智能控制在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用(更新版)
【正文】 為追求高質(zhì)量、高可靠、高效益、高適應(yīng)性的四高目標(biāo)，一方面其生產(chǎn)規(guī)模越來越龐大，節(jié)奏越來越快，工藝越來越復(fù)雜；另一方面基于嚴(yán)格和精確的數(shù)學(xué)模型描述基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)控制理論的分析、綜合與設(shè)計(jì)技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的控制實(shí)踐存在著巨大的鴻溝，理論與應(yīng)用之間存在著嚴(yán)重的不協(xié)調(diào)性，面對(duì)復(fù)雜的工業(yè)對(duì)象，2工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自動(dòng)化（automation）不斷完善和發(fā)展的今天，自動(dòng)化水平已經(jīng)成為衡量企業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，而自動(dòng)化的一個(gè)重要分支——工業(yè)自動(dòng)化，更是生產(chǎn)型企業(yè)提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。它既是推動(dòng)自動(dòng)控制理論和系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，同時(shí)也對(duì)自動(dòng)控制提出了前所未有的挑戰(zhàn)，其表現(xiàn)為： （1）被控對(duì)象日益復(fù)雜被控對(duì)象往往是無窮維的復(fù)雜系統(tǒng)，表現(xiàn)出很強(qiáng)的分布特性，而利用有限參數(shù)模型設(shè)計(jì)的控制，其有效性不能保證。一個(gè)控制系統(tǒng)包括控制器（controller）、傳感器（sensor）、變送器（transmitter）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（final controlling element）、輸入輸出接口（I/0 interface）五部分組成。目前工業(yè)自動(dòng)化控制中，“狀態(tài)閉環(huán)控制”多用于保護(hù)類控制，例如汽機(jī)的ETS，鍋爐的MFT，化工的ESD，水泵保護(hù)等等?！罢{(diào)節(jié)閉環(huán)控制”需要人為或通過系統(tǒng)計(jì)算給定一個(gè)被控制對(duì)象的理想的狀態(tài)數(shù)值（給定值 set value，簡(jiǎn)寫為S），控制器會(huì)比較實(shí)際的被控制對(duì)象的數(shù)值（測(cè)量值 practical value，簡(jiǎn)寫P）與給定值之間的偏差，并計(jì)算出輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的值（輸出值 output value，簡(jiǎn)寫O）給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)變化，使測(cè)量值改變，控制器再次比較測(cè)量值與給定值的偏差（以下簡(jiǎn)稱偏差），進(jìn)行下一循環(huán)的計(jì)算并輸出。所謂死區(qū)（dead zone），又稱儀表不靈敏區(qū)，是指輸入量的變化不致引起該儀表輸出量有任何可察覺的變化的有限區(qū)間。了解了“調(diào)節(jié)閉環(huán)控制”的執(zhí)行機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，之后進(jìn)行調(diào)節(jié)，方法多為PID調(diào)節(jié)。其次要了解的，就是P、I、D的含義了?；\統(tǒng)的講比例增益就是放大倍數(shù)。積分曲線如圖03所示，其作用方式是只要有偏差，并且偏差在允許偏差范圍只外，積分就會(huì)起作用，反作用拉動(dòng)比例增幅。這樣就需要微分提前控制，微分控制曲線如圖04，微分作用是在比例控制之前，提前輸出作用于被控對(duì)象，抵消滯后時(shí)間，而后比例控制和積分控制起作用，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。由于專家系統(tǒng)控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制各有特點(diǎn)，因此目前有些研究者集成這些方法，形成了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和專家模糊控制等多個(gè)方向
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