智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有：

3.1電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的模糊控制

在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中為了通過(guò)模糊控制實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的精確控制，應(yīng)首先建立合理的模糊控制框架結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)五大步驟完成對(duì)系統(tǒng)的精確控制。這五大步驟分別是定義變量、模糊化、系統(tǒng)變量變化知識(shí)庫(kù)、系統(tǒng)邏輯判斷、模糊控制器的反模糊化。比如在交流調(diào)速系統(tǒng)中運(yùn)用模糊控制時(shí)，通過(guò)模糊PID計(jì)算系統(tǒng)變量的輸入相應(yīng)誤差、誤差控制率、輸出控制量實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，再通過(guò)調(diào)節(jié)輸入相應(yīng)誤差、誤差變化率的加權(quán)程度實(shí)現(xiàn)精確的控制作用。

3.2電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的單神經(jīng)元控制

在對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的控制特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，但神經(jīng)元智能控制的應(yīng)用不僅能滿(mǎn)足電氣傳動(dòng)系統(tǒng)非線性控制的要求，還能提高系統(tǒng)的魯棒性。單神經(jīng)元控制是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器中最基木的控制單元，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)規(guī)則自動(dòng)調(diào)整誤差、誤差積分、誤差微分的權(quán)重，單神經(jīng)元就相當(dāng)于變系數(shù)的自適應(yīng)PID調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能只依賴(lài)于其誤差信號(hào)，而不受或少受對(duì)象模型參數(shù)的影響，可以實(shí)現(xiàn)性能高、魯棒性強(qiáng)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。另外，單神經(jīng)元控制器利用了神經(jīng)元所特有的非線性特性，突破了線性調(diào)節(jié)器的局限，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制器的平穩(wěn)飽和及控制作用。

4.結(jié)語(yǔ)

電力是現(xiàn)代人類(lèi)社會(huì)的主要能源之一，智能化是人類(lèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一，智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用是電氣行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。智能控制能夠打破電氣行業(yè)傳統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，為行業(yè)發(fā)展提供動(dòng)力，提高工作效率，緩解人力資源緊張帶來(lái)的壓力，解放人腦。智能控制雖然存在不足，但值得推廣和進(jìn)一步發(fā)展。

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