梁 霄 楊令軍

摘要:伴隨著社會進步和科技的發(fā)達,人類的各類需求增加,傳統(tǒng)的控制方法就很難適應(yīng)自動化領(lǐng)域的革新要求,這就要求社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展,以使人類的生活更加的自動化、智能化,以節(jié)省寶貴的時間資源,去做更有價值的事情,從而需要人工智能的支持。人工智能在自動化控制領(lǐng)域中的優(yōu)勢就表現(xiàn)為:能夠最大發(fā)揮效率,推動自動化控制的向前創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞:人工智能自動化控制

1.概述

Artificial Intelligence是人工智能的英文全拼,縮寫就是AI。從根源上來講,人工智能是計算機科學技術(shù)的一個分支,通過分析研究智能技術(shù)的實質(zhì),通過計算機編程技術(shù),生產(chǎn)出一種前所未有的、能用類似于人類智能的方式作出相應(yīng)反應(yīng)的機器。人工智能是集科研、開發(fā)、應(yīng)用于模擬介入、延伸和擴展人工智能的相關(guān)理論、方法、技術(shù)系統(tǒng)于一體的一門技術(shù)科學。在這個領(lǐng)域的研究內(nèi)容包括圖像識別、機器人、專家系統(tǒng)、自然語言處理和語言識別等方面。人工智能領(lǐng)域研究的最主要目標就是:讓生產(chǎn)中的機器能夠扮演通常由人類智能來操作完成的控制工作。

“人工智能” 一詞自1956年在Dartmouth學會上提出以后,其研究以飛快的速度全面發(fā)展,逐漸演變成為以計算機科學技術(shù)為主,復合自動化、信息論、控制論、心理學、數(shù)理邏輯、仿生學、生物學、語言學、醫(yī)學和社會學等知識的交叉新興學科。

2.人工智能在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用理論分析

人工智能是一門復合交叉新興學科,屬于自然科學與社會科學的交集。這個學科涉及到了社會學和心理學、數(shù)學與計算機、控制論和不定性論,人工智能的研究領(lǐng)域范圍包括:人工自然語言處理,人工智能搜索,自動化推理,控制規(guī)劃,計算機器學習,知識獲取,感知命題,識別模式,以及邏輯設(shè)計,不精確和不確定的控制管理,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),復雜控制系統(tǒng),遺傳算法等科學、技術(shù)和研究方法等,主要是應(yīng)用在:人工智能控制,機器人語言學和圖像識別,以及遺傳工程編程等控制領(lǐng)域。由此可見,就人工智能的本質(zhì)而言,它是對人類思維的信息傳播、行為控制等過程的模擬。

“人工智能的機器思維”同人類大腦的邏輯思維的區(qū)別有如下四點:(1)人工智能是一種模擬,純粹是根據(jù)現(xiàn)代科學技術(shù)對人類思維的研究結(jié)果,模擬出來的機械的物理過程, 是不具備意識的;而人類智能則是夾雜著生理和心理相互影響的過程。(2)兩者的關(guān)系是人們利用現(xiàn)代發(fā)達的科學技術(shù),不斷研究人腦思維,然后應(yīng)用人工智能和計算機技術(shù)去設(shè)計電腦的功能,以實現(xiàn)人工智能在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用。(3)人工智能局限于科學技術(shù)對人腦的開發(fā)和研究,根本不能具備人類意識所特有的創(chuàng)造力和思維力。(4)人工智能是一門技術(shù),沒有人類大腦的社會性反應(yīng)功能。在當今社會里,計算機這門技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)制造、生活服務(wù)的各個角落,正是計算機編程技術(shù)的不斷進步,推動自動化生產(chǎn)、運輸控制向人工智能的快速發(fā)展。

自動化控制是通過增強生產(chǎn)、物流、交換、分配等環(huán)節(jié)的模擬人類大腦控制,實現(xiàn)自動化,這樣不僅可以減少人力資本成本,還能提高了運作的效率。進入21世紀以來,中國開始進行經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整,實施科學發(fā)展,然而中國制造業(yè)生產(chǎn)線的低水平自動化控制,不僅生產(chǎn)效率低,而且一直是企業(yè)市場競爭力的短板,難以在激烈的世界市場競爭中抗衡國外技術(shù)和產(chǎn)品。當人工智能應(yīng)用于自動化控制領(lǐng)域,這就相當于是打造具備人類大腦判斷能力、思維能力、帥選能力的自動化控制系統(tǒng),既能夠提高企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,有能支持產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量調(diào)整和科學優(yōu)化?？茖W研究發(fā)現(xiàn),人腦具備世界上最精密的思維邏輯和控制模式,計算機編程就是通過直接模仿人類大腦的收集信息、分析資源、交換思維、處理信息、回饋結(jié)果等一系列過程,所以說模仿人類大腦機能體系和思維機制將會是實現(xiàn)人工智能在自動化控制領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵途徑。

3.人工智能在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用案例簡析

恒壓供水技術(shù)在工業(yè)和民用供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用,然而由于用水量的時間和空間變化不一,供水系統(tǒng)的負荷變化也隨之產(chǎn)生不確定性,現(xiàn)在所采用的運用傳統(tǒng)PID算法來實現(xiàn)供水壓力控制的動態(tài)特性指標計算,已經(jīng)難以滿足市場需求和控制需要。在該系統(tǒng)的設(shè)計初期,曾嘗試采用進口調(diào)節(jié)器,然而在實施的過程中,系統(tǒng)的動態(tài)指標總是處于不穩(wěn)定狀態(tài),效果不好。在實驗的過程中,我們嘗試單獨采用PLC技術(shù),來實現(xiàn)壓力控制和邏輯機制,但是因為PLC的運算能力不能夠編寫出符合供水控制技術(shù)的模糊控制算法,而且控制參數(shù)的調(diào)整也十分麻煩。所以最終,在恒壓供水自動化控制系統(tǒng)的實施過程中,決定選用AI—808人工智能調(diào)節(jié)器作為主控制器,結(jié)合FX1N PLC邏輯控制,實現(xiàn)了水廠的全自動化恒壓供水。

4.結(jié)語

人類大腦智能的內(nèi)容包括三個方面:感知能力;思維能力;行為能力。人工智能就是由人類根據(jù)對人類大腦的研究和設(shè)計,運用計算機技術(shù)和編程邏輯思維,設(shè)計制造出來的“機器”,用來替代人類表現(xiàn)人類的思維和邏輯。因此,人工智能也是由感知能力、思維能力和行為能力三種組合而成,這三類能力形成一種交集。對于人工智能的應(yīng)用主要是體現(xiàn)在對問題的求解,邏輯思維選擇與推理與定理證明,自然語言理解,自動程序設(shè)計,專家系統(tǒng),機器人學等方面,而所有這些方面的內(nèi)容都是為了實現(xiàn)自動化控制,借助于人工智能科學的計算機技術(shù),用模仿人類大腦的功能和機制來提高機械設(shè)備的自動化功能,因此人工智能技術(shù)在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用將會更加廣泛和深入?！?/p>

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