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1、最优控制与智能控制基础文献总结报告最优控制与智能控制基础文献总结报告电气传动系统的智能控制 学生姓名：班级学号：aaaaaaa任课教师：aaa 提交日期：2012.06.14 成绩：8最优控制与智能控制基础文献总结报告电气传动系统的智能控制一、研究背景及意义智能控制是自动控制学科发展里程中一个崭新的阶段。目前,智能控制的研究与应用已深入到众多的领域。同样它的发展也给电气传动系统的控制策略带来了新思想、新方法。与其它学科一样,智能控制是由于科学技术发展的需要,从解决重大工程和
2、技术问题的实践中产生和发展起来的。随着自动化程度的提高和普及,受控对象日趋复杂,对于许多难以获得数学模型或模型复杂的过程,应用经典和现代控制理论往往不能取得令人满意的控制效果,甚至完全无能为力。可是在手动控制中,熟练的操作人员却可以驾驭自如。由此,人们很自然地产生了在自动控制技术中借鉴熟练人员经验的想法。计算机控制技术的发展为实现这一愿望提供了可能,计算机在逻辑推理、判断、识别、决策、学习等方面的功能可以承担按照熟练操作人员和专家的经验与方法进行控制的工作。另一方面,许多探索如何实现人脑思维功能的
3、学术领域,如人工智能、专家系统、神经网络、模糊逻辑等的研究取得了可喜的进展,这些研究成果从不同的角度提出了各种仿照人的知识、思维进行控制的方法,如专家控制器、神经元控制、模糊控制等等,它们统称为智能控制。与传统的经典、现代控制方法相比,智能控制具有一系列的特点。首先,智能控制突破了传统控制理论中必须基于数学模型的框架,它按实际效果进行控制,不依赖于或不完全依赖于控制对象的数学模型。其次,继承了人脑思维的非线性,智能控制器也往往具有非线性特性同时,它还可以利用计算机控制的便利,根据当前状态切换控制器
4、的结构,用变结构的方法改善系统的性能。此外,某些智能控制方法还具有在线辨识、决策或总体自寻优的能力。在复杂的系统中,智能控制还具有分层信息处理和决策的功能。智能控制方法的这些独到之处,使它以一个崭新的面貌区别于各种传统的控制方法与理论。因此,许多人认为,智能控制将是继经典控制和现代控制之后的第三代自动控制技术。二、智能控制在电气传动系统中的应用目前,电气传动系统智能控制策略的研究引起了广泛的兴趣,不少人希望它能使电气传动系统的控制性能、自动化水平跃上一个新的台阶。但也有一些专家怀疑,电气传动系统是
5、否适于采用智能控制。他们指出,智能控制的初衷是为了对付那些难以建模的复杂对象,而电气传动系统相对而言具有比较明确的数学模型,引入智能控制是否画蛇添足。在这种情况下,搞清智能控制对于电气传动系统的意义和作用,具有十分重要的现实意义。目前的交、直流传动系统已经拥有较为成熟的控制方案,如直流双闭环系统、交流电机的矢量控制系统等。交、直流电气传动系统经过内环改造后（电流环、矢量变换）,其转速环的结构是一样的,可以建立统一的数学模型,而且并不复杂,采用控制已经能够取得基本满意的效果。但另一方面也应看到,实际
6、的传动系统并不如模型那样一成不变,电机本身的参数（如交流机的转子电阻）8最优控制与智能控制基础文献总结报告和拖动负载的参数（如转动惯量）在某些应用场合会随情况而变化；同时,交流电机本质上是一个非线性的被控对象,许多拖动负载含有弹性或间隙等非线性因素。控制对象的参数变化与非线性特性,使得线性的常参数的PID调节器常常顾此失彼,不能使系统在各种工况下都保持设计时的性能指标,也就是说系统的鲁棒性不能尽如人意。智能控制可以充分利用其非线性、变结构、自寻优等各种功能来克服电气传动系统这些变参数与非线性因素,
7、从而提高系统的鲁棒性。总之,在电气传动系统中引入智能控制方法,并非象许多控制对象那样是出于建模的困难,而是希望用这些新的方法来克服电气传动对象的变参数、非线性等不利因素,以提高系统的鲁棒性为目的。另一方面,如果在电气传动系统中尝试智能控制策略时,完全丢弃已为实践所接受的传统控制方案,生搬硬套在其它领域应用的智能控制方法,非但不能切中要害,反而把新方法的缺点也带了进来,极有可能得不偿失,最终导致智能控制方法在实际应用中被拒之门外。因此,在电气传动系统中引入智能控制方法时,注意取长补短、扬长避短,正确
8、处理智能控制对传统控制继承与发展的关系是非常重要的。前已指出,交流电机采用矢量控制与电流闭环改造后,其速度环的结构和直流电机是统一的。因此,典型的交、直流统一的智能控制传动系统（调速系统）可以如图1所示。在多环控制结构中,智能控制器处于最外环,而内环可以仍保留矢量控制、PI调节器这些传统方法。这主要是因为外环是决定系统性能的根本因素,而内环主要起改造对象特性以利于外环控制的作用；各种扰动给内环带来的误差可以由外环控制加以弥补或抑制。另一方面,外环采样频率比内环要低,更有利于智能控制
