电气技术发展方向讲义.ppt

ouqingli@xtpu.org.cn Prof. Ou Qingli 关于工程机械控制 技术的发展方向 主讲人:唐楚舒 内容提要： 一、智能化控制技术与传统控制技术的比较。 二、探讨路面工程机械智能化的技术发展方向，以 及自动控制理论和测控技术的发展将会对工 程机 械产生哪些有典型特征的影响。 三、GPS/GSM在工程机械监控中的应用。如：定 位、防盗、远程控制等。 四、探讨工程机械普遍存在的多任务、多变量、大 滞后的对液压系统的控制方法（以摊铺机的行 走、输分料位控制为例）。 一、智能化控制技术与传统控制技术的比较 1.1 自动控制理论与技术的3个阶段 1.2 智能控制(Intelligent Control)的提出 1.3 智能控制体系 1.4 智能控制的基本特点 1.5 智能控制的主要方法 1.6 智能控制的实现基础与支持 1.7 智能控制与传统控制的关系和比较 1.1、 自动控制理论与技术的3个阶段 1) 、经典控制? 2) 、现代控制 3) 、智能控制 1.2 智能控制(Intelligent Control)的提出 在1971年，由傅京逊(King-Sun Fu)提出。 文章题目：“学习控制系统和智能控制系统：人工智能与自动控制的交叉”，提出了智能控制就是人工智能与自动控制的交叉的“二元论”思想， 列举了三种智能控制系统(3种形式、3个方向)：人作为控制器的控制系统、人机结合作为控制器的控制系统、无人参与的智能控制系统，如自主机器人。 1.3 智能控制体系 ★对“智能控制”这一术语还没有确切的定义；理论仍在完善，技术应用一直在蓬勃发展。 ★ 1985年，IEEE（电气和电子工程师协会）在美国纽约召开了第一届智能控制学术会议，集中讨论了智能控制的原理和系统结构等问题，标志着这一新的体系的形成。 1.4 智能控制基本特点 (1)应能对复杂系统(如非线性、快时变、复杂多变量、环境扰动等)进行有效的全局控制，并具有较强的容错能力。 (2)定性决策和定量控制相结合的多模态组合控制。 (3)其基本目的是从系统的功能和整体优化的角度来分析和综合系统，以实现预定的目标，并具有自主组织能力。 (4)同时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程，人的知识在控制中起着重要的协调作用，系统在信息处理上既有数学运算，又有逻辑和知识推理。 1.5 智能控制的主要方法 1)神经网络控制(NNC) 2)模糊控制(FC) 3)专家控制(EC) 4)分级递阶智能控制(HIC) 5)拟人智能控制(AHIC) 6)集成智能控制 7)组合智能控制方法 目前智能控制研究的热点 (1)神经网络控制 (2)模糊控制 (3)专家控制 (4)集成智能控制 (5)组合智能控制 1.6 智能控制的实现基础与支持 ★计算机：实现核心 智能控制是一有效的计算机程序。 ★控制问题软件化。 1.7 智能控制与传统控制的关系和比较 1)、概述 (1) 传统控制得到了巨大的发展和应用。 (2) 传统控制具有明显的局限性。 特别点： 高度非线性、复杂系统、不确定性对象。 传统控制将整个系统置于固定的控制算法和 模型框架下，灵活性和应变能力较差。 1.7 智能控制与传统控制的关系和比较 2)、主要差异： 智能控制和传统控制在应用领域、控制方法、 知识获取和加工、系统描述、性能考核及执行 等方面存在明显的不同。 二、探讨路面工程机械智能化的技术发展方向，以及自动控制理论和测控技术的发展将会对工程机械产生哪些有典型特征的影响。 2.1 总述 2.2 智能化的两个方向? 2.3 路面工程机械机群智能化（机群） 2.4 路面工程机械智能化（单机） 2.1 总述 自动控制理论和测控技术的发展对工程 机械产生的主要影响就是推动和促进工 程机械的智能化和机、电、液、信一体 化。 2.2 智能化的两个方向 单机智能化 机群智能化 2.3 路面工程机械机群智能化 (有如人群之“团结协作”) 参见第3部分 GPS/GSM在工程机械中应用。 以“最优”为目标，通过GPS/GSM/GIS技术手 段，将工程项目中路面机械构建成一个“智 能体”，利用智能化技术，实现资源配置、 工作效率、工作质量的最优化。 显然，单机智能化是机群智能化的基础。 2.4 路面工程机械智能化 2.4.1 机器人化：无人驾驶、自主作业 2.4.2 远程化(网络化) 2.4.3 智能控制 2.4.4 故障诊断智能化： 2.4.5 机、电、液、信一体化 2.4.6 信息化 2.4.7 虚拟化：计算机仿真、虚拟现实 2.4.8 人性化 2.4.