智能控制综述

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智能控制概论

内蒙古科技大学 智能控制概论结课报告 题目:一级倒立摆板模糊控制 学生姓名: 学号: 专业:测控技术与仪器 班级: 指导教师:刘慧博

目录 第1章概述 (3) 1.1 一阶倒立摆的概述 (3) 1.2 倒立摆系统的组成 (4) 1.3 倒立摆的控制方法 (4) 第二章倒立摆的建模 (5) 2.1 一级倒立摆的物理模型 (5) 2.2 数学模型的建立 (5) 2.3 模糊控制器的设计 (7) 第三章一级倒立摆系统的Simulink模型及系统仿真 (8) 3.1 MATLAB及Simulink (8) 3.2 一级倒立摆系统的Simulink的模型 (8) 3.3 仿真结果 (9) 第四章总结 (10) 参考文献 (11)

第1章概述 1.1 一阶倒立摆的概述 倒立摆系统是典型的自不稳定的非线性系统,由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性,许多抽象的控制概念如控制系统的稳定性、可控性、快速性和抗干扰能力,都可以通过倒立摆系统直观地表示出来。 早在20世纪60年代,人们就开始了对倒立摆系统的研究。1966年Schacfer 和Cannon应用Bang-Bang控制理论,将一个曲轴稳定于倒置位置。到了20世纪60年代后期,倒立摆作为一个典型不稳定、非线性的例证被提出。自此,对于倒立摆系统的研究便成了控制界关注的焦点。 倒立摆的种类很多,有悬挂式倒立摆、平行倒立摆、环形倒立摆、平面倒立摆;倒立摆的级数可以是一级、二级、三级、四级乃至多级;倒立摆的运动轨道可以是水平的,还可以是倾斜的(这对实际机器人的步行稳定控制研究更有意义);控制电机可以是单电机,也可以是多级电机。 目前有关倒立摆的研究主要集中在亚洲,如中国的北京师范大学、北京航空航天大学、中国科技大学;日本的东京工业大学、东京电机大学、东京大学;韩国的釜山大学、忠南大学,此外,俄罗斯的圣彼得堡大学、美国的东佛罗里达大学、俄罗斯科学院、波兰的波兹南技术大学、意大利的佛罗伦萨大学也对这个领域有持续的研究。近年来,虽然各种新型倒立摆不断问世,但是可自主研发并生产倒立摆装置的厂家并不多。目前,国内各高校基本上都采用香港固高公司和加拿大Quanser公司生产的系统;其它一些生产厂家还包括(韩国)奥格斯科技发展有限公司(FT-4820型倒立摆)、保定航空技术实业有限公司;最近,郑州微纳科技有限公司的微纳科技直线电机倒立摆的研制取得了成功。

智能控制在汽车上应用的进展综述

智能控制在汽车上应用的进展综述 一、简介 1.1汽车智能化综述 从上个世纪的末期,全球的汽车以汽车的电动化、智能化、网联化为主题进入一个重大的历史时期。到本世纪初,随着ICT技术的发展,汽车的智能化和网联化系统随之诞生,由此产生了一种新型的交通系统。 “智能汽车”是在普通汽车的基础上增加了先进的传感器、控制器、执行器等装置,通过车载传感系统和信息终端实现与人、车、路等的智能信息交换,使汽车具备智能的环境感知能力,能够自动分析汽车行驶的安全及危险状态,并使汽车按照人的意愿到达目的地,最终实现替代人来操作的目的。 从汽车自身的智能化来讲,我们现在处于这种汽车的一种智能化的初级阶段,即智能驾驶辅助这个阶段,其终极目标就是无人驾驶。另外从智能汽车发展模式来讲是两种模式,一种是依靠自身车载传感决策和控制系统,来实现自动驾驶。另外一种是通过协同的方式,借助通信的技术,利用车联网和物联网的整合,来实现它的整个一种智能化的驾驶。 总之,汽车的智能化可以归结为两轴或者两个发展,一个是纵轴,就是由现在的部分功能的替代到以后完全的无人化驾驶,另外一个就是自身的提升,单车的智能化并不能解决交通的问题,所以必须通过网联化把汽车和交通系统,交通所有参与者在一个平台上一个系统下进行完全的可控可调,这样才能彻底地改变交通社会现在面临的诸如安全、拥堵、节能的问题。所以未来期望或者目标的实现是一个智能网联的汽车。 智能汽车它会带来对我们社会产业带来什么样的变化?首先我们关注的是安全,通过汽

车的智能化、网联化,交通事故可以降低到目前的1%。现在每年因为交通事故死亡人数大概130万,也就是说在不远的将来也许二十年三十年以后,全球交通事故死亡率会低于1万甚至更低,未来接近的目标是零死亡零事故。第二,对于交通拥堵、油耗,对于整个经济,还有对于人的生活方式的影响都有非常高的期待。 1.2国内外汽车智能化研究现状 就汽车智能化发展而言,从美国来讲,从本世纪初他们对于智能汽车提出了一个定义,把它分为五个等级,第一个等级就是没有智能化,第二个等级是具有特殊功能的一些驾驶辅助,第三个等级是一个部分的自动驾驶,然后是高度自动驾驶到完全自动驾驶,以及无人驾驶这样五个等级,它设计的目标是到2025年能够实现完全智能驾驶。所以基于此,美国专门成立了交通变革研究中心,另外其交通部将推动汽车智能化网联化的发展作为一个国家战略,在。对于欧盟来讲,它制定了详细的发展路径图,就是从当下现有的驾驶辅助到2030年实现无人驾驶,或者能够产生无人驾驶的这种技术和产品,这是它的愿景。从日本来讲,不光从车,还从车和路两端来进行协调的发展,日本这一个计划详细地定义了从汽车、道路到各种法规协调发展的一个庞大的技术。 发展汽车智能化一个强劲的动力是标准,汽车这个技术持续的迭代是依托于标准的,一个是排放的法规,一个是碰撞的法规,现在主动安全或智能安全的一些项目,已经纳入了汽车的法规评定体系DSRC里,这是对于技术持续进步的一个强大的推进力。 从欧美整个发展情况比较来看各有特色,美国主打推动IT企业,并在该领域独领风骚,另外它在程序还有法规方面也是领先一步,从日本来讲,它的信息化体系是全球做得最为完备的,它现在有一个VICS,交通系统信息,现在整个汽车是8千多万辆,有4千万辆已经入网,对于大数据信息化它有很强的一些设备支持。另外以丰田、日产这些汽车企业主导智

(完整版)基于单片机的智能鱼缸的设计与实现文献综述

单片机技术、传感器信息采集技术与Android技术简介 李洋 (一)智能鱼缸概述 随着人们生活水平的不断提高,家居环境或是休闲娱乐场所都安装各种各样的观赏型鱼缸,而保持一个适宜水族生活的环境是一件非常耗费精力的工作。针对水族生活环境的净化和改善的设备有很多,目前市场上常用的鱼缸控制系统有:换水器、加氧泵等改善水质的设备,但是它们大多是非智能化的、单独工作的器件。如果仅仅把多个单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统,需要投入的费用较大,同时多个单一器件机械化的组装之后,也存在一定的资源浪费,并且不便于管理控制,该系统则是从系统集成开发的角度进行设计和开发,根据当前市场上的需求,形成了一套集自动充氧、自动水位控制进排水、灯光照明和自动喂食等功能为一体的控制系统。系统以STC12C5A60S2 单片机为核心,实现对鱼缸的集中控制和管理,并通过手机端APP与人进行信息交互。 (二)嵌入式技术 1.嵌入式技术简介 嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成,它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式系统是一种面向应用、功能定制、资源受限、响应要求高、性能稳定、无自举开发能力,由硬件和软件两部分构成的专用计算机系统。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素,应用对象系统指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。 2.嵌入式技术发展环境 美国著名未来学家尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言,4~5年后嵌入式智能(电脑)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。嵌入式技术已进阶成智能核心的关键性技术,随着云端运算的技术与环境逐渐成熟,各国政府均倾全力推动物联网、泛在网甚至未来网络的发展,牵动信息科技产业的技术发展走向。智能系统已向具备更方便的使用介面,支援各式无线网络传输与容量更大的储存装置。预估智能系统出货量将增加到2015年的33亿部,为处理器市场贡献1,000亿美元营收,而大陆占全球MCU市场比重20%,预料到2015年将成长到50亿美元。物联网给嵌入式智慧系统、特种电脑提供了更广阔的应用。许多公司正在从底层BIOS到嵌入式系统、特殊驱动程式、应用软体中介软体等,提供整体解决方案。 3.嵌入式系统应用领域及特点 嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机,一台通用计算机的外部设备中就包含了5~10个嵌入式微处理器,键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处器控制的。在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。嵌入式系统的特点:1)技术密集;2)资金密集; 3)高度分散;4)不断创新的知识集成系统。 (三)传感器技术 1. 传感器技术简介 传感器技术是现代科学的前沿技术,是新技术革命和信息社会的重要技术基础。在现代生活和科学研究中,各种类型的传感器所提供的大量可靠、准确的信息,不仅能代替人的五

智能控制综述

智能控制综述 摘要:本文首先介绍了智能控制的发展和智能控制系统的结构和特点以及与传统控制的关系。然后,综述几种智能控制研究的主要内容。 关键词:智能控制、自动控制、研究内容 1、智能控制的发展 任何一种科学技术的发展都由当时人们的生产发展需求和知识水平所决定和限制,控制科学也不例外。1948年,美国著名的控制论创始人维纳(N.Wiener)在它的著作《控制论》中首次将动物与机器相联系。1954年钱学森博士在《工程控制论》中系统的阐明了控制论对航空航天和电子通讯等领域的意义及影响,1965年傅京孙(K.S.Fu)教授首先把人工智能的启发式推理规则用于学习控制系统,又于1971论述了人工智能与自动控制的交集关系,成为国际公认的智能控制的先行者和奠基人[1]。 20世纪60年代,随着航海技术,空间技术的发展,控制领域面临着人们对其性能要求愈来愈高和被控对象的复杂性和不确定性,被控对象的复杂性和不确定性主要表现在被控对象的非线性和不确定性,以及分散的传感元件与执行元件,复杂的信息网络和庞大的数据量。而传统控制在解决这些问题时存在三方面的问题:一、由于传统控制理论是建立在以微积分为工具的精确模型上,所以无法对高度复杂和不确定的被控对象进行描述;二、传统控制理论中的自适应控制和Robust控制虽可克服系统中所包含的的不确定性,达到优化控制的目的,但这些方法只适用于缓慢变化的情况。三、传统控制系统输入较单一,而面对海量信息(视觉的、听觉的、触觉的等)的复杂环境,智能控制应运而生。 智能控制是对传统控制的补充和发展,是自动控制发展的高级阶段,而传统控制是智能控制产生的基础。 国内对智能控制的研究今年来也十分活跃。从八十年代人工智能与系统科学相结合到863计划的实施,智能控制在我国的发展已有稳固的基础。 2、智能控制结构与特点 智能控制是自动控制发展的高级阶段,是人工智能、控制论、系统论、信息论、仿生学、和计算机等多种学科的高度结合,是一门新兴的边缘交叉学科。它不仅包含了自动控制、人工智能、系统理论和计算机科学,而且还涉及到生物学,正在成为自动化领域中最兴旺和发展最迅速的一个分支学科[2]。 (1)智能控制具有明显的跨学科、多元结构特点。至今,智能控制方面的专家已提出二元结构、三元结构、四元结构等三种结构,它们可分别以交集的形式表示如下: IC=AI∩AC (1) IC=AI∩CT∩OR (2) IC=AI∩CT∩ST∩OR (3) 上式中,各子集的含义为 AI——人工智能;AC——自动控制;CT——控制论; OR——运筹学;ST——系统论;IC——智能控制。 智能控制的二元交集结构、三元交集结构和四元交集结构分别由傅京孙、萨克迪斯(G.N.Saridis)和蔡自兴于1971,1977和1986年提出的[3],以上的交集表达式也可表示成如下图1、2、3的形式:

智能控制器使用手册

一概述 智能控制器是框架式空气断路器的核心部件,适用于50~60Hz电网,主要用作配电、馈电或发电保护,使线路和电源设备免受过载、短路、接地/漏电、电流不平衡、过压、欠压、电压不平衡、过频、欠频、逆功率等故障的危害;通过负载监控,需量保护,区域连锁等功能实现电网的合理运行。同时也用作电网节点的电流、电压、功率、频率、电能、需量、谐波等电网参量的测量;故障、报警、操作、电流历史最大值、开关触头磨损情况等运行维护参数的记录;当电力网络进行通讯组网时,智能控制器可用为电力自动化网络的远程终端实现遥测,遥信,遥控,遥调等,智能控制器支持多种协议以适用不同的组网要求。 二基本功能 对于M型无任何可选功能(加*的项目)时其功能配置为基本功能,如表1所示: 表1 基本功能配置 2.1.3 通讯功能 通讯功能为可选项,对于M型没有通讯功能,对于H型通讯协议可根据需要选择为Modbus,Profibus-DP,Device net.

2.1.4增选功能选择 增选功能为可选项,M型,H型都可以选择增选功能配置,不同增选功能代号与增选功能容如表2所示。 2.1.5 区域连锁及信号单元的选择 “区域连锁及信号单元”为可选项,M型、H型都可以选择信号单元的功能配置,当信号单元选择为S2,S3时,控制器具备区域连锁功能。 2.2 技术性能 2.2.1 适用环境 工作温度:-10℃~+70℃(24h?平均值不超过+35℃) 储存温度:-25℃~+85℃ 安装地点最湿月的月平均最大相对湿度不超过90%,同时该月的月平均最低温度不超过+25℃,允许由于温度变化产生在产品表面的凝露。 污染等级:3级。 (在和断路器装配在一起的情况下) 安装类别:Ⅲ。 (在和断路器装配在一起的情况下) 2.2.2工作电源 由辅助电源和电源互感器同时供电,保证负载很小和短路情况下控制都可以可靠工作。控制器的供电方式有下面3种方式:

智能控制技术现状与发展

摘要:在此我综述智能控制技术的现状及发展,首先简述智能控制的性能特点及主要方法;然后介绍智能控制在各行各业中的应用现状;接着论述智能控制的发展。智能控制技术的主要方法,介绍了智能控制在各行各业中的应用。随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 关键词:智能控制应用自动化 浅谈智能控制技术现状及发展 在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此,在研究和设计智能系统时,主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面,而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上,即智能控制的关键问题不是设计常规控制器,而是研制智能机器的模型。此外,智能控制的核心在高层控制,即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划,以实现问题求解。为了完成这些任务,需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性,即具有一定程度的“智能”。 一、智能控制的性能特点及主要方法 1.1根据智能控制的基本控制对象的开放性,复杂性,不确定性的特点,一个理想的智能控制系统具有如下性能: (1)系统对一个未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习,并利用 积累的经验进一步改善自身性能的能力,即在经历某种变化后,变化后的

智能台灯毕业设计文献综述

关于“智能台灯的设计与开发”的文献综述 一、前言部分 毕业设计是大学四年最后一个阶段特别重要的一个作业,它能让我们将大学四年学习的课本知识联系到具体的应用当中去。它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用,不但能使我们各方面的知识系统化,而且使所学知识实践化。要求我们了解并掌握硬件知识,软件知识,培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力,并锻炼我们调查研究,搜集资料、查阅资料及阅读中、外文文献的能力等,为以后独立工作贡献社会做大学期间最后的准备。 我选择的设计题目是智能台灯的设计与开发。随着智能化时代的到来,智能产品层出不穷,已逐步渗入到人们工作和生活的方方面面。当前,患有近视眼的人数越来越多,我国近视眼发病率尤其突出。由于没有正确使用台灯,当光线变得昏暗时忘记及时打开台灯,或者长时间在高亮度的台灯下工作,久而久之,都会对视力产生一定的影响。虽然市场上已出现了具有调亮功能概念的台灯,但其仍不具备成熟的自动调亮功能。本设计所制作的智能台灯具备手动和自动调节两种模式,同时还加入了人体检测功能,可实现人走灯灭。在保护视力的同时,也为节能环保做出了一份贡献。 二、主题部分 2.1传统台灯与智能台灯的区别 传统的台灯的功能比较单一,主要就是为了实现照明,既不节约也不环保。而智能灯的主要含义是除了智能灯体,还有一个手持智能控制设备,智能灯控制设备具备计算能力和网络联接能力,通过应用程序,功能可以不断扩展。智能灯的核心功能是控制、灯光效果、创作、分享、光与音乐互动、光提升健康和幸福。 2.2智能台灯的发展方向 2.2.1、走向以人为本的科学化照明 智能化灯将从纯粹的智能功能的发展转向更注重人的行为的智能灯控。以人的行为、视觉功效、视觉生理心理研究为基础,开发更具有科学含量的,以人为本的高效、舒适、健康的智能化照明。 2.2.2、满足个性化、层次化的照明 智能技术与灯光控制的结合使照明更进一步地满足不同个体、不同层次群体的照明需求,是使照明从满足一般人的需求到满足个体、个性需求的必不可少的技术手段。这也应该是智能灯的发展方向。 2.2.3、智能技术与新光源及新照明技术的结合,创造崭新的照明文化 智能技术和电子开关等新照明光源和照明技术的结合,将构筑崭新的照明技术平台,其应用领域从智能家居照明到智能化的城市照明,有无限广阔的前景,并且正在创造一种崭新的高技术和高科学思想含量的照明文化。智能化照明的出现是灯具市场的发展趋势。 2.3此款台灯的有关技术知识 本人设计的智能台灯涉及的主要内容有热释电红外传感器技术,PWM脉冲宽度调制技术,模—数转换技术,电子电路技术以及有关的编程知识。 2.3.1热释电红外传感器 它主要是由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探

智能控制导论复习题

试题 一、名词解释 1.智能 2. 自动控制 3. 专家控制系统 4. 学习控制 5. 免疫算法 6.信息7. 智能控制系统8. 专家系统9. 学习控制系统10. 人工免疫系统 11.信息论12. 黑板13. 模糊判决14. 学习系统15. 选择操作 二、填空题 16. 免疫系统在受到外界病菌的感染后,能够通过自身的免疫机制恢复健康以保持正常工作的一种特性称为免疫系统的。 17.智能控制是采用驱动智能机器实现其目标的过程 18.知识是人们通过体验、学习或联想而知晓的对客观世界。 19.与学习系统相似,学习控制系统分为在线学习控制系统和控制系统两类。 20.基于模式识别的学习控制系统,可被推广为一个具有在线特征辨识的分层递阶结构,该控制系统由三级组成,即组织级、和执行控制级。 21. 真体的行动受其心理状态驱动,人类心理状态的要素有认知、情感、三种。 22.神经网络主要通过两种学习算法进行训练,即无师学习算法和。 23.神经网络自适应控制和常规自适应控制一样,也分为两类,即和模型参考自适应控制。 24.实现学习控制系统需要三种能力:性能反馈、、训练。 25,遗传算法是模仿和自然选择机理,通过人工方式构造的一类优化搜索算法。 26. 把智能控制与传统控制有机地组合起来,即可构成系统。 27.人们通过体验、学习或联想而知晓的对客观世界规律性的认识是。 28.间接进化控制是由作用于系统模型,再综合系统状态输出与系统模型输出作用于进化学习,然后,系统在应用一般闭环反馈控制原理构成进化控制系统。 29. 仿人控制研究的主要目标不是控制对象,而是控制器本身如何对控制专家结构和的模拟。 30.连接主义的原理主要为神经网络及神经网络间的连接机制与。 31. 真体程序的核心部分称为或问题求解器。 32.在专家系统的主要组成部分中,能够向用户解释专家系统的行为,包括解释推

智能家居的安防控制系统设计文献综述

智能家居的安防控制系统设计文献综述 摘要:随着我国经济的快速发展,生活水平的不断提高,人们对居家的概念已从最初满足简单的居住功能发展到注重对住宅的人性化需求。安全、舒适、快捷、方便的智能小区,已成为住宅发展的主流趋势,其中,安全性是首要目标。智能小区安全性的实现,除了人为的因素外,主要依靠小区的智能化安全防范系统。 关键词:智能小区/住宅/安防系统 为了完成本次毕业设计,我通过学校图书馆和网络资源查阅了大量的有关智能家居的安防控制系统设计方面的中外文献,这些文献为我本次毕业设计提供了很多帮助,以下这些文献就是我在本次毕业论文书写过程中所用到的参考文献,现将其列举如下: 文献[1]以保障安全为目的而建立起来的技术防范系统,称为安全防范系统。它包括以现代物理和电子技术及时发现侵入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯、实录事发现场图像和声音提供破案凭证,以及提醒值班人员采取适当的物理防范措施的各种设备。智能小区安全防范系统的设置应遵循以下原则: 应根据智能小区内保护对象的风险等级,确定相应的防护级别,满足小区全面防护和局部纵深防护的设计要求,以达到所要求的安全防范水平。 应根据智能小区的建设标准、使用功能及安全防范管理的需要,综合运用电子信息技术、计算机网络技术、传感检测技术、安全防范技术等,形成先进、可靠、经济、适用的安全防范技术体系。 文献[2]智能小区安全防范系统的系统设计及其各子系统的配置,须遵照国家相关安全防范技术规程及智能化居住小区的规范、标准,并坚持以人为本的原则。系统的集成应以结构化、模块化、规范化的方式来实现,应能适应工程建设发展和技术发展的需要。 文献[3]智能小区一般通过在小区周界、重点部位与住户室内安装安全防范装置,并由小区物业管理中心统一管理,来提高小区的安全防范水平。小区的智能化安全防范系统,主要由下列子系统构成。 住户室内安装家庭防盗或紧急求助报警装置,与小区物业管理中心计算机系统联

智能控制技术综述

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20世纪20年代,在建立了以频域法为主的经典控制理论的基础上,智能控制技术逐步发展。随着信息技术的进步,许多新方法和新技术进入工程化、产品化阶段。这对自动控制理论技术提出了新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用。在智能控制技术比较的基础上,较详细地阐述了智能控制技术主要方式的特点及优化算法,并举例说明。智能控制技术将不断地发展和充实。 关键词:自动化;智能控制;应用

摘要............................................................. I 1 绪论.. (1) 1.1 智能控制技术简介 (1) 1.2 智能控制技术研究的领域及应用 (1) 1.2.1模糊逻辑控制 (1) 1.2.2神经网络控制 (1) 1.3 智能控制技术的应用现状 (1) 1.4 本论文的主要工作 (1) 2 智能控制理论概述 (2) 2.1 智能控制的基本概念 (2) 2.2 智能控制技术的主要方法 (2) 2.2.1 模糊控制 (2) 2.2.2 专家控制 (2) 2.2.3 神经网络控制 (3) 2.2.4 集成智能控制 (3) 2.3 智能控制技术常用的优化算法 (3) 2.3.1 遗传算法 (3) 2.3.2 蚁群算法 (3) 3 模糊控制及其应用 (4) 3.1 模糊控制理论提出 (4) 3.1.1 模糊控制理论的概念 (4) 3.1.2 模糊控制理论与传统控制相比的优势 (4) 3.2 模糊控制理论在制冷领域的应用情况 (4) 3.3 模糊控制理论在磨煤机控制系统领域的应用情况 (4) 4 神经网络控制及其应用 (5) 4.1 神经网络控制理论提出 (5) 4.1.1 神经网络控制理论的概念 (5) 4.1.2 神经网络控制理论与传统控制相比的优势 (5)

控制工程文献综述

工程控制基础文献综述 院系: 班级: 姓名: 学号:

一、引言 本学期初步学习了工程控制基础,为了更好地了解和学习该门课程,我通过网络渠道搜集了十篇有关工程控制的期刊文献。深入阅读后,我进行了总结,并对工程控制有了一定深度的理解。本文是对搜集和阅读的文献的综述,旨在简要的介绍工程控制的发展和应用。我所搜集的期刊均来自中国知网,其中包括工程控制的发展史和在车辆、电力及机器人方面应用的文献。 二、文献综述 1.智能控制工程研究的进展 自1985年在纽约召开第一届智能控制学术会议至今,智能控制已经被广泛研究应用于工业、农业、服务业、军事航空等各个领域。近年来,随着人工智能技术和其他信息处理技术,尤其是信息论、系统论和控制论的发展,智能控制在控制机理和应用实践方面均取得了突破性的进展。遗传算法与模糊逻辑、神经网络相互融合,通过模拟人类思维方式和结构来设计用于解决复杂的各种非线性问题的控制策略,并已在各种实际工程项目中得到应用,取得了良好的效果。分布式人工智能中的Agent和Multi Agent System已成为研究的热点,构建基于Agent 的集散递阶结构的智能控制系统为智能控制注入了新的活力。 在理论研究取得进步的同时,国内外的研究者均意识到智能控制的研究不能只停留在计算仿真的层次上,智能控制应该直接面向传统控制难以或无法解决的复杂的非线性系统,面向实际工程应用。 2.车间运输小车的智能控制 工厂运输是协调生产的重要环节和工厂设施的重要组成部分,它的效率直接影响生产成本及生产率。目前,加工中小产品机械加工车间运输系统主要有空间运输和地面运输两种。空间运输主要是小吨位桥式起重机和电动葫芦,其控制方式多为下拉线式,这种方式有以下缺点:1)设备复杂,功率消耗大,投资高。2)操作不方便,运输效率低。3)只适应车间内部运输。 地面运输主要采用叉车及手推运料小车,叉车需专人驾驶且无固定轨道,在车间内运行极不安全,手推运料小车需人为动力,劳动强度大,运输效率低。本设计的有轨运料小车,利用了 PLC 的编程简单,工作可靠,硬件组合灵活,不增加外部控制电器即可实现任意复杂逻辑控制等特点,实现了运料小车的智能控制。 小车应具有两种控制方式,即:呼叫自动响应控制和手动点动控制,正常情况下应使用前一种控制方式。两种控制方式必须实现互锁。呼叫自动响应控制:每个机床处各设一个呼叫按钮。由于意外或故障导致小车在非呼叫工位处停车时,不响应任一工位处的呼叫信号,只能采用手动控制进行纠正。

智能电网文献综述

智能电网综述 摘要:智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。目前,以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家,己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来,将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一,建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。本文阐述了智能电网的内涵和特点,分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件,对一些现有的研究行进了分析和讨论。 关键词:智能电网;智能化;信息化;节能减排; 1 智能电网的概念 随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注,电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展,因此提出了“智能电网”的概念。智能电网是以通信网络为基础,通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标,其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。 目前,全世界智能电网的发展还处在起步阶段,没有一个共同的精确定义。对于智能电网,各个国家的定义有所不同。美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络,能够监视和控制每个用户和电网节点,保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络,以有效提供持续、经济和安全的电力。而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础),将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充

智能控制导论复习题

试题 一、名词解释 1.智能2. 自动控制3. 专家控制系统4. 学习控制5. 免疫算法 6.信息7. 智能控制系统8. 专家系统9. 学习控制系统10. 人工免疫系统 11.信息论12. 黑板13. 模糊判决14. 学习系统15. 选择操作 二、填空题 16. 免疫系统在受到外界病菌的感染后,能够通过自身的免疫机制恢复健康以保持正常工作的一种特性称为免疫系统的。 17.智能控制是采用驱动智能机器实现其目标的过程 18.知识是人们通过体验、学习或联想而知晓的对客观世界。 19.与学习系统相似,学习控制系统分为在线学习控制系统和控制系统两类。 20.基于模式识别的学习控制系统,可被推广为一个具有在线特征辨识的分层递阶结构,该控制系统由三级组成,即组织级、和执行控制级。 21. 真体的行动受其心理状态驱动,人类心理状态的要素有认知、情感、三种。 22.神经网络主要通过两种学习算法进行训练,即无师学习算法和。 23.神经网络自适应控制和常规自适应控制一样,也分为两类,即和模型参考自适应控制。 24.实现学习控制系统需要三种能力:性能反馈、、训练。 25,遗传算法是模仿和自然选择机理,通过人工方式构造的一类优化搜索算法。 26. 把智能控制与传统控制有机地组合起来,即可构成系统。 27.人们通过体验、学习或联想而知晓的对客观世界规律性的认识是。 28.间接进化控制是由作用于系统模型,再综合系统状态输出与系统模型输出作用于进化学习,然后,系统在应用一般闭环反馈控制原理构成进化控制系统。 29. 仿人控制研究的主要目标不是控制对象,而是控制器本身如何对控制专家结构和的模拟。 30.连接主义的原理主要为神经网络及神经网络间的连接机制与。 31. 真体程序的核心部分称为或问题求解器。 32.在专家系统的主要组成部分中,能够向用户解释专家系统的行为,包括解释推

某小区的智能化系统设计-文献综述

文献综述 智能建筑起源于20世纪80年代初的美国,经过短短几十年的迅猛发展,已在世界各地逐步广泛普及开来。近几年来,随着计算机的普及和信息产业的发展,人们对居住环境要求的不断提高,“智能化”的概念也逐渐被引入了现代化住宅小区建设当中,智能小区已成为现代建筑行业中,继单一型智能建筑之后的又一热点,得到业内人士的广泛关注,并进入快速发展阶段。目前,智能小区不仅成为房地产开发商的投资的重点,而且也是人们购房的新热点。智能化住宅将成为21世纪的概念住宅。 据我国建设部住宅产业化办公室提出的智能化住宅小区新概念,即:在现代化的城乡住宅小区内综合采用微型计算机、自动控制、通信与网络等技术,建立一个由住宅小区综合物业管理中心与安防系统,信息通信服务与管理及家庭智能化系统组成的“三合一”住宅小区服务与管理集成系统,使小区与每个家庭达到安全、舒适、温馨和便利的环境。 理想的智能化家居可以使人们足不出户就可以进行网络漫游、电子购物、网上医疗、参观虚拟博物馆和图书馆、点播自己喜爱的影视节目,甚至在数千里之外通过因特网遥控家里的电器的开关和调节器,从而调整房间照明亮度、控制环境的温度和湿度等。当家庭中发生安全警报时(盗警、火警、煤气泄漏以及疾病紧急呼救等),在外的家庭成员可以接到报警信息,并可通过电话或网络查询确认家庭中的安全状况。智能化工程各系统要体现当今时代潮流,设计合理,具有既可单独操作控制,又能整体管理的功能,安装维护方便,安全可靠。智能化工程的核心在于其强大的一体化智能网络系统,它是智能住宅的灵魂和中枢。具体而言,既通过小区物业管理中心控制室实现对整个小区的功能控制和物业信息管理,把各相互独立的弱电子系统构件整合一个完美的整体,协同工作,并可视具体要求和将来发展任意拆装各弱电子系统。 对小区智能化系统,基本要求是:小区智能化系统的建设要达到建设部提出

智能控制技术的发展现状及心得体会

智能控制技术的发展现状及心得体会 摘要: 在此综述了智能控制技术的现状及发展,首先简述智能控制的性能特点及主要方法,然后介绍智能控制在各行各业中的应用现状,接着论述智能控制的国内外发展和现状。随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出创新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 关键词:智能控制模糊控制神经网络遗传算法 一、引言 智能控制作为当今的一种交叉前沿学科,其研究中心始终是解决传统控制理论、方法(包括经典控制、现代控制、自适应控制、鲁棒控制、大系统方法等)所难以解决的不确定性问题。自智能控制概念的提出,自动控制界纷纷仿效,主流是人工智能技术引入到自动控制系统中,寻求难以精确建模的复杂系统的自动控制(自治)。 在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此,在研究和设计智能系统时,主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面,而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上,即智能控制的关键问题不是设计常规控制器,而是研制智能机器的模型。此外,智能控制的核心在高层控制,即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划,以实现问题求解。为了完成这些任务,需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性,即具有一定程度的“智能”。 二、智能控制的性能特点 智能控制是自动控制发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂、非线性和不确定的系统控制问题。智能控制系统具有以下几个特点:(1)较强的学习能力: 能对未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习、融合、分析、推理,并利用积累的知识和经验不断优化、改进和提高自身的控制能力; (2)较强的自适应能力: 具有适应受控对象动力学特性变化、环境特性变化和运行条件变化的能力; (3)较强的容错能力: 系统对各类故障具有自诊断、屏蔽和自恢复能力; (4)较强的鲁棒性: 系统性能对环境干扰和不确定性因素不敏感; (5)较强的组织功能: 对于复杂任务和分散的传感信息具有自组织和协调功能,使系统具有主动性和灵活性; (6)实时性好:

智能控制作业

1、已知某一炉温控制系统,要求温度保持在600度恒定。针对该控制系统有以下控制经验: (1)若炉温低于600度,则升压;低的越多升压越高。(2)若炉温高于600度,则降压;高的越多降压越低。(3)若炉温等于600度,则保持电压不变。 设模糊控制器为一维控制器,输入语言变量为误差,输出为控制电压。输入、输出变量的量化等级为7级,取5个模糊集。试设计隶属度函数误差变化划分表、控制电压变化划分表和模糊控制规则表。 解:1)确定变量 定义理想温度为600℃,实际温度为T,则温度误差为E=600-T。 将温度误差E作为输入变量 2)输入量和输出量的模糊化 将偏差E分为5个模糊集:NB、NS、ZO、PS、PB,分别为负小、负大、零、正小、正大。将偏差E的变化分为7个等级:-3 -2 -1 0 1 2 3,从而得到温度模糊表如表1所示。

表1 温度变化E划分表 控制电压u也分为5个模糊集:NB、NS、ZO、PS、PB,分别为负小、负大、零、正小、正大。将电压u的变化分为7个等级:-3 -2 -1 0 1 2 3,从而得到电压变化模糊表如表2所示。 表2 电压变化u划分表

表3 模糊控制规则表

2、利用MATLAB,为下列两个系统设计模糊控制器使其稳态误差为零,超调量不大于1%,输出上升时间≤0.3s 。假定被控对象的传递函数分别为: 2 55.01)1()(+= -s e s G s ) 456.864.1)(5.0(228 .4)(2+++= s s s s G 解: 在matlab 窗口命令中键入fuzzy ,得到如下键面: 设e 的论域范围为[-1 1],de 的论域范围为[-0.1 0.1],u 的论域范围为[0 2]。 将e 分为8个模糊集,分别为NB ,NM, NS, NZ, PZ, PS, PM, PB; de 分为7个模糊集,分别为NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB; u 分为7个模糊集,分别为 NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB;

智能控制文献综述

智能控制的发展,应用及展望 周杰 21225062 摘要:智能控制是当今控制学领域研究和发展的热点之一。本文论述了智能控制的发展过程,相比传统控制的优势,在低压电器中的应用,并对其未来发展做了展望。 关键词:发展历史;智能控制;低压电器技术;模糊控制;人工智能;展望 1.智能控制的发展历史 从20世纪60年代起,由于空间技术、计算机技术及人工智能技术的发展,控制界学者在研究自组织、自学习控制的基础上,为了提高控制系统的自学习能力,开始注意将人工智能技术与方法应用于控制系统。 1965年,美国著名控制论专家Zadeh 创立了模糊集合论,为解决复杂系统的控制问题提供了强有力的数学工具;同年,美国著名科学家Feigenbaum着手研制世界上第一个专家系统;就在同年,傅京孙首先提出把人工智能中的直觉推理方法用于学习控制系统。1996年,Mendl进一步在空间飞行器的学习控制系统中应用了人工智能技术,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”一词,并把记忆、目标分解等一些简单的人工智能技术用于学习控制系统、提高了系统处理不确定性问题的能力。 从20世纪70年代开始,傅京孙、Glorios 和Saridis等人从控制论角度进一步总结了人工智能技术与自适应、自组织、自学习控制的关系,正式提出了智能控制就是人工智能技术与控制理论的交叉,并创立了人—机交互式分级递阶智能控制的系统结构。在70年代中后期,以模糊集合论为基础,从模仿人的控制决策思想出发,智能控制在另一个方向—规则控制上也取得了重要的进展。进入80年代以来,由于微机的迅速发展以及人工智能的重要领域—专家系统技术的逐渐成熟,使得智能控制和决策的研究及应用领域逐步扩大,并取得了一批应用成果。80年代后期,神经网络的研究获得了重要进展,为智能控制的研究起到了重要的促进作用。 2.智能控制的分支 目前关于智能控制的研究和应用沿着几个主要的分支发展,主要有专家控制、模糊控制、神经网控制、学习控制、基于知识的控制、复合智能控制、基于进化机制的控制、自适应控制等等。有的已在现代工业生产过程与智能自动化方面投入应用。主要介绍如下:专家控制是由K.J.Astrom将人工智能中的专家系统技术引入到控制系统。组成的一种类型的智能控制。借助专家系统技术,将常规的RLS 控制、最小方差控制等不同方法有机结合起来P 能根据不同的情况分别采取不同的控制策略。 模糊控制自1965年Zadeh 教授创建模糊集理论和1974年英国的Mamdani成功地将模糊控制应用于蒸汽机控制以来,模糊控制得到了很大的发展和广泛的应用。模糊控制是基于模糊推理、模仿人的思维方式、对难以建立精确数学模型的对象实施的一种控制,成为处理推理系统和控制系统中不精确和不确定性的一种有效方法,构成了智能控制的重要组成部分。 神经网络控制是另一类智能控制的重要形式。神经网络模拟人的大脑神经结构和功能,

花园浇水智能控制系统的单片机设计【文献综述】

文献综述 电子信息工程 花园浇水智能控制系统的单片机设计 一、前言 m,居世众所周知,我国是水资源严重短缺的国家之一,虽然水资源总量约2.8万亿3 界第六位,但因人多地广,人均水资源不足世界人均占有量的四分之一。每年缺水量近400 m,其中农业缺水近300亿3m。[1]由于传统、粗放、落后的灌溉方式,我国灌溉水资源浪亿3 费情况相当严重。据统计,目前我国灌溉水利用率只有40%左右,个别省份只有20%,而发达国家的灌溉水利用率可达到80%-90%。对比可知,农业节水势在必行。各国实践研究也证明,农业节水切实可行且潜力巨大。另外,随着人们生活水平的提高,人们对花卉、树木等绿色植物的喜爱和种植越来越多,然而以前对花木的浇灌、施肥等工作都需要靠人工来实现,不能根据植物正常生长所需要的水分、温度来实时调节植物生长环境的参数,不利于花木的成长以及资源的高效利用。综上所述,当前加大技术投入,使环境控制高度自动化与智能化是现代浇水系统发展的必然趋势。 二、前人花园浇水智能控制系统研究成果 灌溉自动化始于20世纪30年代,二次世界大战前,法国研制了一系列用以实行渠系自动化运行的水力自动闸门,并提出了一套比较完整的自动化灌溉控制方法,开了自动化灌溉的先河。20世纪50年代以来,随着电子学和计算机技术的应用和发展,利用电子设备、计算机设备和程序控制的灌溉智能化技术也得到了同步发展,并在法国、美国、日本等发达国家乃至一些发展中国家得到了日益广泛的应用和发展。[2] 世界上智能灌溉工程实施比较好的国家有以色列、法国、美国等。这些国家现代温室的研究起步早、发展快,对综合环境控制技术水平相对较高。目前,他们采用先进的节水灌溉制度,由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展,对灌区用水进行监测预报,实行动态管理,监测土壤情况和作物生长,开发了一系列功能强大的数字式灌溉控制器,并广泛应用。目前,世界上最先进的灌溉智能化技术是在微灌技术的基础上,按照技术集成和机械化程度,增加对土壤、作物长势情况、温度等生长环境因素等的监控和检测,用精确的灌溉设施及技术实

智能控制论文

智能控制论文 摘要:基于智能控制和常规控制的本质区别和内在联系,对智能控制的概念进行了研究,同时介绍了智能控制的学科基础和主要分支,并且总结了智能控制的基本分析方法,最后指出了智能控制的实现中存在的一些问题。 关键词智能控制,人工控制,控制论 1 引言 自1971年傅京孙教授提出“智能控制”概念以来,智能控制已经从二元论(人工智能和控制论)发展到四元论(人工智能、模糊集理论、运筹学和控制论),在取得丰硕研究和应用成果的同时,智能控制理论也得到不断的发展和完善。智能控制是多学科交叉的学科,它的发展得益于人工智能、认知科学、模糊集理论和生物控制论等许多学科的发展,同时也促进了相关学科的发展。智能控制也是发展较快的新兴学科,尽管其理论体系还远没有经典控制理论那样成熟和完善,但智能控制理论和应用研究所取得的成果显示出其旺盛的生命力,受到相关研究和工程技术人员的关注。随着科学技术的发展,智能控制的应用领域将不断拓展,理论和技术也必将得到不断的发展和完

善。 2 智能控制的概念 智能控制的定义一: 智能控制是由智能机器自主地实现其目标的过程.而智能机器则定义为,在结构化或非结构化的,熟悉的或陌生的环境中,自主地或与人交互地执行人类规定的任务的一种机器. 定义二: K.J.奥斯托罗姆则认为,把人类具有的直觉推理和试凑法等智能加以形式化或机器模拟,并用于控制系统的分析与设计中,以期在一定程度上实现控制系统的智能化定义三: 智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制,也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域.,这就是智能控制.他还认为自调节控制,自适应控制就是智能控制的低级体现. 定义四: 智能控制实际只是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律,研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。 3 智能控制系统的类型 1)集成或者(复合)混合控制几种方法和机制往往结合在一起,用于一个实际的智能控制系统或装置,从而建立起混合或集成的智能控制系统. 2)分级递阶控制系统分级递阶智能控制是在自适应控制和自组织控制基础上,由美国普渡大学Saridis提出的

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