電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的智能控制

【摘要】電力企業(yè)的自動(dòng)化控制發(fā)展是電力行業(yè)發(fā)展的一個(gè)大趨勢，而其中重要的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)智能控制的研究也是一種新型的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的控制策略。智能控制是電氣傳動(dòng)系統(tǒng)提高控制效率和控制精度的控制策略，而且智能控制的應(yīng)用能極大的緩解人力控制的壓力，是值得大力推廣和應(yīng)用的電氣傳動(dòng)控制策略。本文從電氣傳動(dòng)系統(tǒng)智能控制的概念和原理入手，并分析了其應(yīng)用的意義和價(jià)值所在，最后列舉了幾種常用的智能控制方法。

【關(guān)鍵詞】電氣傳動(dòng)系統(tǒng)；智能控制；應(yīng)用

在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的控制方式中，智能控制系統(tǒng)逐步興起并有取代傳統(tǒng)控制方法的趨勢。傳統(tǒng)的控制方法在控制器的設(shè)計(jì)過程中需借助控制過程中對象的模型；而智能控制則能模擬人的大腦思維，在對輸入信號(hào)進(jìn)行分析之后自動(dòng)的調(diào)整控制器，實(shí)現(xiàn)對電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的直接控制。由于智能控制系統(tǒng)的控制過程是依據(jù)系統(tǒng)參數(shù)的變化進(jìn)行的，故而對參數(shù)的非線性因素及參數(shù)的變化能及時(shí)作出反應(yīng)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。智能控制系統(tǒng)的各種優(yōu)勢使其具有很大的推廣應(yīng)用潛質(zhì)，也已經(jīng)被多數(shù)電力企業(yè)所接受。電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)的智能控制原理和應(yīng)用詳細(xì)分析如下：

一、智能控制系統(tǒng)的概念

近幾年我國在自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速，涉及到生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，其控制系統(tǒng)也逐步向智能化的方向邁進(jìn)。所謂的智能控制，是指在控制的過程中能依據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況作出相應(yīng)的反應(yīng)，與原先的固定模式控制有很大的不同。智能控制在控制過程中對一些非線性因素以及突發(fā)情況的處理能力較強(qiáng)，高級的智能控制系統(tǒng)甚至能模擬人腦思維控制的方法，例如：模糊控制、神經(jīng)元控制等。只能控制的發(fā)展就是不斷的對人腦控制的思維功能進(jìn)行分析和解讀，并將研究結(jié)果應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中。現(xiàn)在的智能控制系統(tǒng)部分已經(jīng)育有人腦思維中的一些功能，能對系統(tǒng)事件進(jìn)行分析后決定事件處理的順序，具有十分先進(jìn)的控制能力。

二、智能系統(tǒng)的特點(diǎn)

智能控制區(qū)別于自動(dòng)化控制的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：與傳統(tǒng)自動(dòng)化控制依據(jù)數(shù)學(xué)模型不同，其控制能根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行控制，脫離了數(shù)學(xué)模型的限制；智能控制系統(tǒng)的工作模式采取非線性控制并能模擬人腦思維；智能控制系統(tǒng)能自主提高系統(tǒng)的工作性能，對自身控制模式能依據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整；智能控制系統(tǒng)具有分層處理信息的能力，反應(yīng)速度較快，工作效率也高。

三、智能控制系統(tǒng)常見的控制方式

1.模糊控制

模糊控制器的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，因?yàn)樵谀７氯藗兡：愿拍畹臅r(shí)候需要借助模糊集合來刻畫，繼而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。但模糊控制的優(yōu)勢是輸入輸出特性較為簡單，應(yīng)用過程十分方便。若積分效應(yīng)應(yīng)用在模糊控制器中，其功效就相當(dāng)于PID控制器。

2.單神經(jīng)元控制

在高速解決復(fù)雜問題方面，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但應(yīng)用在智能控制系統(tǒng)中時(shí)，由于缺乏計(jì)算機(jī)硬件的支持，現(xiàn)在的智能控制系統(tǒng)根本無法實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)。退而求其次，我們采取但神經(jīng)元控制器進(jìn)行電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的智能控制，也可以及時(shí)快速的完成系統(tǒng)控制，并提高系統(tǒng)的魯棒性。

四、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)中具有畫蛇添足的作用。通過下面的詳細(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。其控制通過建立簡單的數(shù)學(xué)模型，采取PID控制方式也基本上能讓人滿意。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)對系統(tǒng)控制的影響等問題都能得到很好的解決，很好的提高了系統(tǒng)的魯棒性。具體來說，智能控制在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有：

1.電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的模糊控制

在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中為了通過模糊控制實(shí)現(xiàn)對系統(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)，然后通過五大步驟完成對系統(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、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)，通過模糊PI技術(shù)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)對系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，再通過調(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。

2.電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的單神經(jīng)元控制

在對電氣傳動(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)控制器中最基本的控制單元，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)性能只依賴于其誤差信號(hào)，而不受或少受對象模型參數(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。

五、結(jié)束語

在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中采取智能控制策略時(shí)，也應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的現(xiàn)狀和對智能控制的適應(yīng)性。對于暫時(shí)無法應(yīng)用智能控制的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，我們就應(yīng)采取傳統(tǒng)的控制方案，不能生硬的將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用在所有的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中。我們應(yīng)該揚(yáng)長避短，正確處理傳統(tǒng)控制的繼承與智能控制的發(fā)展之間的關(guān)系，在能發(fā)揮智能控制優(yōu)勢和長處的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中積極的選用智能控制，并適當(dāng)保留矢量控制和PID控制的單元。在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際控制過程中將智能控制作為主要控制單元，而矢量控制和PID控制作為智能控制的輔助控制單元，盡可能的充分發(fā)揮智能控制的優(yōu)勢，提高控制系統(tǒng)的工作效率。

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