智能控制工程研究的進展

孫毅然

摘 要：智能控制就是在無人操作情況下自主驅動機器完成控制目標的自動控制技術。隨著信息技術和計算機技術的迅速發展，智能控制技術與智能控制工程得到了更加深入的研究和探索。本文結合智能控制研究理論，主要論述了智能控制工程的研究現狀，并且提出了智能控制工程進一步發展的策略。

關鍵詞：智能控制；智能控制工程；研究進展；發展策略

智能控制是應用廣泛的技術，被廣泛地應用到各個領域。隨著信息處理技術和人工智能技術的不斷發展，智能控制在控制原理和智能控制工程研究上都獲得了很大的進步和發展。

1 智能控制工程的研究現狀

1.1 機器人智能控制研究

機器人是智能控制應用的重要領域之一，智能控制技術已經在機器人研究的各個方面得到應用。在智能控制技術中，模糊控制、人工神經網絡以及專家系統的技術在機器人環境監測和控制以及規劃、機器人定位等方面的應用研究已經成熟，并且在實際應用系統中得到了驗證。機器人視覺處理與傳感器信息融合也利用智能控制技術。機器人動力學廣泛地采用神經網絡，進行控制器的設計。

1.2 智能控制在機械制造中的應用研究

現代工業制造業涉及很多復雜的行為和操作。在先進的制造系統中，要根據不精確和不完備的數據來解決很難預測或無法預測的狀況，人工智能的應用有效的解決了這個問題。智能控制在機械制造中得到廣泛應用，通常是在機械制造的過程中在用神經網絡與模糊數學的方法進行動態環境的建模，采用傳感器的融合技術預處理和綜合各種信息。

1.3 智能控制在電力電子領域中的應用研究

與電能有關的很多領域都應用電力電子學，電力系統中的各種電機電器設備的設計與生產、運行以及控制是非常復雜的過程。智能控制技術引入電氣設備，對于電氣設備的故障診斷、設備控制與優化設計等發揮了重要的作用。電氣設備的優化設計可以采用遺傳算法，這樣可以縮短計算的時間，降低成本，提高設計的質量和效率。還可以采用神經網絡、模糊邏輯以及專家系統的智能控制技術用于電氣設備的故障診斷，并且現在對于集成這三種技術的實驗研究也取得重大發展。

其中，在電流控制脈沖寬度調制（PWM）中采用智能控制技術最具代表性的應用，也是被關注的研究熱點。

1.4 智能控制在工業過程中的應用研究

生產過程中智能控制主要包括局部級與全局級兩個方面。局部級智能控制是指智能控制應用于工業生產過程的某一個單元部分的控制器設計；全局級智能控制是指智能控制用于整個工業生產過程的自動化。局部級智能控制研究主要是對PID控制器設計。全局級智能控制應用研究已經非常廣泛。

1.5 廣義控制領域智能控制的應用研究

自動控制的廣義理解是不利用人工的而作用自動控制或操作控制對象的過程，當然也可以是具體的機械設備與抽象的時刻變化著的信息對象。對這種對象進行控制，需要利用符號的信息知識進行建模和表達，并且設計智能算法的程序用于自動決策和推理。廣義領域智能控制的應用研究正處于探索研究與發展的階段。

2 智能控制工程的發展對策

2.1 發展智能控制工程的理論指導

智能控制已經建立了基本的理論思路和框架，但是仍然沒有發展成熟。智能控制沒有科學的理論指導就會導致工程研究的盲目性。智能控制應用研究主要是智能控制分支技術的應用，控制方法在工程的應用研究中沒有系統的指導缺乏標準性的評價標準，導致智能控制技術的優越性很難得到體現。因此，要加強智能控制理論的研究工作。

2.2 進一步明確智能控制的研究目標

首先，要發展新的控制方法，采用混合模型或是非完全的模型；其次，利用了解較少或是不正確的系統模型，在控制系統工作過程中進行在線改進，使其知之漸多并逐步完善；再次，采用本質上斷續系統與離散事件驅動動態系統；最后，要采用混沌和進化等新技術，對智能控制系統進行進一步發展與開發。因此，為完成這些研究目標，智能控制的信息處理理論和智能控制思想將會深入到建模的過程中，不斷改變和改進模型，使模型不僅要包含解析的數值，還要有定性分析的符號。

2.3 智能控制的設計要遵循簡單的原則

在智能控制的應用領域中，應該堅持從簡單的系統進入，然后逐漸地過渡到復雜的系統。在控制器設計過程中，不斷優化復雜的控制策略，以得到簡單的控制器。智能控制的發展應用主要是為了滿足控制系統復雜化的要求，設計智能控制器要堅持簡單的原則，在某個控制的目標下，要選擇簡單的方法進行問題解決，這樣可以節省成本，減小維護與使用的難度。智能控制應用目標是設計性價比高、操作簡單的控制系統。

2.4 促進技術創新為智能控制工程發展創造條件

智能控制工程研究中，沒有建立專門的軟件環境。隨著軟件構件化的發展，需要能夠在智能控制應用中直接調用的模糊控制函數和神經網絡等。因此要重視新技術的開發和創新，對具有自主知識產權的軟件與硬件產品進行開發。并且參與國際的競爭，促進智能控制工程研究在國際上的發展。

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