摘要:目前,我國現(xiàn)有很多工業(yè)和民用中小型鍋爐,其中大部分自動控制水平很低,存在燃燒不徹底、排煙氧含量偏高、排煙熱損失大等問題,直接造成了鍋爐熱效率低下和大量能源的浪費,同時也給環(huán)境帶來很大的污染,所以實現(xiàn)鍋爐的計算機控制具有重要的意義。采用西門子300PLC為開發(fā)平臺,設(shè)計模糊自整定PID控制器應(yīng)用于工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)克服了鍋爐控制系統(tǒng)的大慣性、非線性等特點,并結(jié)合PID控制穩(wěn)態(tài)精度高的特點,使控制系統(tǒng)有良好的控制效果。在研究模糊控制與傳統(tǒng)PID控制相結(jié)合的基礎(chǔ)上,以工業(yè)鍋爐為對象,設(shè)計了一套完善、實用的自動控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:模糊控制;PID;自整定;鍋爐;PLC

1控制系統(tǒng)方案設(shè)計將鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)作為主要研究內(nèi)容,汽包水位是鍋爐運行論文中的一個重要參數(shù),它體現(xiàn)出鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量和給水量之間的動態(tài)平衡關(guān)系,是鍋爐安全運行的重要條件。汽包水位高會使過熱器的受熱面結(jié)垢而被燒壞;而汽包水位過低則會破壞汽水循環(huán),造成水冷壁管供水不足而被燒毀,甚至引起鍋爐爆炸。鍋爐水位自動控制的任務(wù)就是控制給水流量,使其適應(yīng)蒸發(fā)量的變化,維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。將模糊控制算法引入該系統(tǒng),利用模糊控制易于實現(xiàn)對復(fù)雜對象控制的特點,將有經(jīng)驗的操作人員和專家的控制經(jīng)驗應(yīng)用于控制過程,根據(jù)人工控制規(guī)則組織控制決策表,然后由該表決定PID參數(shù)的輸出值,與傳統(tǒng)的PID控制相結(jié)合,根據(jù)鍋爐汽包水位運行過程中出現(xiàn)的不同狀態(tài)和擾動,在線實時的對PID參數(shù)整定,使系統(tǒng)運行中保持合適的瞬態(tài)參數(shù),易于維持汽包水位在設(shè)定值。針對鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)特點,將蒸汽流量作前饋信號和給水流量作控制信號,設(shè)計了三沖量控制系統(tǒng)。1.1鍋爐汽包水位的三沖量控制方式。汽包水位采用三沖量控制,將蒸汽流量作為前饋信號,把給水流量作為控制信號,組成汽包水位的三沖量控制系統(tǒng)。1.2系統(tǒng)硬件配置。控制器主要由PLC構(gòu)成,采用西門子300PLC為開發(fā)平臺。輸入輸出系統(tǒng)采用分布式I/O(ET200M),通過輸入輸出模塊將現(xiàn)場采集的信號送入到PLC控制器。

2模糊自整定PID控制器設(shè)計2.1設(shè)計原理。模糊自整定PID控制算法是在PID算法的基礎(chǔ)上,以誤差e和誤差變化量ec作為模糊控制器的輸入量,以滿足不同e和ec對控制器參數(shù)的不同要求,根據(jù)模糊合成推理設(shè)計PID參數(shù)的模糊矩陣表。在鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中,輸入變量選擇為汽包水位的偏差值。和偏差值的變化量ec,輸出變量選擇為PID參數(shù)的校正值,即△kp,△ki和△kdd。在模糊自整定PID控制器中,采用的是二維模糊控制器。2.2模糊控制器設(shè)計過程的四個步驟2.2.1構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)構(gòu),根據(jù)采樣得到的系統(tǒng)輸出值,計算所選擇的系統(tǒng)的輸入變量。該步驟所完成的工作就是確定模糊控制器的輸入量和輸出量。2.2.2“模糊化”,即實現(xiàn)輸入量或輸出量的模糊化,通過量化因子和比例因子將精確量變化的范圍(基本論域)模糊化成在模糊集論域范圍內(nèi)。我們可以把精確量用“正大”“、正中”“、負(fù)中”“、負(fù)小”等模糊語言來分成數(shù)個檔。這些檔的大小關(guān)系我們就用在模糊論域上的模糊子集來表示。而模糊子集的大小就和隸屬函數(shù)有關(guān),隸屬函數(shù)通常采用:三角形隸屬函數(shù)、正態(tài)分布隸屬函數(shù)和梯形隸屬函數(shù)等。不同的隸屬函數(shù)代表著不同的系統(tǒng)特性,我們一般在系統(tǒng)誤差較大時采用具有低分辨率隸屬函數(shù),而在系統(tǒng)誤差較小時采用具有高分辨率的隸屬函數(shù)。2.2.3模糊控制表的運算合成,有了前兩個步驟的工作,得到輸入量和輸出量的模糊數(shù),結(jié)合操作經(jīng)驗或數(shù)據(jù),我們就可以將輸入量和控制量的模糊數(shù)安排到由一系列的if-then控制規(guī)則組成的集合中,利用這些規(guī)則信息,采用極大極小值合成法或其他合成算法,我們就可以合成得到控制表。該控制表儲存于計算機中,供程序查詢輸出。2.2.4查詢輸出和輸出量精確化,計算機控制程序通過查詢該控制表,即可以找到對應(yīng)于某模糊數(shù)輸入量的控制量模糊數(shù),再通過輸出量比例因子將模糊輸出控制量轉(zhuǎn)換成進行控制量的精確化輸出,這實際上是在一個輸出范圍內(nèi),找到一個被認(rèn)為最具有代表性的、可直接驅(qū)動控制裝置的確切的輸出控制值。2.3模糊自整定PID控制算法在PLC中編程實現(xiàn)。模糊自整定PID控制算法在西門子300PLC上采用語句表編程方式編程實現(xiàn)。采集誤差信號和誤差變化量信號,將其模糊化到語言變量的論域,采用離線計算的方式將模糊規(guī)則制成模糊查詢表,通過在線的方式查詢模糊控制量輸出,最后將PID參數(shù)校正值與基準(zhǔn)值相加,獲得PID參數(shù)瞬時值,最后進行PID運算,計算得控制量到控制對象執(zhí)行器。在PLC中,使用FB功能塊和DB數(shù)據(jù)塊來實現(xiàn)模糊控制算法。首先離線計算好模糊關(guān)系查詢表,把比例因子值、誤差的上下限值和模糊關(guān)系查詢表R送到DB數(shù)據(jù)塊中存儲起來。在DB數(shù)據(jù)塊中,模糊關(guān)系R要按傾序排放,即按順序先輸入第一列,再輸入第二列,第三列,然后在FB功能塊中完成計算查詢表功能。值得注意的是,在這里采用取整將E單點模糊化,然后,由模糊化子集和模糊關(guān)系風(fēng)求出模糊決策。在程序里,這部分使用比較指令和循環(huán)嵌套來完成。最后,用最大隸屬度法,由模糊決策求出△kp,△ki,△kd,再進行PID增量式運算得輸出控制量。

3結(jié)論根據(jù)鍋爐控制系統(tǒng)的特點,分析了鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的控制任務(wù)及控制目標(biāo),針對工業(yè)過程中出現(xiàn)的非線性、大滯后、強耦合、難于控制的工業(yè)鍋爐控制對象的特點,在傳統(tǒng)PID控制器難以達到理想控制效果的前提下,結(jié)合當(dāng)前發(fā)展比較迅速的模糊控制理論,使用模糊控制理論和PID相結(jié)合的控制器來改造原有的ID控制方式,結(jié)合PID控制中穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點,設(shè)計了模糊自整定PID控制器,實現(xiàn)了PID參數(shù)的在線自整定,使系統(tǒng)保持最優(yōu)的瞬態(tài)參數(shù),使模糊控制與PID控制有機的結(jié)合起來,易于達到滿意的控制效果。

參考文獻

摘要:目前,我國現(xiàn)有很多工業(yè)和民用中小型鍋爐,其中大部分自動控制水平很低,存在燃燒不徹底、排煙氧含量偏高、排煙熱損失大等問題,直接造成了鍋爐熱效率低下和大量能源的浪費,同時也給環(huán)境帶來很大的污染,所以實現(xiàn)鍋爐的計算機控制具有重要的意義。采用西門子300PLC為開發(fā)平臺,設(shè)計模糊自整定PID控制器應(yīng)用于工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)克服了鍋爐控制系統(tǒng)的大慣性、非線性等特點,并結(jié)合PID控制穩(wěn)態(tài)精度高的特點,使控制系統(tǒng)有良好的控制效果。在研究模糊控制與傳統(tǒng)PID控制相結(jié)合的基礎(chǔ)上,以工業(yè)鍋爐為對象,設(shè)計了一套完善、實用的自動控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:模糊控制;PID;自整定;鍋爐;PLC

1控制系統(tǒng)方案設(shè)計將鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)作為主要研究內(nèi)容,汽包水位是鍋爐運行論文中的一個重要參數(shù),它體現(xiàn)出鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量和給水量之間的動態(tài)平衡關(guān)系,是鍋爐安全運行的重要條件。汽包水位高會使過熱器的受熱面結(jié)垢而被燒壞;而汽包水位過低則會破壞汽水循環(huán),造成水冷壁管供水不足而被燒毀,甚至引起鍋爐爆炸。鍋爐水位自動控制的任務(wù)就是控制給水流量,使其適應(yīng)蒸發(fā)量的變化,維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。將模糊控制算法引入該系統(tǒng),利用模糊控制易于實現(xiàn)對復(fù)雜對象控制的特點,將有經(jīng)驗的操作人員和專家的控制經(jīng)驗應(yīng)用于控制過程,根據(jù)人工控制規(guī)則組織控制決策表,然后由該表決定PID參數(shù)的輸出值,與傳統(tǒng)的PID控制相結(jié)合,根據(jù)鍋爐汽包水位運行過程中出現(xiàn)的不同狀態(tài)和擾動,在線實時的對PID參數(shù)整定,使系統(tǒng)運行中保持合適的瞬態(tài)參數(shù),易于維持汽包水位在設(shè)定值。針對鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)特點,將蒸汽流量作前饋信號和給水流量作控制信號,設(shè)計了三沖量控制系統(tǒng)。1.1鍋爐汽包水位的三沖量控制方式。汽包水位采用三沖量控制,將蒸汽流量作為前饋信號,把給水流量作為控制信號,組成汽包水位的三沖量控制系統(tǒng)。1.2系統(tǒng)硬件配置?？刂破髦饕蒔LC構(gòu)成,采用西門子300PLC為開發(fā)平臺。輸入輸出系統(tǒng)采用分布式I/O(ET200M),通過輸入輸出模塊將現(xiàn)場采集的信號送入到PLC控制器。

2模糊自整定PID控制器設(shè)計2.1設(shè)計原理。模糊自整定PID控制算法是在PID算法的基礎(chǔ)上,以誤差e和誤差變化量ec作為模糊控制器的輸入量,以滿足不同e和ec對控制器參數(shù)的不同要求,根據(jù)模糊合成推理設(shè)計PID參數(shù)的模糊矩陣表。在鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中,輸入變量選擇為汽包水位的偏差值。和偏差值的變化量ec,輸出變量選擇為PID參數(shù)的校正值,即△kp,△ki和△kdd。在模糊自整定PID控制器中,采用的是二維模糊控制器。2.2模糊控制器設(shè)計過程的四個步驟2.2.1構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)構(gòu),根據(jù)采樣得到的系統(tǒng)輸出值,計算所選擇的系統(tǒng)的輸入變量。該步驟所完成的工作就是確定模糊控制器的輸入量和輸出量。2.2.2“模糊化”,即實現(xiàn)輸入量或輸出量的模糊化,通過量化因子和比例因子將精確量變化的范圍(基本論域)模糊化成在模糊集論域范圍內(nèi)。我們可以把精確量用“正大”“、正中”“、負(fù)中”“、負(fù)小”等模糊語言來分成數(shù)個檔。這些檔的大小關(guān)系我們就用在模糊論域上的模糊子集來表示。而模糊子集的大小就和隸屬函數(shù)有關(guān),隸屬函數(shù)通常采用:三角形隸屬函數(shù)、正態(tài)分布隸屬函數(shù)和梯形隸屬函數(shù)等。不同的隸屬函數(shù)代表著不同的系統(tǒng)特性,我們一般在系統(tǒng)誤差較大時采用具有低分辨率隸屬函數(shù),而在系統(tǒng)誤差較小時采用具有高分辨率的隸屬函數(shù)。2.2.3模糊控制表的運算合成,有了前兩個步驟的工作,得到輸入量和輸出量的模糊數(shù),結(jié)合操作經(jīng)驗或數(shù)據(jù),我們就可以將輸入量和控制量的模糊數(shù)安排到由一系列的if-then控制規(guī)則組成的集合中,利用這些規(guī)則信息,采用極大極小值合成法或其他合成算法,我們就可以合成得到控制表。該控制表儲存于計算機中,供程序查詢輸出。2.2.4查詢輸出和輸出量精確化,計算機控制程序通過查詢該控制表,即可以找到對應(yīng)于某模糊數(shù)輸入量的控制量模糊數(shù),再通過輸出量比例因子將模糊輸出控制量轉(zhuǎn)換成進行控制量的精確化輸出,這實際上是在一個輸出范圍內(nèi),找到一個被認(rèn)為最具有代表性的、可直接驅(qū)動控制裝置的確切的輸出控制值。2.3模糊自整定PID控制算法在PLC中編程實現(xiàn)。模糊自整定PID控制算法在西門子300PLC上采用語句表編程方式編程實現(xiàn)。采集誤差信號和誤差變化量信號,將其模糊化到語言變量的論域,采用離線計算的方式將模糊規(guī)則制成模糊查詢表,通過在線的方式查詢模糊控制量輸出,最后將PID參數(shù)校正值與基準(zhǔn)值相加,獲得PID參數(shù)瞬時值,最后進行PID運算,計算得控制量到控制對象執(zhí)行器。在PLC中,使用FB功能塊和DB數(shù)據(jù)塊來實現(xiàn)模糊控制算法。首先離線計算好模糊關(guān)系查詢表,把比例因子值、誤差的上下限值和模糊關(guān)系查詢表R送到DB數(shù)據(jù)塊中存儲起來。在DB數(shù)據(jù)塊中,模糊關(guān)系R要按傾序排放,即按順序先輸入第一列,再輸入第二列,第三列,然后在FB功能塊中完成計算查詢表功能。值得注意的是,在這里采用取整將E單點模糊化,然后,由模糊化子集和模糊關(guān)系風(fēng)求出模糊決策。在程序里,這部分使用比較指令和循環(huán)嵌套來完成。最后,用最大隸屬度法,由模糊決策求出△kp,△ki,△kd,再進行PID增量式運算得輸出控制量。

3結(jié)論根據(jù)鍋爐控制系統(tǒng)的特點,分析了鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的控制任務(wù)及控制目標(biāo),針對工業(yè)過程中出現(xiàn)的非線性、大滯后、強耦合、難于控制的工業(yè)鍋爐控制對象的特點,在傳統(tǒng)PID控制器難以達到理想控制效果的前提下,結(jié)合當(dāng)前發(fā)展比較迅速的模糊控制理論,使用模糊控制理論和PID相結(jié)合的控制器來改造原有的ID控制方式,結(jié)合PID控制中穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點,設(shè)計了模糊自整定PID控制器,實現(xiàn)了PID參數(shù)的在線自整定,使系統(tǒng)保持最優(yōu)的瞬態(tài)參數(shù),使模糊控制與PID控制有機的結(jié)合起來,易于達到滿意的控制效果。

參考文獻

摘要：本文研究在研究"MWC卷煙平均重量控制系統(tǒng)"的總體方案，闡述了系統(tǒng)總體設(shè)計、硬件設(shè)計和軟件設(shè)計；并且通過模糊自動控制原理的分析和模糊控制器的設(shè)計，將模糊控制應(yīng)用于煙重控制系統(tǒng)中，并針對卷煙機的卷煙平均重量自動控制。文中用于控制煙重的新的模糊控制算法，可作為一種通用的控制算法。算法涉及模糊控制器的輸入／輸出?？刂破饔闷骄亓康钠詈妥兓蕘砭S持一個恒定的輸出煙重。

關(guān)鍵詞：平均重量控制器、模糊控制、自調(diào)整算法

【"MWC計算機模糊控制系統(tǒng)"簡介】

新型"煙棒生產(chǎn)線實時重量檢測控制系統(tǒng)"是南京智能技術(shù)研究所和本文作者聯(lián)合研究設(shè)計、協(xié)作研制開發(fā)的一個科研項目。它是卷煙生產(chǎn)流水線的核心設(shè)施，能用于生產(chǎn)中進行性能測試、成品質(zhì)量抽撿、采集和處理數(shù)據(jù)、控制生產(chǎn)等工作的配套綜合系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的使用、微機化數(shù)字儀表的研制以及先進的模糊控制技術(shù)的應(yīng)用，必將使該系統(tǒng)能在實用、可靠的基礎(chǔ)上，同時具備性能優(yōu)越、技術(shù)先進、操作靈活、維護方便等特點，它也應(yīng)當(dāng)成為新型卷煙生產(chǎn)流水線的最佳選擇。

在卷煙平均重量集散微機測控系統(tǒng)中，采用了先進的模糊控制器作為卷煙平均重量控制器，該控制器在響應(yīng)快、超調(diào)小、對參數(shù)變化不敏感等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)控制的控制效果。本系統(tǒng)中對于煙重等環(huán)節(jié)所采用的先進的模糊控制方法，將把卷煙平均重量測控系統(tǒng)推向新的高度。

§1MWC模糊控制器總述（實用的模糊微機控制系統(tǒng)）

摘要：針對目前煤礦井下排水系統(tǒng)存在自動化程度低、設(shè)備運行能耗大、水泵啟停頻繁的問題，對礦井自動排水系統(tǒng)和控制策略進行研究，設(shè)計了正壓給水方式下以PLC控制為主、三維模糊控制為輔的煤礦排水系統(tǒng)，同時介紹了系統(tǒng)硬件組成以及三維模糊控制器的設(shè)計過程。在MATLAB中建立模型仿真驗證了三維模糊控制器的響應(yīng)速度優(yōu)于二維模糊控制器。井下試驗結(jié)果表明，使用新的控制策略后，水位變化呈現(xiàn)更加理想的W形，水泵啟停次數(shù)較改進前也有所減少，在節(jié)約電能的同時延長了水泵的使用壽命。

關(guān)鍵詞：礦井排水；自動控制；控制策略；正壓給水

礦井排水系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)過程中十分重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的以繼電器控制、用人工檢測水倉水位及設(shè)備運行狀況的方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。近年來，關(guān)于自動化煤礦排水系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得很大進展。自動化程度較高的排水系統(tǒng)可實現(xiàn)自動監(jiān)測井下水倉水位和涌水速率，并以此確定開啟幾臺水泵進行排水；根據(jù)水泵運行效率、當(dāng)前電價計費時段，確定開啟哪臺水泵同時記錄這臺水泵的運行時間。因為排水系統(tǒng)非線性、時變的特性，所以很難通過建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型達到控制要求。與傳統(tǒng)控制不同，模糊控制不需要知道被控對象的數(shù)學(xué)模型就可以做出控制決策。目前，控制系統(tǒng)中二維模糊控制器的使用最為廣泛。由于二維模糊控制在消除穩(wěn)態(tài)誤差方面存在一定限制，所以控制性能相對較差。相比于二維模糊控制，三維模糊控制增加了變量輸入，細(xì)化了模糊控制規(guī)則，能夠更好地反映系統(tǒng)的動態(tài)特性。本文使用三維模糊控制方法對礦井排水策略進行研究。

1礦井排水控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

（1）系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)以西門子S7-1200PLC為核心控制器，結(jié)合液位、溫度、流量、壓力、真空度等傳感器，對整體泵房內(nèi)各種設(shè)備的參數(shù)如水位、水泵和管路進出口壓力、電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等參數(shù)進行實時監(jiān)測。PLC對采集的水位、涌水速度及各設(shè)備的運行參數(shù)進行運算處理，根據(jù)實際工況將控制指令傳送至電動閥門和水泵開關(guān)，控制相應(yīng)水泵的啟停、排水管路切換。排水系統(tǒng)采用正壓給水的方式進行排水，即在主排水泵前端串聯(lián)1臺等流量低揚程的潛水泵給主排水泵提供正向壓力水，串聯(lián)后水泵組的流量不變，總揚程提高。理論上，當(dāng)泵的必須蝕余量遠(yuǎn)小于泵的有效汽蝕余量時，水泵不會發(fā)生汽蝕，所以泵組啟動時先啟動潛水泵，待水流穩(wěn)定后，再啟動主排水泵。這樣，礦井水在進入主排水泵之前就具有了一定的壓力，從汽蝕產(chǎn)生原理上改善了主泵的汽蝕，延長水泵的壽命。（2）系統(tǒng)硬件控制系統(tǒng)硬件選擇是非常重要的，它不僅影響系統(tǒng)檢測精度，還影響系統(tǒng)的運行狀況。排水系統(tǒng)的硬件主要由礦用隔爆兼本安型PLC控制箱、礦用本安型溫度、壓力、液位、流量傳感器、電動閘閥等設(shè)備構(gòu)成?？删幊炭刂破鬟x擇S7-1200，CPU模塊選擇1241C?？刂葡到y(tǒng)能夠同時采集開關(guān)量和模擬量信息，把采集到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控上位機，同時按照監(jiān)控中心輸送來的控制命令，以開關(guān)量的形式控制水泵的運行工作。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2三維模糊控制策略

[論文關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)自動化智能技術(shù)

[論文摘要]簡單回顧模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制、線性最優(yōu)控制、綜合智能控制等典型智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的運用。

電力系統(tǒng)是一個巨維數(shù)的典型動態(tài)大系統(tǒng)，它具有強非線性、時變性且參數(shù)不確切可知，并含有大量未建模動態(tài)部分。電力系統(tǒng)地域分布廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等等復(fù)雜的物理特性，對這樣的系統(tǒng)實現(xiàn)有效控制是極為困難的。另一方面，由于公眾對新建高壓線路的不滿情緒日益增加，線路造價，特別是走廊使用權(quán)的費用日益昂貴等客觀條件的限制，以及電力網(wǎng)的不斷增大，使得人們對電力系統(tǒng)的控制提出了越來越高的要求。正是由于電力系統(tǒng)具有這樣的特征，一些先進的控制手段不斷地引入電力系統(tǒng)。本文回顧了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制、線性最優(yōu)控制、綜合智能控制等五種典型智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用。

一、模糊控制

模糊方法使控制十分簡單而易于掌握，所以在家用電器中也顯示出優(yōu)越性。建立模型來實現(xiàn)控制是現(xiàn)代比較先進的方法，但建立常規(guī)的數(shù)學(xué)模型，有時十分困難，而建立模糊關(guān)系模型十分簡易，實踐證明它有巨大的優(yōu)越性。模糊控制理論的應(yīng)用非常廣泛。例如我們?nèi)粘Ｋ玫碾姛釥t、電風(fēng)扇等電器。這里介紹斯洛文尼亞學(xué)者用模糊邏輯控制器改進常規(guī)恒溫器的例子。電熱爐一般用恒溫器（thermostat）來保持幾擋溫度，以供烹飪者選用，如60，80，100，140℃。斯洛文尼亞現(xiàn)有的恒溫器在100℃以下的靈敏度為±7℃，即控制器對±7℃以內(nèi)的溫度變化不反應(yīng)；在100℃以上，靈敏度為±15℃。因此在實際應(yīng)用中，有兩個問題：①冷態(tài)啟動時有一個越過恒溫值的躍升現(xiàn)象；②在恒溫應(yīng)用中有圍繞恒溫擺動振蕩的問題。改用模糊控制器后，這些現(xiàn)象基本上都沒有了。模糊控制的方法很簡單，輸入量為溫度及溫度變化兩個語言變量。每個語言的論域用5組語言變量互相跨接來描述。因此輸出量可以用一張二維的查詢表來表示，即5×5=25條規(guī)則，每條規(guī)則為一個輸出量，即控制量。應(yīng)用這樣一個簡單的模糊控制器后，冷態(tài)加熱時躍升超過恒溫值的現(xiàn)象消失了，熱態(tài)中圍繞恒溫值的擺動也沒有了，還得到了節(jié)電的效果。在熱態(tài)控制保持100℃的情況下，33min內(nèi)，若用恒溫器則耗電0.1530kW·h，若用模糊邏輯控制，則耗電0.1285kW·h，節(jié)電約16.3%，是一個不小的數(shù)目。在冷態(tài)加熱情況下，若用恒溫器加熱，則能很快到達100℃，只耗電0.2144kW·h，若用模糊邏輯控制，達到100℃時需耗電0.2425kW·h。但恒溫器振蕩穩(wěn)定到100℃的過程，耗電0.1719kW·h，而模糊邏輯控制略有微小的擺動，達到穩(wěn)定值只耗電0.083kW·h?？傆嬤_100℃恒溫的耗電量，恒溫器需用0.3863kW·h，模糊邏輯控制需用0.3555kW·h，節(jié)電約15.7%。

二、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

1輪轂電機HEV

1.1基本結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以傳統(tǒng)前置前驅(qū)車輛動力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過在后輪引入2個獨立驅(qū)動的輪轂電機，構(gòu)成了整車發(fā)動機、電機雙動力源驅(qū)動的混合動力布置形式。

1.2工作模式

車輛運行過程中，整車控制器根據(jù)當(dāng)前車輛轉(zhuǎn)矩需求、動力電池組SOC等狀態(tài)信息，合理確定發(fā)電機、輪轂電機的工作狀態(tài)，從而可以使輪轂電機HEV工作在不同的工作模式。

2模糊控制器設(shè)計

通過分析與研究，得出產(chǎn)品的感性意象詞匯、造型設(shè)計要素以及感性評價矩陣，并對模糊邏輯進行有效的利用，使相關(guān)的感性評價尺度向工學(xué)尺度進行一定程度的轉(zhuǎn)化，這樣一來，就能夠?qū)Ξa(chǎn)品造型設(shè)計要素與感性意向之間的關(guān)系進行有效的建立。

產(chǎn)品感性意象與造型設(shè)計要素分析

對于產(chǎn)品感性意向設(shè)計而言，它首先是要建立在人的感知基礎(chǔ)之上，然后再以造型基礎(chǔ)為對象，對非理性的感性意向信息進行一定程度上的量化，并在此前提之下對相關(guān)概念進行設(shè)計。而在產(chǎn)品感性意向的設(shè)計當(dāng)中，它所涉及的要素相對較多。因此為了對研究提供便利，在本文的研究中消除了色彩因素。根據(jù)我們的研究與分析，首先對折疊自行車的感性詞匯進行了一定程度上的確定，主要為如下感性詞匯：簡潔的、精致的、高貴的、時尚的、有趣的、輕便的、休閑的、人性化的、實用的等。在本文的研究中，主要選擇“優(yōu)美的”進行分析。

確定設(shè)計要素要想對要素進行有效的確定，首先需要對相關(guān)的圖片進行搜集與整理，并在其中優(yōu)化選擇出15個進行具體研究，而另外的三個則被作為測驗對象進行一定程度的模糊邏輯模型測驗。一般情況下，在一輛完整的折疊自行車之中，包含了1000余個零件，根據(jù)零件的類型對其進行分類，一共可以分為25類部件，然后再對形態(tài)分析法進行有效的利用，對這35個部件進行相應(yīng)的形態(tài)分解，根據(jù)分解，原先的25個部件被劃分為8個造型設(shè)計要素，這8個造型設(shè)計要素分別是車架、車把、中軸、鞍座、衣架、擋泥板、車輪、鏈條傳動形式等。

評價感性意向首先，應(yīng)當(dāng)進行調(diào)查問卷的設(shè)計，在設(shè)計時，對七階李克特量表進行了一定程度上的利用，該量表要求被試對某一敘述，在七階的評價尺度中進行選擇，尺度一表示的主要是非常不同意，而尺度四則表示的是普通。對于尺度七而言，它表示的主要是非常同意。在調(diào)查問卷設(shè)計完成之后，對20位被試進行調(diào)查，并對相關(guān)的調(diào)查結(jié)果進行有效的記錄與整理，最終得到感性評價矩陣，具體見表2所示：

產(chǎn)品感性意象設(shè)計的模糊邏輯實現(xiàn)

1車輛智能主動型安全系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和工作方式

1.1總體結(jié)構(gòu)及功能分析

1.1.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

車輛智能主動型安全系統(tǒng)是由多個不同的功能模塊所組成的，主要模塊包括實時監(jiān)測與綜合信息處理模塊、智能模糊控制器、顯示與報警模塊、匹配控制模塊和緊急情況處理模塊；除此之外，還包括各種傳感器以及I/O電路等。

1.1.2功能分析

首先對于實時監(jiān)測和信息處理來說，其主要是用于對車輛的前方、左右兩側(cè)以及后方存在的障礙物進行檢測，并同時對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進行綜合處理。另外，顯示與報警模塊組成主要包括周邊環(huán)境液晶顯示模塊、燈光報警模塊以及語音報警模塊。其次，作為車輛智能主動型安全系統(tǒng)的關(guān)鍵及核心部分，控制與決策上位機主要是用來進行車輛工況參數(shù)信息的采集以及車距信息的接受，隨后通過模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對下位機傳送來的各項車距信息進行判斷和決策，最后提示出相應(yīng)的控制指令。最后，周邊環(huán)境液晶顯示模塊具有對車輛周邊情況進行綜合顯示的功能，在緊急狀況下，語音報警模塊能夠利用語音提醒功能來提示駕駛員，以便讓駕駛員積極采取措施處理當(dāng)前危急情況。燈光報警模塊一般是利用不同顏色的指示燈來發(fā)揮其對車輛所處位置及安全性進行提醒的作用。緊急事件處理模塊的主要功能是在危急情況下依靠對發(fā)動機節(jié)氣門、制動以及專項等執(zhí)行機構(gòu)的控制，從而自動采取相應(yīng)的緊急避讓措施，以此確保車輛的行車安全。匹配控制模塊主要是在安全系統(tǒng)正常狀態(tài)下，和車輛發(fā)動機的集中控制裝置進行適應(yīng)性匹配控制，進一步對汽車發(fā)動機燃油的經(jīng)濟性和動力性實施優(yōu)化處理。在應(yīng)對當(dāng)前緊急情況時，能夠有效確保傳動裝置以及發(fā)動機快速響應(yīng)、制動的作用，并盡可能地確保行車舒適性要求，與此同時，依靠車速傳感器等設(shè)備向模糊控制其傳遞響應(yīng)的車輛實況信息，從而便于其對車速以及節(jié)氣門位置的實時監(jiān)測。

摘要：本文論述了人工智能在電氣傳動領(lǐng)域的發(fā)展概況。其中主要包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的應(yīng)用特點及發(fā)展趨勢等

關(guān)鍵詞：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模糊神經(jīng)元控制自適應(yīng)控制

一、引言

人工智能控制技術(shù)一直沒能取代古典控制方法。但隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，控制器設(shè)計的常規(guī)技術(shù)正逐漸被廣泛使用的人工智能軟件技術(shù)(人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等)所替代。這些方法的共同特點是：都需要不同數(shù)量和類型的必須的描述系統(tǒng)和特性的“apriori”知識。由于這些方法具有很多優(yōu)勢，因此工業(yè)界強烈希望開發(fā)、生產(chǎn)使用這些方法的系統(tǒng)，但又希望該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、性能優(yōu)異。

由于控制簡單，直流傳動在過去得到了廣泛的使用。但由于它們眾所周知的限制以及DSP技術(shù)的進步，直流傳動正逐漸被高性能的交流傳動所取代。但最近，許多廠商也推出了一些改進的直流驅(qū)動產(chǎn)品，但都沒有使用人工智能技術(shù)。具信使用人工智能的直流傳動技術(shù)能得到進一步的提高。

高性能的交流傳動瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩的控制性能類似于他勵直流電機的控制性能?，F(xiàn)有兩種高性能交流傳動的控制方法：矢量控制(VC)和直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)。矢量控制是德國的研究人員在二十多年前提出的，現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，并已廣泛應(yīng)用，很多生產(chǎn)廠商都推出了他們的矢量控制交流傳動產(chǎn)品，最近又大量推出了無速度傳感器的矢量控制產(chǎn)品。盡管在高性能驅(qū)動產(chǎn)品中使用AI技術(shù)會極大地提高產(chǎn)品的性能，可是到目前為止只有兩個廠家在他們的產(chǎn)品中使用了人工智能(AI)控制器；直接轉(zhuǎn)矩控制是大約在十五年前由德國和日本的研究人員提出的，在過去十年中得到大量的研究，現(xiàn)在ABB公司已向市場推出了直接轉(zhuǎn)矩控制的傳動產(chǎn)品，使得人們對直接轉(zhuǎn)矩控制的研究興趣增加，將來在直接轉(zhuǎn)矩控制中將會用到人工智能技術(shù)，并將完全地不需要常規(guī)的電機數(shù)學(xué)模型了。

摘要:中國每年排放的污水?dāng)?shù)量驚人，大量的城市污水造成了水資源的極大浪費，同時也加劇了中國水污染現(xiàn)象，人均水資源緊缺問題愈發(fā)嚴(yán)重，正是由于這個原因，污水處理成為國家注視的焦點，現(xiàn)有的污水處理控制技術(shù)存在多種問題，而智能控制技術(shù)可以很好的解決這些問題，本文就談?wù)勎鬯幚碇械闹悄芸刂萍夹g(shù)。

關(guān)鍵詞:污水處理;原因;智能控制技術(shù)

隨著經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)廢水和生活污水總量上升，水污染現(xiàn)象嚴(yán)重，國家對此保持高度重視，在各個城市建立了污水處理廠，對污水進行一系列工藝的處理之后，使其達到排放標(biāo)準(zhǔn)，以此降低水污染嚴(yán)重程度。污水處理過程具有多變量、非線性、時變性與隨機性的特點，其控制過程十分復(fù)雜［1］，我國的污水處理廠引進污水治理工藝時間較晚，其自動化程度有待提高，由此造成的設(shè)備使用壽命降低、管理雜亂、實時性較弱等情況使得出水水質(zhì)不穩(wěn)定，因此提出將智能控制技術(shù)應(yīng)用于城市污水處理。

一、什么是智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)是控制理論發(fā)展的新階段，主要用來解決那些傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。常用的智能技術(shù)包括模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、分層遞階控制、遺傳算法等［2］。因為污水處理過程中的控制過程復(fù)雜，傳統(tǒng)的控制方法難以實現(xiàn)對污水處理的實時控制，而相對于傳統(tǒng)的控制方法，智能控制技術(shù)在控制污水處理過程中的優(yōu)點極為明顯。

二、為什么在城市污水處理中應(yīng)用智能控制技術(shù)