人工智能控制論文范文

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一、人工智能在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的具體運(yùn)用

截至目前，古典控制方法一直都無法被人工智能控制技術(shù)所取代。但是隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)代控制理論也日臻完善，人工智能軟件技術(shù)(包括遺傳算法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)逐漸取代了傳統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)常規(guī)技術(shù)。這些方法有著許多的共同之處:都要具備不同類型和數(shù)量的描述特性和系統(tǒng)的“apriori”技術(shù)。這些方法都有著顯著的優(yōu)勢(shì)，所以工業(yè)界都做出了不斷的嘗試，旨在進(jìn)一步開發(fā)和使用這類方法，但是工業(yè)界又急于開發(fā)該系統(tǒng)，從而使其性能更加優(yōu)異，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單、易操作。直流傳動(dòng)的控制程序較為簡(jiǎn)單，在過去得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是不可忽視的是，它們有著難以克服的限制性因素，而且隨著DSP技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，直流傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)逐漸隱沒，性能更高的交流傳動(dòng)逐漸取代了直流傳動(dòng)。但近幾年，部分廠商逐漸改良工藝，更高性能的直流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品涌入市場(chǎng)，但是人工智能技術(shù)卻鮮少提及。在未來幾年，使用人工智能的直流傳動(dòng)技術(shù)將在更大范圍內(nèi)得到推廣和普及。

交流傳動(dòng)瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩具備較高的使用性能，它有著較強(qiáng)的控制性，僅次于直流電機(jī)。目前，直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)和矢量控制(VC)是比較常見的高性能交流傳動(dòng)控制方法。當(dāng)前，不少?gòu)S商都順應(yīng)市場(chǎng)形勢(shì)，相繼推出了矢量控制交流傳動(dòng)產(chǎn)品，而且無速度傳感器的矢量控制產(chǎn)品也大量上市。在性能較高的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品中廣泛使用AI技術(shù)，將會(huì)進(jìn)一步提高產(chǎn)品的使用性能，截至目前，僅有兩個(gè)廠家在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中運(yùn)用人工智能(AI)控制器。而在十五年前，日本和德國(guó)的研究人員提出了直接轉(zhuǎn)矩控制這一概念，經(jīng)過了十年的發(fā)展演變過程，ABB公司面向市場(chǎng)，將直接轉(zhuǎn)矩控制的傳動(dòng)產(chǎn)品引入市場(chǎng)，讓人們能夠直接感受直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢(shì)，從而開展相關(guān)的研究。可以預(yù)見，人工智能技術(shù)將會(huì)運(yùn)用到直接轉(zhuǎn)矩控制中，常規(guī)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型將會(huì)被替代，從而退出市場(chǎng)。

人工智能控制器主要分三種類型，即:增強(qiáng)學(xué)習(xí)型、非監(jiān)督型和監(jiān)督型。當(dāng)前，常規(guī)的監(jiān)督學(xué)習(xí)型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的學(xué)習(xí)算法和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已基本成型，這在一定程度上限制了此種結(jié)構(gòu)控制器的生產(chǎn)和使用，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)間增長(zhǎng)，而且常規(guī)非人工智能學(xué)習(xí)算法在具體應(yīng)用上效果不明顯。而要克服這些困難，最好的辦法就是采用試探法和適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。常規(guī)模糊控制器的模糊規(guī)則表和規(guī)則初值是“a－priori”型，這加劇了調(diào)整難度。假若該系統(tǒng)無有效的“a－priori”信息作為支撐，那么將導(dǎo)致系統(tǒng)陷入癱瘓。而要有效克服此類缺陷和困難，就可以運(yùn)用自適應(yīng)模糊神經(jīng)控制器，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、電力系統(tǒng)中的智能控制

當(dāng)前，世界各地的專家和學(xué)者都將眼光聚焦于智能控制理論的研究，研究表明，只要合理運(yùn)用智能系統(tǒng)，就能在很大程度上提高電力系統(tǒng)控制水平，推動(dòng)我國(guó)電力傳動(dòng)系統(tǒng)步入新的階段。市面上廣泛使用的交直流傳動(dòng)系統(tǒng)在控制技術(shù)和手段上已日臻成熟，閉環(huán)控制、矢量控制都有著較好的運(yùn)用前景。PID控制法作為最新的控制方法，能較好地完成數(shù)學(xué)建模需承擔(dān)的控制任務(wù)，但是在具體實(shí)踐中，電力傳動(dòng)系統(tǒng)表現(xiàn)出較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，隨工作狀態(tài)的變化，電機(jī)參數(shù)也不斷變化著，這加劇了傳統(tǒng)建模控制的難度。

使用智能控制，能妥善解決這類問題。智能控制在工作時(shí)主要采取變結(jié)構(gòu)、非線性的模式，它能克服電力傳動(dòng)系統(tǒng)中的參數(shù)變動(dòng)問題，從而保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，在電力傳動(dòng)系統(tǒng)中運(yùn)用智能控制，要以先進(jìn)的控制理念為指導(dǎo)，既要運(yùn)用直接應(yīng)用智能控制，又不能完全摒棄傳統(tǒng)控制方法，要將二者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，吸取傳統(tǒng)控制理念中的精髓，做到物盡其用。以交流電機(jī)來說，閉環(huán)控制和矢量控制都是常見的交流電機(jī)控制方法，那么在引入智能控制時(shí)，要適當(dāng)保留PID控制法和矢量控制法，智能控制以外環(huán)控制的形式存在，而傳統(tǒng)的控制手段可以以輔助控制的形式存在，如此，就可以將各種控制方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而將智能控制的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大，保證系統(tǒng)高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。

作者：何武林單位：遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院