王維平 郭 順

（北方聯(lián)合電力海勃灣發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

1 智能控制的發(fā)展概況及研究?jī)?nèi)容

在1967年，Leondes等人第一次使用了“智能控制”這個(gè)詞語(yǔ)。十年后，Saridis又提出了三元交集論的觀點(diǎn)，三元交集論是指智能控制是人工智能、自動(dòng)控制和運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)交集。但是隨著智能控制的理論的進(jìn)一步的發(fā)展，智能控制不論是在我國(guó)還是在其他的國(guó)家都有了很大的發(fā)展，可以說(shuō)是已經(jīng)進(jìn)入到了工程化和實(shí)用化的階段。未來(lái)幾年，隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制一定會(huì)走向一個(gè)全新的發(fā)展階段。

關(guān)于智能控制系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容是根據(jù)其基本的控制對(duì)象的開放性、多層次等特性以及信息的多樣性、不確定性的特點(diǎn)，還有就是智能控制的基本控制的特點(diǎn)。

目前，智能控制的研究范圍包括以下幾個(gè)方面:1)對(duì)智能控制認(rèn)識(shí)論和方法論的研究。2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等相關(guān)知識(shí)對(duì)不確定性的辨識(shí)，控制、建模。3)信息學(xué)習(xí)的規(guī)則的生成與修改的方法。4)故障診斷的系統(tǒng)的組態(tài)理論和容錯(cuò)的相關(guān)功能。5)處理組合復(fù)雜性數(shù)學(xué)計(jì)算的框架結(jié)構(gòu)。6)實(shí)時(shí)控制任務(wù)規(guī)劃的集成和系統(tǒng)優(yōu)化的方法。7)模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的控制方法。8)智能控制技術(shù)在工業(yè)控制和機(jī)器人等領(lǐng)域的研究。

2 智能控制技術(shù)的方法

2.1 分層遞階的智能控制。大系統(tǒng)控制的一種重要方式就是分層遞階智能控制。對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，通常情況下都是采用分層遞階的智能控制技術(shù)的。它的結(jié)構(gòu)按智能程度的高低可以分為三個(gè)等級(jí):組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)和運(yùn)行控制級(jí)。且各個(gè)等級(jí)的智能程度也是進(jìn)行相應(yīng)地由高到低的排列的。結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:處于高層的單元對(duì)系統(tǒng)的行為影響范圍是相當(dāng)大的而且是越高越大的;但是越是處于高級(jí)單元的決策周期就越是比處于低級(jí)單元的決策的周期長(zhǎng):越是處于高級(jí)的，對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題的描述就會(huì)遇是不確定的。

2.2 專家的智能控制。所謂的專家系統(tǒng)就是指將專家系統(tǒng)的理論和技術(shù)同控制理論的方法和技術(shù)有機(jī)的進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，并且在一個(gè)不確定的環(huán)境中，去仿效專家的智能從而去實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。專家的控制系統(tǒng)可以分為兩種形式，即專家控制系統(tǒng)和專家式控制器。專家控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是采用黑板等，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它的造價(jià)的比較高的;而專家式控制器大多數(shù)是為工業(yè)專家控制器，它的結(jié)構(gòu)是比較簡(jiǎn)單的，同時(shí)也能滿足工業(yè)對(duì)于過(guò)程控制的要求，因此，他被廣泛的應(yīng)用。

2.3 模糊控制。模糊控制是在1965年Zadeh教授創(chuàng)建的模糊集理論的基礎(chǔ)上由英國(guó)的Mamdani成功地將其應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機(jī)的控制上來(lái)的，近些年，模糊控制在很大的程度上得到了發(fā)展并且被廣泛的應(yīng)用起來(lái)。模糊控制是基于模糊的推理并且模仿人的思維方式的基礎(chǔ)上建立的，它對(duì)難以建立精確的數(shù)學(xué)模型的對(duì)象實(shí)施的一種控制，它逐漸的成為處理推理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的不確定性的一種比較有效的方法。模糊控制就是以模糊數(shù)學(xué)和模糊語(yǔ)言的形式表示和模糊邏輯的規(guī)則的推理為基礎(chǔ)的，并采用計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)。它的主要特點(diǎn)是:它具有較強(qiáng)的魯棒性，對(duì)于傳統(tǒng)控制的非線性、時(shí)變和時(shí)滯系統(tǒng)的控制的解決是比較容易的;控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不需要精確的數(shù)學(xué)模型而是依據(jù)操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)和操作數(shù)據(jù);它的推理過(guò)程采用的是不精確的推理，可以模仿人的思維過(guò)程處理一些復(fù)雜的系統(tǒng);應(yīng)用的語(yǔ)言變量并不是傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)變量，比較容易形成專家系統(tǒng)。

2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制可以從微觀上模擬人腦的功能和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)模擬人的神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能以及傳遞、處理信息的機(jī)理去設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并不是善于表達(dá)知識(shí)的，但是的逼近非線性函數(shù)的能力也是相當(dāng)強(qiáng)大的，控制系統(tǒng)中恰恰是利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的這一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

2.5 復(fù)合智能控制。每一種智能控制的方法都有自身的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有自己的局限性。智能控制技術(shù)的復(fù)合就是將這些不同的方法結(jié)合在一起所獲得的一種有效的方法，它可以形成風(fēng)格和功能不相同的智能控制系統(tǒng)。在目前，世界上比較流行的復(fù)合智能控制有一下幾個(gè):即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制、模糊專家控制以及模糊滑模控制。

3 智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用

火電廠熱工自動(dòng)化是保障設(shè)備安全的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的重要技術(shù)措施。目前，將智能控制方法在熱工過(guò)程控制系統(tǒng)使用已經(jīng)是研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

3.1 過(guò)熱汽溫控制。鍋爐運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)之一是過(guò)熱的汽溫。鍋爐過(guò)熱汽溫的控制采用的是改變溫水量的控制手段，這樣的系統(tǒng)是有較大的慣性的，且動(dòng)態(tài)特性不是固定的，這些年來(lái)，人們將智能控制的技術(shù)引入到這一個(gè)領(lǐng)域從而有效的去改善系統(tǒng)的性能，對(duì)于控制系統(tǒng)的適應(yīng)性有了一定的增強(qiáng)。我們應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制器把過(guò)熱蒸汽控制得以實(shí)現(xiàn)。這些結(jié)果都表明了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊控制系統(tǒng)是發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)的。即使是調(diào)峰機(jī)組的變工也不會(huì)影響良好的控制性能，仍然能較好地解決火電廠過(guò)熱汽溫控制的難題。

3.2 爐燃燒過(guò)程控制。鍋爐燃燒系統(tǒng)是會(huì)受到各種的因素的干擾的且總是在不斷波動(dòng)的比較復(fù)雜的系統(tǒng)。專家系統(tǒng)多數(shù)是采用推理機(jī)的正向推理的方法，這樣可以逐次的去判斷知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，這是一種前向推理的系統(tǒng)。它的判斷規(guī)則集有許多的方面其中有煤厚調(diào)節(jié)子集、工況判斷子集、送風(fēng)調(diào)節(jié)子集、緊急事故及執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障診斷子集等等。自從控制系統(tǒng)投入運(yùn)行，它的效果總體上講是令人滿意。事實(shí)上，智能控制技術(shù)的使用不僅僅是克服了系統(tǒng)中的不確定性，同時(shí)也改善了系統(tǒng)的控制精度，有效的提高了控制品質(zhì)。

[1]李泉.新型智能控制系統(tǒng)研究及其在熱工過(guò)程控制中的應(yīng)用 [J].華北電力大學(xué)（北京），2004-02-01.

[2]侯樹文，陳燕，李方方.火電廠熱工自動(dòng)化的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].山西建筑,2007-01-20.

[3]侯子良，侯云浩.火電廠熱工自動(dòng)化安全技術(shù)配置若干指導(dǎo)思想[J].中國(guó)電力，2007-05-05.

[4]霍耀光，侯子良，李麟章，陳厚肇，劉今，朱傳鏘.中國(guó)火電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)改造建議[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004-01-30.