電氣傳動系統的智能控制問題

文/趙洪河

在電力企業中，電氣傳動系統逐漸成為電氣發展的趨勢。為了使電力生產更高效，電氣傳動系統中傳統的控制方法逐漸被淘汰，取而代之的是智能控制系統，不僅控制的應變速度更快，而且控制的精準度也極高。智能控制系統是根據人腦進行模擬的，內部數據能通過智能系統進行自動的調整和控制。在電力企業應用中有很強的應變能力和適應能力。在接下來的文章中，根據智能控制的特點，了解智能控制的作用，分析電氣傳動系統智能控制的應用。

1 智能控制系統的興起和特點

1.1 智能控制系統的興起

在電氣傳動系統的不斷進步中，智能控制系統可以說是一個轉折點，它使電氣傳動系統的控制策略有了更多的研究和應用思想。智能控制系統是電力發展過程中為了解決需求而逐漸發展的產物，隨著企業對自動化要求的提高，自動化應用范圍的不斷擴大，控制系統所需要控制的對象種類越來越多，控制對象的構造和內部結構也越來越復雜，傳統的控制系統很難準確的獲取這些控制對象的模型，使傳統控制系統逐漸無法完成控制任務，這種情況下只能通過人力來進行手動的控制。為了使系統擁可以像操作人員一樣進行靈活準確的操作，經過科研人員的不斷總結和實踐，將控制系統借助于計算機技術，最終研究出智能控制系統。

1.2 智能控制系統的特點

智能控制系統與傳統控制方法相比較，智能控制系統的特點比較多。

（1）智能控制系統打破了傳統控制方法固定模式的限制，不依賴于控制對象的構造和模型進行分辨，通過計算機技術使控制處理能達到自動和靈活的效果，能夠自動處理各種常見突發狀況，使智能控制系統具有非線性。

（2）智能控制系統不僅在控制對象的控制范圍上有了很大提高，在控制比較復雜的系統時，還具有較強的處理能力。根據計算機中的參考數據，擇優選擇控制和處理方法，在遇到突發問題時，能夠根據實情況進行隨機應變，模擬了人腦的應變思維，控制系統能主動進行分析和決策。

2 智能控制系統的主要控制方式

2.1 模糊控制

模糊控制是智能控制系統中典型的控制方法，主要根據模糊集合的原理進行設計，將控制對象和日常工作中的事物進行刻畫，對專業操作人員和技術人員的操作方式和動作技巧進行模仿，實現模糊控制對電氣傳動系統的控制。通過模仿技術人員和操作人員進行模糊控制，減少了操作人員的工作量，能相應減少企業中的人員數量，緩解企業中人力資源緊張的問題。在進行模糊控制時，為了減小推理環節智能系統的數據推算量，將模糊控制器中的輸入量與輸出量進行了分散，使控制過程中的數據計算更加簡單，加快了模糊控制的反應速度，提高了智能控制系統的工作效率。由于模糊控制是利用物品和模型的模糊原理設計的，在控制系統運行中，如果控制系統的各項信息越詳細和具體，那么智能控制的效果就越好，控制系統的精準程度就越高。模糊控制器在工業生產中使用比較多，由于模糊控制中的標量因子應用比較簡單，對工業生產中的電氣傳動系統應用的吸引力比較大。雖然模糊控制器的內部構造比較復雜，但是經過數據分散后，在使用原理上看起來卻十分簡單，在模糊控制器的輸入、輸出中，曾經常出現“震顫”情況，主要是由于系統處理的不穩定造成的，后來經過不同角度的分析，將模糊控制進行了多層處理，從而解決了控制器工作中的不穩定問題。

2.2 單神經元控制

單神經元控制器是由單神經元組成的，它具有很強的綜合性，將信息進行綜合整理，依靠計算機設備，對非線性的控制問題進行解決。在電氣傳動系統的工作中，會出現一些突發情況，神經網絡具有很強的自我學習能力和很強的自我適應能力，可以將單神經元運行時的數值進行整理和糾正，通過對單神經元的數值進行不斷的調整，使神經網絡獲得的數據知識組成單神經元控制結構，使控制能力能夠適用所面對的控制對象和所處的工作環境，將控制效果達到最佳，以此來解決一些非線性的突發控制情況。由于單神經元控制器包含的信息數據比較多，在計算機硬件方面的要求比較高，一般的計算機內存較小，導致運行速度比較慢。嚴重制約了單神經元控制的效率。就目前單神經元控制的控制效果來看，還是比較理想的。

3 智能控制系統的構成

智能控制系統主要分為簡單智能控制系統和分級遞階智能控制系統兩種。簡單智能控制系統主要包括知識庫、推理機、控制策略和控制對象構成。智能控制系統通過對知識庫中的人的經驗和知識進行綜合整理，根據推理機推測出受控對象以及將會需要進行的控制內容，經過控制策略部分給出相對應的控制，在受控對象接受控制后，再將控制結果反饋到知識庫中，使知識庫進行更詳細的信息整理。隨著生產要求和控制技術的提高，簡單智能控制系統逐漸被多級遞階智能控制系統取代。多級遞階智能控制系統主要包括控制規則組織級、參數校正級、運行控制級、公共數據庫和受控對象。多級遞階智能控制系統主要將人工智能和控制系統的自學能力和組織能力以及調節能力進行了有效結合，分別通過組織級、參數校正級、運行控制級進行不同程度的受控對象辨別和知識推理使用。三個級別在進行分析和準確控制后，將總結的經驗數據通過公告數據庫進行互相交換。

4 智能控制器在電氣傳動系統的應用

4.1 模糊控制在電氣傳動系統的應用

模糊控制在電氣傳動系統的應用中，首先需要建立一個合理的模糊控制結構才能實現對系統的準確控制。實現模糊精準控制需要有一個數據變換過程，需要將受控對象的信息轉變為數據信息，將數據信息進行模糊化處理，將模糊化的受控對象數據信息在整個控制系統的數據庫中進行整理，通過系統進行嚴謹的邏輯判斷，最后通過反模糊化操作，對受控對象進行精確控制。在電氣企業的應用中，電氣傳動系統需要進行變量較多、內容較為復雜的工作過程，需要電氣傳動系統的發電機和變壓設備具備自動控制的能力，因此，智能控制器一般在傳動系統的發電機、電動機等機電設備中進行安裝使用。

4.2 單神經元控制器在電氣傳動系統的應用

單神經元控制作為智能控制中的主要控制方式，將人工智能充分利用到控制系統中，結合生物學知識與物理學知識，配合數學理論知識進行思維和反映模式的模擬，通過及時反映對受控對象進行及時有效的控制。在電氣傳動系統中，對各種電氣設備的運行速度進行調節和控制，通過對控制對象的分析，計算達到有效控制所需要的電氣系統工作強度，合理調節電氣傳動系統中機電設備的轉速。在電氣設備的優化設計和故障診斷方面被廣泛應用，起到了良好的控制作用，效果也比較突出。在電力企業的電子技術方面，單神經元控制技術也受到了各電力企業的青睞。

5 智能控制系統與電力傳動系統的未來發展

智能控制器主要是根據技術操作人員的經驗進行設計的，模糊控制或者單神經元控制的控制方法和控制器組成上，雖然比傳統的控制器效率高了很多，所作出的貢獻也比較大，但是發展并不成熟，需要進一步探索和研究。對于整個電氣傳動系統而言，為了能使運行更加穩定，有必要為整個電氣傳動系統進行理論結構框架的調整，進一步改變內部電路的環境。雖然智能控制系統到目前為止已經取得了一定的成功，但是發展的時間較短，還需要進行實踐與檢驗，與智能控制未來的發展空間來看，智能控制仍然處于初期階段，屬于不斷探究和摸索的階段。未來對智能控制的研究和發展方向，主要是擴大智能控制的應用領域方面，結合各種企業的不同需求，使智能控制的電力傳動系統更具有市場性。在計算機硬件問題方面，將針對電氣傳動系統的定向應用進行開發和研究。

6 結論

智能控制作為電力傳動系統中對電力設備有效控制，緩解了電力企業的人員緊張問題，減少了對操作人員的需求，使企業減少了人力支出，降低了企業成本。控制系統能根據神經網絡和計算機數據進行人腦模擬，有效的控制電力傳動系統，使控制更加高速和準確。由于智能控制系統還不能滿足所有的受控對象的全部控制內容，因此，在具體使用中，對滿足不了控制需求的電力傳動系統，還是需要專業的技術人員進行人工控制或者使用傳統的控制器。