智能控制在現(xiàn)代工業(yè)中的應用-閱讀頁
2024-07-26 14:45本頁面
【正文】 一個容器，即有進水閥，也有排水閥，被調(diào)節(jié)對象是水位，那么如水位高于期望值，需減小進水閥的開度，進水閥為反作用；需增大排水閥開度，排水閥為正作用。其次要了解的，就是P、I、D的含義了。比例（P）控制是一種最簡單、最基礎的控制方式。比例控制的輸出曲線如圖02所示，其輸出是一條始于原點的直線，而直線的斜率是由比例增益確定的。解決這一矛盾的方法就是事先將偏差信號進行放大?；\統(tǒng)的講比例增益就是放大倍數(shù)。而系統(tǒng)當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差，其測量值曲線的表現(xiàn)是等幅振蕩。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。隨著時間的增加，積分作用會增大。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，積分就會起作用，反作用拉動比例增幅。調(diào)節(jié)積分的參數(shù)是積分時間，由比例控制可知，比例增益越大，由于慣性導致“超調(diào)”，然后反過來調(diào)整，再次超調(diào)，形成振蕩。但積分時間太長，又會當反饋信號急劇變化時，被控物理量難以迅速恢復。微分（D）控制是在調(diào)節(jié)系統(tǒng)在進行比例控制和積分控制之前進行的超前控制，采用微分控制的主要原因是控制系統(tǒng)中有滯后性。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象，抵消滯后時間，而后比例控制和積分控制起作用，從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。微分控制參數(shù)主要是微分時間，微分時間的取值也與拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)有關，拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)與微分時間也是成正比關系。X軸代表時間，給定值是固定的，所以是一條平行于X軸的直線，理論上，我們希望的曲線，是被控量直接向給定量靠近，進而重合，如曲線“理想狀態(tài)下的被調(diào)節(jié)對象測量值曲線”，但實際中并不能實現(xiàn)，客觀上比較理想的是圖中“調(diào)節(jié)較好的被調(diào)節(jié)對象測量值曲線”，被控量圍繞給定量振蕩幾個周期后，靠近給定量。至于是否能穩(wěn)定，或者經(jīng)過幾個周期才平穩(wěn)，要取決于參數(shù)的設置，各個控制環(huán)節(jié)的性能，還有外擾。由于專家系統(tǒng)控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制各有特點，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)絡控制和專家模糊控制等多個方向。子波變換、遺傳算法與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的結合、以及混沌理論等，也將成為智能控制的發(fā)展方向。在基礎理論方面，涉及傳統(tǒng)人工智能的知識表示和推理、計算智能(如模糊計算、神經(jīng)計算和進化計算等)和機器學習等。目前，在世界范圍內(nèi)，智能控制和智能自動化科學與技術正在成為自動化領域中最興旺和發(fā)展最迅速的一個分支學科，并被許多發(fā)達國家確認為面向2l世紀和提高國家競爭力的核心技術
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