网络控制系统与传统控制系统区别
网络化控制系统..

网络化控制系统——理论、技术及工程应用(第一讲)第一章网络化控制系统概论1.1网络化控制系统的产生与发展随着计算机技术和网络通信技术的不断发展,工业控制系统也发生了重大的变革。
网络化控制系统(Networked Control System, NCS)应运而生,其主要标志就是在控制系统中引入了计算机网络,从而使得众多的传感器、执行器、控制器等主要功能部件能够通过网络相连接,相关的信号和数据通过通信网络进行传输和交换,避免了点对点专线的铺设,而且可以实现资源共享、远程操作和控制,增加了系统的灵活性和可靠性(工程技术大系统:大型工业联合企业// 电力系统、水源系统、能源系统、交通系统、邮电系统、通信系统、大型计算机网、生产协作网等)。
在控制系统中使用网络并不是一个新的想法,它可以追溯到20世纪70年代末期集散控制系统(Distributed Control System, DCS)的诞生。
DCS将控制任务分散到若干小型的计算机控制器(也叫现场控制站)中,每个控制器采用直接数字控制(Direct Digital Control,DDC)的控制结构处理部分控制回路,而在控制器与控制器、控制器与上位机(操作员站或工程师站)之间建立了计算机控制网络,这种控制结构使得操作员在上位机中能够对被控制系统的实时运行状态进行监控,某个控制回路的控制策略的设计也可以在上位机中组态完成,通过控制网络下载到对应的控制器中实时运行。
DCS大大提高了控制系统的可靠性(和DDC相比较),并实现了集中管理和相对分散控制。
随着处理器体积的减小和价格的降低,带有微处理器的智能传感器和智能执行器出现了,这为控制网络在控制系统中更深层次的应用提供了必要的物质基础,从而在20世纪80年代产生了现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)。
FCS作为网络化控制系统的新技术把控制网络一直延伸到了产生现场的控制设备,信号的传输完全数字化,提高了信号的转换精度和可靠性,同时由于FCS的智能仪表(变送器、执行器)带有微处理器,能够直接在生产现场构成控制回路,控制功能也可完全下放,实现了完全的分散控制。
智能电网与传统电网的区别

1 智能电网与传统电网的差异传统电网是一个刚性系统,电源的接入与退出、电能量的传输等都缺乏弹性,致使电网没有动态柔性及可组性;垂直的多级控制机制反应迟缓,无法构建实时、可配置、可重组的系统;系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余;对客户的服务简单、信息单向;系统内部存在多个信息孤岛,缺乏信息共享。
虽然局部的自动化程度在不断提高,但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系统中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的,不能构成一个实时的有机统一整体, 所以整个电网的智能化程度较低[9210 ]。
与传统电网相比,人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完整的、正确的、具有精确时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等) 的获取能力,以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础,以服务生产全过程为需求,整合系统各种实时生产和运营信息,通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化,为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图,并给出相应的辅助决策支持,以及控制实施方案和应对预案,最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理[9210 ]。
与传统电网相比,智能电网将进一步优化各级电网控制,构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构,通过集中与分散相结合,灵活变换网络结构、智能重组系统架构、最佳配置系统效能、优化电网服务质量,实现与传统电网截然不同的电网构成理念和体系。
由于智能电网可及时获取完整的电网信息,因此可极大地优化电网全寿命周期管理的技术体系,承载电网企业社会责任,确保电网实现最优技术经济比、最佳可持续发展、最大经济效益、最优环境保护,从而优化社会能源配置,提高能源综合投资及利用效益。
2 国内外智能电网建设背景不同电力行业作为社会基础产业,是国家发展的命脉产业之一。
电网建设与国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划和相关政策密切相关,同时也与本国的能源资源条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略安全等密切相关.随着中国经济社会高速发展,电力需求日益增长,中国电力工业建设进入快速发展时期.一方面,电网建设规模日趋扩大,电网负荷变动剧烈,区域负荷不平衡;另一方面,电网架构依然薄弱,亟待坚固补强。
PLC简答题答案

简答题(每题5分)1.什么是可编程控制器?它的特点是什么?可编程序控制器(Programmable Controller)简称PC或PLC。
是一种工业控制装置,是可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
特点是:无触点免配线,可靠性高、抗干扰能力强。
控制系统结构简单,功能完善,通用性强,扩展方便;编程简单、使用方便、柔性好;可实现逻辑控制、过程控制和运动控制一体化,可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统.系统的设计、安装、调试方便,工作量少,周期短。
维修工作量小,维护方便;体积小,重量轻,能耗低,易于实现机电一体化.2.为提高PLC的抗干扰能力,PLC在其软件、硬件方面都采取了那些重要措施?采用无触点电子开关代替继电器触头;用软件程序代替硬接线;硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施;软件上采用数字滤波、故障诊断等措施;采用循环扫描的工作方式; Watchdog等电路。
结构上采用密封、防尘、抗振等措施;采用模块式结构。
3。
什么是反接制动?什么是能耗制动?各有什么特点及适应什么场合?电源反接制动:制动时,当电动机断电后,再给电动机定子绕组加一个与原电源相序相反的电源,使定子绕组产生的旋转力矩与转子转动方向相反,从而实现快速停车。
特点是制动迅速,效果好,冲击大,通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。
能耗制动:制动时,在定子绕组中任两相通入直流电,形成固定(静止)磁场,与旋转中的转子感应电流相互作用,产生制动转矩,制动时间控制由时间继电器完成。
特点是具有消耗能量少、制动电流小等优点,但需要直流电源,控制电路复杂.通常能耗制动适用于电动机容量较大和起制动频繁的场合,反接制动适用于容量小而制动要求迅速的场合。
PLC与传统电气控制的比较

PLC与传统电气控制的比较随着科技的不断进步,自动化控制技术在工业生产中扮演着至关重要的角色。
在自动化控制系统中,PLC(可编程逻辑控制器)和传统的电气控制是两种常见的方式。
本文将对PLC与传统电气控制进行比较,以帮助读者更好地理解两者之间的区别和优劣势。
1. 控制方式传统电气控制主要依赖于继电器、接触器和控制开关等电气元件进行控制。
这种方式需要大量的布线工作和各种电气元件的配合。
相比之下,PLC控制通过编程实现逻辑控制,避免了繁琐的布线和电气元件的配置过程。
2. 编程灵活性PLC具有高度的编程灵活性,可以根据具体的控制需求进行程序的编写和修改。
通过PLC编程软件,用户可以在不影响硬件连接的情况下进行逻辑的调整和功能的增删。
而传统电气控制则需要重新调整电气布线和更换电气元件,操作相对繁琐。
3. 故障诊断和维护PLC具有强大的自诊断功能,可以监测和记录系统运行中的故障信息。
一旦出现故障,PLC可以通过编程的方式自动排除或提供故障报警信息,简化了故障排查的过程。
而传统电气控制通常需要人工检查和排查故障,耗时耗力。
4. 可扩展性PLC系统的可扩展性较强,可以根据需求增加或更换输入输出模块,实现更复杂的控制功能。
而传统电气控制系统的功能扩展则相对有限,需要重新配置电气元件和调整电路布线,操作繁琐且成本较高。
5. 远程监控和控制PLC系统可以通过网络实现远程监控和控制,操作人员可以通过互联网或局域网对系统进行实时监控和操作。
而传统电气控制很难实现远程操作,需要操作人员亲自到现场进行操作。
综上所述,与传统电气控制相比,PLC具有控制方式简便、编程灵活性高、故障诊断和维护方便、可扩展性强以及远程监控和控制的优势。
通过采用PLC技术,企业可以提高生产效率,降低故障率,并实现更高水平的自动化控制。
然而,需要注意的是,PLC系统的设计、安装和维护也需要专业的技术支持和资深的控制工程师,以确保系统的稳定性和可靠性。
总之,随着技术的不断发展,PLC已成为现代工业生产中不可或缺的控制手段。
网络操作系统与操作系统的不同

网络操作系统与操作系统的不同操作系统(Operating System,简称OS)是计算机系统中的核心软件,负责管理和协调计算机硬件资源、提供用户与计算机硬件之间的接口,以及执行和控制应用程序的运行。
而网络操作系统(Network Operating System,简称NOS)是一种特殊类型的操作系统,它专门用于管理网络环境下的计算机和设备。
一、功能差异1. 管理对象不同:操作系统主要管理单个计算机系统中的硬件资源和软件环境,如CPU、内存、硬盘、文件系统等。
而网络操作系统则面对的是多台计算机及其设备构成的网络,它需要管理并协调这些计算机之间的通信和资源共享。
2. 网络管理能力:网络操作系统具备更强大的网络管理能力,能够对网络中的节点进行监控、配置和管理。
它可以提供网络文件共享、打印服务、远程访问等功能,使得网络的管理更加便捷高效。
3. 安全性要求不同:由于网络操作系统面临更多的安全威胁,其安全性要求更加严格。
网络操作系统需要提供防火墙、入侵检测等安全机制,保障网络中的数据不被非法获取和篡改。
二、架构差异1. 分布式架构:网络操作系统采用分布式架构,即将计算机的处理能力、存储能力和应用程序分散在不同的计算机节点上。
这种架构使得网络操作系统的性能更加灵活和可扩展,能够更好地满足大规模网络环境下的需求。
2. 客户端-服务器架构:网络操作系统通常采用客户端-服务器(Client-Server)模式,其中服务器提供资源和服务,而客户端通过网络连接并请求这些资源和服务。
这种架构使得网络中的计算机可以共享和访问各种资源,提高了工作效率和资源利用率。
三、应用场景差异1. 单机环境 vs. 多机网络环境:操作系统主要应用于单机环境,例如个人电脑、移动设备等。
而网络操作系统则广泛应用于企业、机构等拥有多台计算机的网络环境中,用于协调和管理这些计算机之间的通信和数据传输。
2. 办公与生产环境:操作系统在办公和个人使用场景中发挥重要作用,提供桌面环境、文件管理等功能。
DCS与PLC的区别

DCS与PLC的区别可编程序控制器DCS控制系统与PLC控制区别:DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC(可编程控制器)只是一种控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。
系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。
DCS网络是整个系统的中枢神经,DCS系统通常采用的国际标准协议TCP/IP。
它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好.而PLC因为基本上都为单个小系统工作,在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。
在网络安全_匕PLC没有很好的保护措施。
要笼统的来说就是PLC可以接入DCS进行控制DCS:分散控制系统(distributedcontrol systems)。
PLC:可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)。
②DCS更侧重于过程控制领域(如化工、冶炼、制药等)主要是一些现场参数的监视和调节控制,而PLC则侧重于逻辑控制(机械加工类)。
当然现在的PLC 也能很好的处理过程控制问题,但是没有DCS专业。
③模拟量大于100个点以上的,一般采用DCS;模拟量在100个点以内的,一般采用PLC。
④DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC只是一种控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。
系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。
⑤DCS 网络是整个系统的中枢神经,DCS系统通常采用的国际标准协议TCP/IP。
它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好。
而PLC因为基本上都为单个小系统工作,在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。
⑥DCS系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电拔,随机更换。
而PLC模块只是简单电气转换元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪。
网络控制系统故障检测诊断论文

网络控制系统的故障检测与诊断摘要:利用通讯网络实现在地域上分布的控制器、执行器及现场传感器之间的信息相互交换,以实现实时反馈的控制系统被称为网络控制系统。
本文中,基于数据包丢失的情况,首先对系统进行建模,将故障观测器构建成随机时延切换系统模型。
当系统发生故障时,观测器残差会迅速发生跳变,以此达到检测故障的目的。
在本文最后,通过仿真验证了该方法的有效性。
关键字:数据包丢失;网络控制系统;故障检测;观测器;残差中图分类号:tp399文献标识码:a文章编号:1007-9599 (2011) 24-0000-03fault detection and diagnosis of networked control system zhuo min(zhenjiang electrical and mechanical branch of jiangsu union technical institute,zhenjiang212016,china) abstract:a great deal of attention has been focused on a class of networked control systems (ncs) wherein the control loops are closed through communication networks.this family of systems is an integration of plants,sensors,controllers,actuators and communication networks of certain local field.in this paper,based on the condition of data packet dropout,firstly,a modeling approach of the systemis presented,and the fault observer is modeled as a stochastic switching discrete-time linear system with delay.when a fault occurs,the observer residual can change rapidly and detect the occurrence of the fault.finally,an illustrative example shows the effectiveness of the proposed method.keywords:data packet dropout;networked control system (ncs);fault detection;observer;residual与传统的点对点控制系统相比,网络控制系统具有可实现资源共享、远程控制,具有较高的诊断能力和交互性好、增加系统柔性和可靠性、安装维护方便、减少系统的布线等优点。
神经元网络控制

神经元网络控制神经元网络是一种模拟生物神经系统的人工智能模型,具有高度的灵活性和适应性。
其设计思想来源于生物神经元的工作原理,通过模拟神经元之间的信息传递,实现了智能决策和控制。
在现代控制系统中,神经元网络被广泛应用于自适应控制、模式识别、路径规划等领域,发挥重要的作用。
神经元网络控制系统具有以下几个特点:1. 非线性映射关系:神经元网络是一种非线性的映射关系,与传统的线性控制系统不同。
它可以处理复杂的非线性系统,实现更加精细的控制。
2. 自适应性:神经元网络可以自适应地学习和调整,从而适应复杂环境中不断变化的条件。
它可以根据过去的经验和现有的输入,不断更新自身的权值和阈值,提高控制精度和稳定性。
3. 并行处理能力:神经元网络是一种并行的处理系统,可以同时处理多个输入,并快速响应。
这种并行性使得神经元网络可以快速地做出决策,适应高速控制要求。
4. 容错性:神经元网络具有强大的容错性,即使部分神经元损坏或失效,系统仍然能够继续正常运行。
这种容错性使得神经元网络可以应用于一些高可靠性的控制系统。
神经元网络控制系统可以应用于许多领域,例如电力系统、交通运输系统、空气质量监测系统等。
例如,在电力系统中,神经元网络可以用于预测负载需求和协调多个发电机的输出,以保证电力系统的稳定性。
在交通运输系统中,神经元网络可以用于路径规划和交通拥堵控制,以提高交通效率和减少拥堵。
在空气质量监测系统中,神经元网络可以用于预测污染物浓度和分析空气质量变化趋势,以实现精细化的污染治理和保护环境。
总之,神经元网络控制系统具有高度的灵活性和适应性,是一种非常有前途的人工智能模型。
在未来的发展中,神经元网络控制系统将继续发挥其重要作用,为各种领域的智能控制和决策提供强有力的支持。
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网络控制系统与传统控制系统区别摘要:本文对网络控制系统与传统控制系统发展过程,功能特点,主要方法和当前研究热点进行了简要概述。
关键词:网络控制系统传统控制系统区别1.前言随着计算机技术和网络技术的不断发展,控制系统正在向智能化、数字化和网络化的方向发展。
本文简要回顾了控制网络的发展, 阐述了它与信息网络发展过程的相似性,分析了目前流行的现场总线控制系统的组成及其存在的问题。
对于工业以太网做了简单介绍,提出了控制网络结构发展的趋势。
2.计算机控制系统的发展计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。
最早在50年代中后期,计算机就已经被应用到控制系统中。
60年代初,出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统,被称为直接数字控制(Direct Digital Control, DDC )。
70年代中期,随着微处理器的出现,计算机控制系统进入一个新的快速发展的时期,1975年世界上第一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世,它以多台微处理器共同分散控制,并通过数据通信网络实现集中管理,被称为集散控制系统(Distributed Control System, DCS)。
进入80年代以后,人们利用微处理器和一些外围电路构成了数字式仪表以取代模拟仪表,这种DDC的控制方式提高了系统的控制精度和控制的灵活性,而且在多回路的巡回采样及控制中具有传统模拟仪表无法比拟的性能价格比。
80年代中后期,随着工业系统的日益复杂,控制回路的进一步增多,单一的DDC控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求,同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。
于是,由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。
进入90年代以后,由于计算机网络技术的迅猛发展,使得DCS系统得到进一步发展,提高了系统的可靠性和可维护性,在今天的工业控制领域DCS仍然占据着主导地位,但是DCS不具备开放性,布线复杂,费用较高,不同厂家产品的集成存在很大困难。
从八十年代后期开始,由于大规模集成电路的发展,许多传感器、执行机构、驱动装置等现场设备智能化,人们便开始寻求用一根通信电缆将具有统一的通信协议通信接口的现场设备连接起来,在设备层传递的不再是I/ O(4~2 0 m A/ 2 4VDC)信号,而是数字信号,这就是现场总线。
由于它解决了网络控制系统的自身可靠性和开放性问题,现场总线技术逐渐成为了计算机控制系统的发展趋势。
从那时起,一些发达的工业国家和跨国工业公司都纷纷推出自己的现场总线标准和相关产品,形成了群雄逐鹿之势。
2.1 信息网络与控制系统的关系从发展历程看,信息网络体系结构的发展与控制系统结构的发展有相似之处。
企业信息网络的发展大体经历了如下几个发展阶段:①基于主机的集中模式由功能强大的主机完成几乎所有的计算和处理任务,用户和主机的交互很少。
②基于工作组的分层结构微机和局域网技术的发展使工作性质相近的人员组成群体,共享某些公共资源,用户之间的交流和协作得到了加强。
③基于Internet/Intranet/Extranet的网络化企业组织计算机网络技术的发展使它成为现代信息技术的主流,特别是Internet的发展和普及应用使它成为公认的未来全球信息基础设施的雏形。
采用Internet成熟的技术和标准,人们提出了Intranet和Extranet的概念,分别用于企业内部网和企业外联网的实现,于是便形成了以Intranet为中心,以Extranet为补充,依托于Internet的新一代企业信息基础设施(企业网)。
计算机控制系统也是经历了集中控制、分层控制、基于现场总线的网络控制等几个发展阶段,它们的发展过程是非常相似的。
随着企业信息网络的深入应用与日臻完善,现场控制信息进入信息网络实现实时监控是必然的趋势。
为提高企业的社会效益和经济效益,许多企业都在尽力建立全方位的管理信息系统,它必须包括生产现场的实时数据信息,以确保实时掌握生产过程的运行状态,使企业管理决策科学化,达到生产、经营、管理的最优化状态。
信息一控制一体化将为实现企业综合自动化CIPA (computer integrated plant automation)和企业信息化创造有利条件。
企业信息网络与控制系统在体系结构发展过程上的相似性不是偶然的。
在计算机控制系统的发展过程中,每一种结构的控制系统的出现总是滞后于相应计算机技术的发展。
实际上,大多数情况下,正是在计算机领域一种新技术出现以后,人们才开始研究如何将这种新技术应用于控制领域。
鉴于两种应用环境的差异,其中的技术细节作了适当修改和补充,但关键技术的原理及实现上,它们有许多共同的地方。
正是由于二者在发展过程中的这种关系,使得实现信息一控制一体化成为可能2.2.传统控制系统新闻演播室传统灯光解决方案通常是采用调光台、固定式调光器和DMX编码解码器等构成,它们之间通过DMX512信号线进行连接,在演出时由专业人员进行操作。
它具有如下缺点:(1)无备份功能,系统可靠性无双重保证,如需增加备份调光台,则需增加设备成本;(2)操作复杂,每个节目都需专业灯光师值守,浪费人力资源; (3)不能对三基色荧光灯进行调光,所有控制只能在调光台上单独进行; (4)不具有远程编程和管理功能; 系统采用模块化结构设计,简单灵活、安装方便。
控制回路与负载回路分离,各个回路的灯具直接接到输出设备上,将所有设备通过4芯低压电缆(确保人身安全)连成网络,再通过输入设备(触摸屏、面板)来控制灯光场景。
根据环境及用户需求的变化,只需做软件修改设置或少量线路改造,就可以实现灯光布局的改变和功能扩充。
系统内各设备的控制信息独立存储,任意设备损坏也不影响本系统中其它设备正常工作,更不会引起系统瘫痪。
存储的信息具有停电后不丢数据功能,在恢复供电时,系统会自动恢复到停电前的工作状态。
系统设备中配有“软启动”功能以防止高启动电流或热冲击所引起的灯具的永久性损坏。
灯光控制系统的功能是通过软件设置的,可以通过软件实现:开关、调光、就地控制、多点控制、遥控控制、区域控制等。
使用时,简单的通过触摸操作就可以切换场景。
系统能非常方便地与剧场、电视台演播室中的其它相关控制和管理系统(如大型演播厅舞台灯光控制系统、多媒体内部通讯系统、保安系统、BA系统、消防系统等)的平台实现扩展和联接,实现“多网合一,资源共享”的管理模式。
它具有如下优点:●使用智能灯光控制系统能比传统控制系统节省成本;●操作简单,无需专业灯光师值守,节省人力资源;●可根据节目、人员变化只需轻触按键就可随时切换灯光场景;●可对三基色荧光灯进行调光,可进行远程编程和管理;●可作为备份调光台使用,大大增强了演播室的可靠性;●可实现多点、分布式控制,节省电能、便于管理。
3.区别智能控与传统的或常规的控制有着密切的关系,不是相互排斥的。
一般情况下,常规控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,他力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法以解决更具有挑战性的复杂控制问题。
与常规控制相比较,智能控制具有的特点:⑴描述系統模型的意义更为广泛,不仅有确定数学模型,也有非数学的广义模型,也可以是非数学的二者混合模型。
⑵智能控制过程中,体现更多的学习、推理、以启发策略和智能算法来引导求解过程,具有学习、适应和组织功能。
⑶智能控制能够满足复杂系统的控制,也就是它能够处理所面对的复杂的对象、复杂环境和复杂任务的要求。
⑷智能控制具有非线性和变结构的特点。
⑸在智能控制中控制器与对象、环境往往没有明显的分离,而在传统的控制中,被控对象成为过程,他总是与控制器分离的。
⑹智能控制具有分层信息处理与决策机构,他的核心在高层控制,即组织级的控制。
高层控制的任务对于实际环境或过程进行组织,即决策和规划,实现广义问题的求解。
经典控制与现代控制虽然看起来完全不同,但是本质上都一样,就是建立控制对象的数学模型,然后设计一个数学模型形式的控制器达到控制目的,区别只是前者建立的是微分方程或者叫做pid控制,后者建立的是状态方程,类似于数学当中的线性微分方程组。
而最优控制,鲁棒控制等问题不论是基于经典控制理论还是基于现代控制理论,都脱离不了本质——必须建立被控对象的数学模型,也包括02年提出的foc控制。
智能控制则采取的是全新的思路。
它采取了人的思维方式,建立逻辑模型,使用类似人脑的控制方法来进行控制。
我正好在做这个作业,就拿我的作业为例子进行说明吧。
控制一个热水器的水温,传统的控制方法当中,不论你要建立一个微分方程还是建立一个状态方程,总归要把加热功率和水温,加热功率的变化率和水温的变化率之间建立出来数学模型,不论是寻求最优控制方法还是提取变量敏感度进行鲁棒控制,总归要有数学模型才能做。
智能控制则采取截然不同的方法。
例如使用模糊控制器,我们首先把所有的变量模糊化,通过一定的算法把水温,水温的变化率,加热功率,加热功率的变化率等变成语言变量,比如形容为非常大,比较大,稍微大,正好,稍微小,比较小,非常小。
然后像人那样制定规则库,if水温...and水温的变化率.....then加热功率......。
然后通过一些算法把规则库和模糊关系制定成表输入到运算芯片的flash即可工作。
再例如使用人工神经网络,我们仿照人脑建立计算机神经网络模型,每个人工神经元都含有很多带权重的轴突,一个带激发判定的细胞体和若干带输出函数的树突,然后很多人工神经元按照一定逻辑分成进行连接,然后把热水器采集到的大量信息拿过来,分别加到输入端和输出端,通过一定算法改变人工神经元之间的连接权重和激发因子,最终使得所有已知的训练量都能满足这个人工神经网络,在足够训练量的情况下,控制精确度能达到很高。
综合起来说,普通控制是完全基于数学的控制,而智能控制则是基于逻辑规则,使用人类思维的模型或者经验模型甚至是仿照人类神经网络来进行训练学习的模型。
优缺点的话就很明显了,经典控制和现代控制都有一个明显的好处——稳定点非常精确,即使是超调量,最快响应时间等各有缺陷,但是总归在平衡位置上是异常精确的。
而智能控制不论是采用扎德还是麦克丹尼的理论,都不可避免的有不精确的成分,但是无疑的很多控制对象都不是那么容易建立方程的,而且很多控制对象即使能建立方程,也是现在的数学理论还不能探讨的。
例如一个烧锅炉的师傅往往会根据火候和炉壁摸着烫不烫作为输入量来决定加多少煤,让他总结经验是很容易的,但是如果要求这个烧锅炉的师傅建立一个方程那显然是不可能的。
实际工程上用的时候往往是智能控制和普通控制综合使用。
例如一个控制模型,先做一个判决算法判定是否到达平衡位置,如果未到达则采用智能控制器使其快速响应,在超调量等参数到达一定范围以后,切换才经典控制器或者现代控制器进行运算。