2022年智能控制的學(xué)習(xí)心得與體會(huì)及展望

1、第9頁共9頁2022年智能控制的學(xué)習(xí)心得與體會(huì)及展望智能控制的學(xué)習(xí)與總結(jié)智能控制的學(xué)習(xí)與思考一、我對(duì)智能控制的理解從開始上學(xué)學(xué)習(xí)知識(shí)以來，所學(xué)到的知識(shí)用我自己的理解與感覺就是：所學(xué)的知識(shí)越來越復(fù)雜，其模型越來越接近實(shí)際，感覺最深的是在數(shù)學(xué)課與物理課上，其模型不在只是考慮理想狀態(tài)下，或者只在線性關(guān)系下，其中要考慮到很多的問題，不再只是一個(gè)簡(jiǎn)單的式子就可以表達(dá)、求解。而這學(xué)期所學(xué)的智能控制感覺是相對(duì)于之前學(xué)的經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論，其研究對(duì)象是更為實(shí)際與現(xiàn)實(shí)的問題，但是與之前不同之處在于，現(xiàn)在的智能控制不只是研究對(duì)象更加實(shí)際、現(xiàn)實(shí)，而且是提出了新的方法途徑，相比較與經(jīng)典的控制理論，智能控制的研

2、究對(duì)象有其自己的特點(diǎn)：智能控制的研究對(duì)象通常存在嚴(yán)重的不確定性。這里所說的模型不確定性包含兩層意思：一是模型未知或知之甚少；二是模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)可能在很大范圍內(nèi)變化。對(duì)于具有高度非線性的控制對(duì)象，采用智能控制的方法往往可以較好地解決非線性系統(tǒng)的控制問題。對(duì)于智能控制系統(tǒng)，任務(wù)的要求往往比較復(fù)雜。二、智能控制與傳統(tǒng)控制的關(guān)系智能控制與傳統(tǒng)的或常規(guī)的控制有密切的關(guān)系，不是相互排斥的。常規(guī)控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用常規(guī)控制的方法來解決“低級(jí)”的控制問題，力圖擴(kuò)充常規(guī)控制方法并建立一系列新的理論與方法來解決更具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜控制問題。1.傳統(tǒng)的自動(dòng)控制是建立在確定的模型基礎(chǔ)上的，而智能

3、控制的研究對(duì)象則存在模型嚴(yán)重的不確定性，即模型未知或知之甚少者模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)，比如工業(yè)過程的病態(tài)結(jié)構(gòu)問題、某些干擾的無法預(yù)測(cè)，致使無法建立其模型，這些問題對(duì)基于模型的傳統(tǒng)自動(dòng)控制來說很難解決。2.傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入或輸出設(shè)備與人及外界環(huán)境的信息交換很不方便，希望制造出能接受印刷體、圖形甚至手寫體和口頭命令等形式的信息輸入裝置，能夠更加深入而靈活地和系統(tǒng)進(jìn)行信息交流，同時(shí)還要擴(kuò)大輸出裝置的能力，能夠用文字、圖紙、立體形象、語言等形式輸出信息。另外，通常的自動(dòng)裝置不能接受、分析和感知各種看得見、聽得著的形象、聲音的組合以及外界其它的情況。為擴(kuò)大信息通道，就必須給自動(dòng)裝置安

4、上能夠以機(jī)械方式模擬各種感覺的精確的送音器，即文字、聲音、物體識(shí)別裝置。可喜的是，近幾年計(jì)算機(jī)及多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，為智能控制在這一方面的發(fā)展提供了物質(zhì)上的準(zhǔn)備，使智能控制變成了多方位“立體”的控制系統(tǒng)。3.傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)控制任務(wù)的要求要么使輸出量為定值(調(diào)節(jié)系統(tǒng))，要么使輸出量跟隨期望的運(yùn)動(dòng)軌跡(跟隨系統(tǒng))，因此具有控制任務(wù)單一性的特點(diǎn)，而智能控制系統(tǒng)的控制任務(wù)可比較復(fù)雜，例如在智能機(jī)器人系統(tǒng)中，它要求系統(tǒng)對(duì)一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)具有自動(dòng)規(guī)劃和決策的能力，有自動(dòng)躲避障礙物運(yùn)動(dòng)到某一預(yù)期目標(biāo)位置的能力等。對(duì)于這些具有復(fù)雜的任務(wù)要求的系統(tǒng)，采用智能控制的方式便可以滿足。4.傳統(tǒng)的控制理論對(duì)線性問

5、題有較成熟的理論，而對(duì)高度非線性的控制對(duì)象雖然有一些非線性方法可以利用，但不盡人意。而智能控制為解決這類復(fù)雜的非線性問題找到了一個(gè)出路，成為解決這類問題行之有效的途徑。工業(yè)過程智能控制系統(tǒng)除具有上述幾個(gè)特點(diǎn)外，又有另外一些特點(diǎn)，如被控對(duì)象往往是動(dòng)態(tài)的，而且控制系統(tǒng)在線運(yùn)動(dòng)，一般要求有較高的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度等，恰恰是這些特點(diǎn)又決定了它與其它智能控制系統(tǒng)如智能機(jī)器人系統(tǒng)、航空航天控制系統(tǒng)、交通運(yùn)輸控制系統(tǒng)等的區(qū)別，決定了它的控制方法以及形式的獨(dú)特之處。5.與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對(duì)象及環(huán)境的有關(guān)知識(shí)以及運(yùn)用這些知識(shí)的能力。6.與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制

6、系統(tǒng)能以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過程，采用開閉環(huán)控制和定性及定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制方式。7.與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)具有變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能總體自尋優(yōu)，具有自適應(yīng)、自_、自學(xué)習(xí)和自協(xié)調(diào)能力。8.與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)有補(bǔ)償及自修復(fù)能力和判斷決策能力?？傊悄芸刂葡到y(tǒng)通過智能機(jī)自動(dòng)地完成其目標(biāo)的控制過程，其智能機(jī)可以在熟悉或不熟悉的環(huán)境中自動(dòng)地或人機(jī)交互地完成擬人任務(wù)。三、智能控制的類型1.專家控制系統(tǒng)(e_pertsystem)專家指的是那些對(duì)解決專門問題非常熟悉的人們，他們的這種專門技術(shù)通常源于豐富的經(jīng)驗(yàn)，以及他們處理問題的詳細(xì)專業(yè)知識(shí)。專家系統(tǒng)

7、主要指的是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類專家的知識(shí)和解決問題的經(jīng)驗(yàn)方法來處理該領(lǐng)域的高水平難題。它具有啟發(fā)性、透明性、靈活性、符號(hào)操作、不確定性推理等特點(diǎn)。.應(yīng)用專家系統(tǒng)的概念和技術(shù)，模擬人類專家的控制知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)而建造的控制系統(tǒng)，稱為專家控制系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是利用專家知識(shí)對(duì)專門的或困難的問題進(jìn)行描述。用專家系統(tǒng)所構(gòu)成的專家控制，無論是專家控制系統(tǒng)還是專家控制器，其相對(duì)工程費(fèi)用較高，而且還涉及自動(dòng)地獲取知識(shí)困難、無自學(xué)能力、知識(shí)面太窄等問題。盡管專家系統(tǒng)在解決復(fù)雜的高級(jí)推理中獲得較為成功的應(yīng)用，但是專家控制的實(shí)際應(yīng)用相對(duì)還是比較少。所謂模糊控制，

8、就是在被控制對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊控制器近似推理手段，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的一種方法。模糊模型是用模糊語言和規(guī)則描述的一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及性能指標(biāo)。模糊控制的基本思想是用機(jī)器去模擬人對(duì)系統(tǒng)的控制。它是受這樣事實(shí)而啟發(fā)的：對(duì)于用傳統(tǒng)控制理論無法進(jìn)行分析和控制的復(fù)雜的和無法建立數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)，有經(jīng)驗(yàn)的操作者或?qū)＜覅s能取得比較好的控制效果，這是因?yàn)樗麄儞碛腥辗e月累的豐富經(jīng)驗(yàn)，因此人們希望把這種經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)下的行為過程總結(jié)成一些規(guī)則，并根據(jù)這些規(guī)則設(shè)計(jì)出控制器。然后運(yùn)用模糊理論，模糊語言變量和模糊邏輯推理的知識(shí)，把這些模糊的語言上升為數(shù)值運(yùn)算，從而能夠利用計(jì)算機(jī)來完成對(duì)這些規(guī)則的具體實(shí)現(xiàn)，達(dá)到以機(jī)器代替

9、人對(duì)某些對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制的目的。模糊邏輯用模糊語言描述系統(tǒng)，既可以描述應(yīng)用系統(tǒng)的定量模型也可以描述其定性模型。模糊邏輯可適用于任意復(fù)雜的對(duì)象控制。但在實(shí)際應(yīng)用中模糊邏輯實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的應(yīng)用控制比較容易。簡(jiǎn)單控制是指單輸入單輸出系統(tǒng)(siso)或多輸入單輸出系統(tǒng)(miso)的控制。因?yàn)殡S著輸入輸出變量的增加，模糊邏輯的推理將變得非常復(fù)雜。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指由大量與生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞相類似的人工神經(jīng)元互連而組成的網(wǎng)絡(luò)；或由大量象生物神經(jīng)元的處理單元并聯(lián)互連而成。這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有某些智能和仿人控制功能。學(xué)習(xí)算法是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要特征，也是當(dāng)前研究的主要課題。學(xué)習(xí)的概念來自生物模型，它是機(jī)體在復(fù)雜多變的環(huán)境中進(jìn)

10、行有效的自我調(diào)節(jié)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備類似人類的學(xué)習(xí)功能。一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)若想改變其輸出值，但又不能改變它的轉(zhuǎn)換函數(shù)，只能改變其輸入，而改變輸入的唯一方法只能修改加在輸入端的加權(quán)系數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程是修改加權(quán)系數(shù)的過程，最終使其輸出達(dá)到期望值，學(xué)習(xí)結(jié)束。常用的學(xué)習(xí)算法有：hebb學(xué)習(xí)算法，widrowhoff學(xué)習(xí)算法，反向傳播學(xué)習(xí)算法一bp學(xué)習(xí)算法，hopfield反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是利用大量的神經(jīng)元按一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)調(diào)整方法。它能表示出豐富的特性：并行計(jì)算、分布存儲(chǔ)、可變結(jié)構(gòu)、高度容錯(cuò)、非線性運(yùn)算、自我_、學(xué)習(xí)或自學(xué)習(xí)等。這些特性是人們長(zhǎng)期追求和期望的系統(tǒng)特性。它在智能控制的參數(shù)、

11、結(jié)構(gòu)或環(huán)境的自適應(yīng)、自_、自學(xué)習(xí)等控制方面具有獨(dú)特的能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以和模糊邏輯一樣適用于任意復(fù)雜對(duì)象的控制，但它與模糊邏輯不同的是擅長(zhǎng)單輸入多輸出系統(tǒng)和多輸入多輸出系統(tǒng)的多變量控制。在模糊邏輯表示的simo系統(tǒng)和mimo系統(tǒng)中，其模糊推理、解模糊過程以及學(xué)習(xí)控制等功能常用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和神經(jīng)模糊邏輯技術(shù)：模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為智能控制的主要技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。兩者既有相同性又有不同性。其相同性為：兩者都可作為萬能逼近器解決非線性問題，并且兩者都可以應(yīng)用到控制器設(shè)計(jì)中。不同的是：模糊邏輯可以利用語言信息描述系統(tǒng)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則不行，模糊邏輯應(yīng)用到控制器設(shè)計(jì)中，其參數(shù)定義有明確的物

12、理意義，因而可提出有效的初始參數(shù)選擇方法；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始參數(shù)(如權(quán)值等)只能隨機(jī)選擇。但在學(xué)習(xí)方式下，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過各種訓(xùn)練，其參數(shù)設(shè)置可以達(dá)到滿足控制所需的行為。模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都是模仿人類大腦的運(yùn)行機(jī)制，可以認(rèn)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模仿人類大腦的硬件，模糊邏輯技術(shù)模仿人類大腦的軟件。根據(jù)模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各自特點(diǎn)，所結(jié)合的技術(shù)即為模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和神經(jīng)模糊邏輯技術(shù)。模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和它們混合技術(shù)適用于各種學(xué)習(xí)方式智能控制的相關(guān)技術(shù)與控制方式結(jié)合或綜合交叉結(jié)合，構(gòu)成風(fēng)格和功能各異的智能控制系統(tǒng)和智能控制器是智能控制技術(shù)方法的一個(gè)主要特點(diǎn)。四、總結(jié)與展望智能控制雖然已有_多年的發(fā)展史，而其其實(shí)際應(yīng)

13、用也越來越成熟、廣泛，但是相比較有經(jīng)典的控制理論與方法，智能控制的應(yīng)用還是有待進(jìn)一步發(fā)展的，但是把智能控制與傳統(tǒng)控制方案相結(jié)合，也是一種不錯(cuò)的應(yīng)用方向，而其目前這方面的研究已經(jīng)是比比皆是，比如用模糊控制與常規(guī)pid控制相結(jié)合，產(chǎn)生的模糊自適應(yīng)pid控制方案目前已經(jīng)有了相當(dāng)廣泛的研究與應(yīng)用。當(dāng)然對(duì)于智能控制的探索與研究還需要更多的學(xué)者投入更多的心血，才能在未來結(jié)出更加豐碩的果實(shí)。2022年智能控制的學(xué)習(xí)心得與體會(huì)及展望（二）首先，什么是智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)和普通電網(wǎng)有什么不同呢。所謂智能電網(wǎng)即是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而

14、形成的新型電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的核心內(nèi)涵是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化和互動(dòng)化。其次，智能電網(wǎng)技術(shù)又有哪些優(yōu)點(diǎn)呢。1、可靠性在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障時(shí)，智能電網(wǎng)仍能保持對(duì)用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積的停電事故;在自然災(zāi)害和_氣候條件下、或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行;具有確保信息安全的能力和防計(jì)算機(jī)病毒破壞的能力。2、自愈性因?yàn)槭褂脤?shí)時(shí)傳感器和自動(dòng)化的控制設(shè)備，智能電網(wǎng)可以對(duì)電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和檢測(cè)，進(jìn)而做出反應(yīng)，自動(dòng)的避免停電和電力質(zhì)量惡化。在智能電網(wǎng)里面，停電的事故永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生，系統(tǒng)的局部故障并不會(huì)導(dǎo)致某些地區(qū)的停電。3、互動(dòng)性智能電網(wǎng)一個(gè)非常核心的理念就是試圖通過雙向的信息傳

15、遞和分時(shí)電價(jià)，改變電力用戶的用電行為，以削峰填谷，降低系統(tǒng)對(duì)電源容量的需求。實(shí)時(shí)、雙向通訊的智能電網(wǎng)能鼓勵(lì)用戶節(jié)約能源，同時(shí)允許用戶向電網(wǎng)賣電。家庭太陽能板、小型風(fēng)電和電動(dòng)汽車都可以接入電網(wǎng)，普通家庭和小型商業(yè)用戶可以把他們富余的電能通過智能電網(wǎng)賣給鄰居或是電網(wǎng)的其他用電方。4、兼容性國內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)地區(qū)一般都集中在邊遠(yuǎn)地區(qū)，這恰恰是電網(wǎng)比較薄弱的地方，承受能力有限。并且，邊遠(yuǎn)地區(qū)負(fù)荷相對(duì)較小，使得發(fā)出的電很難在當(dāng)?shù)乇幌{。風(fēng)電密度低、不穩(wěn)定、不連續(xù)性使得發(fā)電量忽上忽下，對(duì)我國尚不堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)構(gòu)成沖擊，電網(wǎng)不愿接入，使風(fēng)電場(chǎng)利用小時(shí)數(shù)過低，無法形成規(guī)模效應(yīng)，導(dǎo)致風(fēng)電項(xiàng)目?jī)?nèi)部投資回報(bào)率低于_%的社會(huì)

16、平均水平，缺乏投資吸引力。智能電網(wǎng)建成后除了能夠輸送傳統(tǒng)煤電外，還能夠輸送可再生能源，比如風(fēng)電和太陽能。我國之所以高調(diào)提出大力建設(shè)智能電網(wǎng)，主要原因是支持風(fēng)電、太陽能等新能源接入，支持需求側(cè)管理。5、節(jié)能環(huán)保智能電網(wǎng)的首要作用是節(jié)能，我國一年社會(huì)用電總量近_億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息化之后，每年在配電輸電用電等環(huán)節(jié)即可節(jié)約_%至_%的電力資源，節(jié)省價(jià)值近_億元人民幣。建造智能電網(wǎng)還助于城市減排溫室氣體。當(dāng)然，作為一個(gè)新興的技術(shù)，雖然有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在不少的缺點(diǎn)，技術(shù)方面尚不完善，推廣普及更是困難重重。1、投資方式問題。智能電網(wǎng)既牽涉到原有電路網(wǎng)絡(luò)的改造與升級(jí)，又必須對(duì)新的設(shè)備進(jìn)行投入，是一項(xiàng)

17、耗資巨大、耗時(shí)長(zhǎng)久的工程。鑒于所需要資本的龐大和回報(bào)周期漫長(zhǎng)，完全由企業(yè)投資的可能性不大，而由政府單方面投入也會(huì)受到財(cái)政資金的制約，甚至?xí)?duì)民間資本形成“擠出效應(yīng)”。無論采取哪種方式，對(duì)于一些發(fā)展中國家而言，智能電網(wǎng)所需要的巨大資本將是一個(gè)不小的壓力，智能電網(wǎng)的“全球化”也可能因?yàn)橘Y金的約束而止步。2、商業(yè)模式問題。即使投資問題解決了，智能電網(wǎng)建成后采取怎樣的商業(yè)運(yùn)營模式也是一個(gè)棘手的難題。是采取政府所有統(tǒng)一運(yùn)營還是主要由企業(yè)管理運(yùn)營、抑或是政府與企業(yè)聯(lián)手運(yùn)營，既要取決于前期投資方式，又要具體分析市場(chǎng)環(huán)境狀況。在沒有統(tǒng)一的商業(yè)運(yùn)營模式前提下，可以通過各種不同的示范項(xiàng)目和工程尋找可行的操作模式。

18、3、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)問題。智能電網(wǎng)具有全球化特征，因此其應(yīng)該擁有一套國際化的標(biāo)準(zhǔn)。但是，目前不同的國家對(duì)于智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定存在諸多分歧，而且智能電網(wǎng)涉及許多電氣產(chǎn)品和技術(shù)、供應(yīng)商的利益，不同產(chǎn)品供應(yīng)商會(huì)采用不同的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)，選用某種產(chǎn)品有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同的發(fā)展方向和走勢(shì)。4、關(guān)鍵技術(shù)問題。無論電網(wǎng)技術(shù)還是基礎(chǔ)材料技術(shù)環(huán)節(jié)，目前還不能完全說都能達(dá)到智能電網(wǎng)的要求，甚至有些技術(shù)的安全性還有待論證。很榮幸能參加單位上舉辦的智能電網(wǎng)培訓(xùn)班，這是我第二次參加智能電網(wǎng)培訓(xùn)，記得第一次是_年，相隔快兩年的_加深對(duì)智能電網(wǎng)的了解。老師是專門從_學(xué)請(qǐng)來的，這次培訓(xùn)主要從三個(gè)方面介紹：一是智能電網(wǎng)簡(jiǎn)介；二是智能電網(wǎng)主要組成部分；三是智能電網(wǎng)