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1、智能控制的發(fā)展，應用及展望周杰21225062摘要：智能控制是當今控制學領域研究和發(fā)展的熱點之一。本文論述了智能控制的發(fā)展過程，相比傳統(tǒng)控制的優(yōu)勢，在低壓電器中的應用，并對其未來發(fā)展做了展望。關鍵詞：發(fā)展歷史；智能控制；低壓電器技術；模糊控制；人工智能；展望1.智能控制的發(fā)展歷史從20世紀60年代起，由于空間技術、計算機技術及人工智能技術的發(fā)展，控制界學者在研究自組織、自學習控制的基礎上，為了提高控制系統(tǒng)的自學習能力，開始注意將人工智能技術與方法應用于控制系統(tǒng)。1965年，美國著名控制論專家Zadeh創(chuàng)立了模糊集合
2、論，為解決復雜系統(tǒng)的控制問題提供了強有力的數學工具；同年，美國著名科學家Feigenbaum著手研制世界上第一個專家系統(tǒng)；就在同年，傅京孫首先提出把人工智能中的直覺推理方法用于學習控制系統(tǒng)。1996年，Mendl進一步在空間飛行器的學習控制系統(tǒng)中應用了人工智能技術，并提出了“人工智能控制”的概念。直到1967年，Leondes和Mendel才首先正式使用“智能控制”一詞，并把記憶、目標分解等一些簡單的人工智能技術用于學習控制系統(tǒng)、提高了系統(tǒng)處理不確定性問題的能力。從20世紀70年代開始，傅京孫、Glorios和Sa
3、ridis等人從控制論角度進一步總結了人工智能技術與自適應、自組織、自學習控制的關系，正式提出了智能控制就是人工智能技術與控制理論的交叉，并創(chuàng)立了人—機交互式分級遞階智能控制的系統(tǒng)結構。在70年代中后期，以模糊集合論為基礎，從模仿人的控制決策思想出發(fā)，智能控制在另一個方向—規(guī)則控制上也取得了重要的進展。進入80年代以來，由于微機的迅速發(fā)展以及人工智能的重要領域—專家系統(tǒng)技術的逐漸成熟，使得智能控制和決策的研究及應用領域逐步擴大，并取得了一批應用成果。80年代后期，神經網絡的研究獲得了重要進展，為智能控制的研究起到了
4、重要的促進作用。2.智能控制的分支目前關于智能控制的研究和應用沿著幾個主要的分支發(fā)展，主要有專家控制、模糊控制、神經網控制、學習控制、基于知識的控制、復合智能控制、基于進化機制的控制、自適應控制等等。有的已在現代工業(yè)生產過程與智能自動化方面投入應用。主要介紹如下：專家控制是由K.J.Astrom將人工智能中的專家系統(tǒng)技術引入到控制系統(tǒng)。組成的一種類型的智能控制。借助專家系統(tǒng)技術，將常規(guī)的RLS控制、最小方差控制等不同方法有機結合起來P能根據不同的情況分別采取不同的控制策略。模糊控制自1965年Zadeh教授創(chuàng)建模糊
5、集理論和1974年英國的Mamdani成功地將模糊控制應用于蒸汽機控制以來，模糊控制得到了很大的發(fā)展和廣泛的應用。模糊控制是基于模糊推理、模仿人的思維方式、對難以建立精確數學模型的對象實施的一種控制，成為處理推理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中不精確和不確定性的一種有效方法，構成了智能控制的重要組成部分。神經網絡控制是另一類智能控制的重要形式。神經網絡模擬人的大腦神經結構和功能，具有很強的自學習和自適應功能，近10年來發(fā)展迅速，在系統(tǒng)控制、系統(tǒng)辯識、故障診斷和容錯控制中得到很好的應用P成為當今智能控制中的研究熱點領域之一。學習控制
6、系統(tǒng)是—個能在其運行過程中逐步獲得受控過程及環(huán)境的非預知信息，積累控制經驗，并在一定的評價標準下進行估值、分類、決策和不斷改善系統(tǒng)品質的自動控制系統(tǒng)。學習控制具有搜索、識別、記憶、推理4個主要功能。傅京孫指出：幾乎所有的學習算法都具有相似的學習特性。較復雜的在線學習技術的實現需要高速度和大容量的計算機。將各種智能控制方法的交叉應用是當前智能控制領域主要應用方向之一.在模糊神經網絡控制、專家模糊控制、專家神經網絡控制、模糊變結構控制、自適應模糊控制、自適應神經網絡控制、神經網絡變結構控制等多種控制方法中。有時應用起來
7、非常困難。例如系統(tǒng)采用模糊控制P要建立正確的模糊規(guī)則和隸屬函數非常困難。而人工神經網絡具有較強的自學習功能和容錯能力.但很難確定網絡的結構和規(guī)模,難以實現If-Then規(guī)則編碼。因此,將神經網絡和模糊系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點結合起來，使控制器既具有神經網絡的學習功能、容錯能力和連接式結構,又具有高級的If-Then規(guī)則并易于嵌入專家系統(tǒng)，提高了智能控制的應用范圍。3.智能控制與傳統(tǒng)控制的比較分析3.1傳統(tǒng)控制的特點以穩(wěn)定性的理論和反饋理論為基礎的自動控制理論，使傳統(tǒng)控制得到了巨大的發(fā)展，主要形成了四方面的特點：（1）具有完
8、整的理論體系，形成了以反饋理論為核心，以精確的數學模型為基礎，以微分和積分為主要數學工具。以線性定常系統(tǒng)為主要研究對象的完善的理論和應用方法；（2）形成了以時域法、根軌跡法、線性系統(tǒng)為基礎的分析方法；（3）具有嚴格的性能指標體系，穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能都有具體而嚴格的指標；（4）在單機自動化，不太復雜的過程控制及系統(tǒng)工程領域中得到了廣泛而成功的應用。3.2傳統(tǒng)控
