孫毅然

摘 要：智能控制就是在無(wú)人操作情況下自主驅(qū)動(dòng)機(jī)器完成控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制技術(shù)與智能控制工程得到了更加深入的研究和探索。本文結(jié)合智能控制研究理論，主要論述了智能控制工程的研究現(xiàn)狀，并且提出了智能控制工程進(jìn)一步發(fā)展的策略。

關(guān)鍵詞：智能控制；智能控制工程；研究進(jìn)展；發(fā)展策略

智能控制是應(yīng)用廣泛的技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。隨著信息處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)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(jìn)步和發(fā)展。

1 智能控制工程的研究現(xiàn)狀

1.1 機(jī)器人智能控制研究

機(jī)器人是智能控制應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，智能控制技術(shù)已經(jīng)在機(jī)器人研究的各個(gè)方面得到應(yīng)用。在智能控制技術(shù)中，模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)的技術(shù)在機(jī)器人環(huán)境監(jiān)測(cè)和控制以及規(guī)劃、機(jī)器人定位等方面的應(yīng)用研究已經(jīng)成熟，并且在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中得到了驗(yàn)證。機(jī)器人視覺(jué)處理與傳感器信息融合也利用智能控制技術(shù)。機(jī)器人動(dòng)力學(xué)廣泛地采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)。

1.2 智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究

現(xiàn)代工業(yè)制造業(yè)涉及很多復(fù)雜的行為和操作。在先進(jìn)的制造系統(tǒng)中，要根據(jù)不精確和不完備的數(shù)據(jù)來(lái)解決很難預(yù)測(cè)或無(wú)法預(yù)測(cè)的狀況，人工智能的應(yīng)用有效的解決了這個(gè)問(wèn)題。智能控制在機(jī)械制造中得到廣泛應(yīng)用，通常是在機(jī)械制造的過(guò)程中在用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)環(huán)境的建模，采用傳感器的融合技術(shù)預(yù)處理和綜合各種信息。

1.3 智能控制在電力電子領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

與電能有關(guān)的很多領(lǐng)域都應(yīng)用電力電子學(xué)，電力系統(tǒng)中的各種電機(jī)電器設(shè)備的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、運(yùn)行以及控制是非常復(fù)雜的過(guò)程。智能控制技術(shù)引入電氣設(shè)備，對(duì)于電氣設(shè)備的故障診斷、設(shè)備控制與優(yōu)化設(shè)計(jì)等發(fā)揮了重要的作用。電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以采用遺傳算法，這樣可以縮短計(jì)算的時(shí)間，降低成本，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。還可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及專家系統(tǒng)的智能控制技術(shù)用于電氣設(shè)備的故障診斷，并且現(xiàn)在對(duì)于集成這三種技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究也取得重大發(fā)展。

其中，在電流控制脈沖寬度調(diào)制（PWM）中采用智能控制技術(shù)最具代表性的應(yīng)用，也是被關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

1.4 智能控制在工業(yè)過(guò)程中的應(yīng)用研究

生產(chǎn)過(guò)程中智能控制主要包括局部級(jí)與全局級(jí)兩個(gè)方面。局部級(jí)智能控制是指智能控制應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的某一個(gè)單元部分的控制器設(shè)計(jì)；全局級(jí)智能控制是指智能控制用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。局部級(jí)智能控制研究主要是對(duì)PID控制器設(shè)計(jì)。全局級(jí)智能控制應(yīng)用研究已經(jīng)非常廣泛。

1.5 廣義控制領(lǐng)域智能控制的應(yīng)用研究

自動(dòng)控制的廣義理解是不利用人工的而作用自動(dòng)控制或操作控制對(duì)象的過(guò)程，當(dāng)然也可以是具體的機(jī)械設(shè)備與抽象的時(shí)刻變化著的信息對(duì)象。對(duì)這種對(duì)象進(jìn)行控制，需要利用符號(hào)的信息知識(shí)進(jìn)行建模和表達(dá)，并且設(shè)計(jì)智能算法的程序用于自動(dòng)決策和推理。廣義領(lǐng)域智能控制的應(yīng)用研究正處于探索研究與發(fā)展的階段。

2 智能控制工程的發(fā)展對(duì)策

2.1 發(fā)展智能控制工程的理論指導(dǎo)

智能控制已經(jīng)建立了基本的理論思路和框架，但是仍然沒(méi)有發(fā)展成熟。智能控制沒(méi)有科學(xué)的理論指導(dǎo)就會(huì)導(dǎo)致工程研究的盲目性。智能控制應(yīng)用研究主要是智能控制分支技術(shù)的應(yīng)用，控制方法在工程的應(yīng)用研究中沒(méi)有系統(tǒng)的指導(dǎo)缺乏標(biāo)準(zhǔn)性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致智能控制技術(shù)的優(yōu)越性很難得到體現(xiàn)。因此，要加強(qiáng)智能控制理論的研究工作。

2.2 進(jìn)一步明確智能控制的研究目標(biāo)

首先，要發(fā)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(tǒng)模型，在控制系統(tǒng)工作過(guò)程中進(jìn)行在線改進(jìn)，使其知之漸多并逐步完善；再次，采用本質(zhì)上斷續(xù)系統(tǒng)與離散事件驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；最后，要采用混沌和進(jìn)化等新技術(shù)，對(duì)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步發(fā)展與開(kāi)發(fā)。因此，為完成這些研究目標(biāo)，智能控制的信息處理理論和智能控制思想將會(huì)深入到建模的過(guò)程中，不斷改變和改進(jìn)模型，使模型不僅要包含解析的數(shù)值，還要有定性分析的符號(hào)。

2.3 智能控制的設(shè)計(jì)要遵循簡(jiǎn)單的原則

在智能控制的應(yīng)用領(lǐng)域中，應(yīng)該堅(jiān)持從簡(jiǎn)單的系統(tǒng)進(jìn)入，然后逐漸地過(guò)渡到復(fù)雜的系統(tǒng)。在控制器設(shè)計(jì)過(guò)程中，不斷優(yōu)化復(fù)雜的控制策略，以得到簡(jiǎn)單的控制器。智能控制的發(fā)展應(yīng)用主要是為了滿足控制系統(tǒng)復(fù)雜化的要求，設(shè)計(jì)智能控制器要堅(jiān)持簡(jiǎn)單的原則，在某個(gè)控制的目標(biāo)下，要選擇簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行問(wèn)題解決，這樣可以節(jié)省成本，減小維護(hù)與使用的難度。智能控制應(yīng)用目標(biāo)是設(shè)計(jì)性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)。

2.4 促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新為智能控制工程發(fā)展創(chuàng)造條件

智能控制工程研究中，沒(méi)有建立專門的軟件環(huán)境。隨著軟件構(gòu)件化的發(fā)展，需要能夠在智能控制應(yīng)用中直接調(diào)用的模糊控制函數(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。因此要重視新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件與硬件產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。并且參與國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)智能控制工程研究在國(guó)際上的發(fā)展。

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