霍文健 韓立波 王云龍 郭燕波 孫世英
摘 要:隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣,被應(yīng)用在軍事、環(huán)境污染檢測、安全監(jiān)控等領(lǐng)域,為此對計算機自動控制系統(tǒng)進(jìn)行研究具有十分重要的價值。
關(guān)鍵詞:人工智能;計算機;自動控制系統(tǒng);優(yōu)化研究
1 導(dǎo)言
自動化生產(chǎn)和加工是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的重要路徑,以自動控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的高效率、高精密、高質(zhì)量生產(chǎn)已成為后工業(yè)化時代的主要特征,有了自動控制系統(tǒng)這一高科技平臺,工業(yè)有了成本集約化、資源效率化的基本產(chǎn)業(yè)形態(tài)。如何準(zhǔn)確把握人工智能的體系特點和發(fā)展動態(tài),如何進(jìn)行自動控制系統(tǒng)的綜合開發(fā)和全面應(yīng)用已成為整個社會和工業(yè)領(lǐng)域的重要課題。
2 人工智能技術(shù)的含義
人工智能是一種在經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下出現(xiàn)的新技術(shù),它研究自然科學(xué)和社會科學(xué),涉及廣泛的知識。人工智能技術(shù)自然離不開計算機技術(shù)的有力支持。大多數(shù)人工智能技術(shù)都基于計算機編程。人工智能實際上是通過某些計算機編程來模仿人類的目的。它的主要模擬對象包括信息收集,人的判斷能力,數(shù)字圖像識別以及一些相對簡單的反應(yīng)。人工智能技術(shù)取代了人的智能。這也節(jié)省了人力資源,并在一定程度上彌補了人員失誤帶來的一些不利影響,值得我們在今后的工作中大力推廣。
3 工業(yè)自動化的發(fā)展方向
國家在上世紀(jì)九十年代就為工業(yè)制定了智能化、自動化、集約化發(fā)展的根本戰(zhàn)略和基本方向,當(dāng)時,計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺作為工業(yè)振興的新載體,自動化生產(chǎn)、智能化控制和新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為我國工業(yè)實現(xiàn)戰(zhàn)略發(fā)展的重要基礎(chǔ),并在接續(xù)的二十年中獲得了跨越式發(fā)展,在短時間內(nèi)我國工業(yè)就實現(xiàn)了從跟跑到并跑的轉(zhuǎn)變,甚至在一些領(lǐng)域達(dá)到了領(lǐng)跑的水平。進(jìn)入新的戰(zhàn)略發(fā)展機遇期,如何進(jìn)一步堅持工業(yè)自動化的發(fā)展方向,如何實現(xiàn)工業(yè)智能化發(fā)展目標(biāo)成為決定工業(yè)領(lǐng)域長足發(fā)展、國家持續(xù)進(jìn)步的重要前提和基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)自動化發(fā)展中一個亮點,工業(yè)領(lǐng)域要看到人工智能技術(shù)的優(yōu)勢和特長,利用人工智能平臺縮短設(shè)計和生產(chǎn)周期,優(yōu)化工業(yè)制造的方案和規(guī)劃,提升工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率,降低工業(yè)生產(chǎn)的成本和風(fēng)險,實現(xiàn)工業(yè)自動化、智能化發(fā)展的目標(biāo)。未來工業(yè)自動化的建設(shè)和發(fā)展過程中,人工智能技術(shù)主要體現(xiàn)在對各類信息和數(shù)據(jù)的全面采集和系統(tǒng)處理,實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中各類數(shù)據(jù)的存儲、加工和利用,為制定工業(yè)制造和生產(chǎn)的決策和規(guī)劃提供基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)在工業(yè)自動化建設(shè)進(jìn)程中還體現(xiàn)在對系統(tǒng)加工和整個生產(chǎn)的全面監(jiān)測和系統(tǒng)調(diào)控的過程與細(xì)節(jié)中,通過功能化的系統(tǒng)和節(jié)點化部件,實施對整個工業(yè)設(shè)備的監(jiān)督,以便對工業(yè)制造、加工、管理等過程提供基礎(chǔ)信息的支持。
4 人工智能在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
信息技術(shù),特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,助推了人工智能理論的工業(yè)生產(chǎn)和自動化控制中的持續(xù)應(yīng)用,有了人工智能技術(shù)的支撐,工業(yè)自動化控制中的各類問題才能得到全面認(rèn)知和系統(tǒng)解決,工業(yè)自動化控制才會更多地向智能化、無人化、自主化方向發(fā)展。自動控制系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)用的人工智能方法包括:新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制平臺、模糊控制技術(shù)、專家決策系統(tǒng),等等。
4.1 新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制平臺的應(yīng)用
人工智能技術(shù)模擬動物神經(jīng)系統(tǒng)感受、傳輸和應(yīng)激的過程,開發(fā)出新一代的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制平臺,平臺由若干功能元件和網(wǎng)絡(luò)連接,在大規(guī)模集成和并行的過程中生成類神經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過采集、加工、處理和決策等方式處理數(shù)據(jù)和信息。在大型存儲設(shè)備、云平臺和新一代互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制體系有了實現(xiàn)的可能,平臺加工的能力得到進(jìn)一步提升,網(wǎng)絡(luò)中各元件和各系統(tǒng)的分布式特點更加顯著,接受信號與識別信息的能力更加準(zhǔn)確,實現(xiàn)了對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交互式的有效模仿。自動控制系統(tǒng)可以有效提升權(quán)系數(shù)和動態(tài)化水平,實現(xiàn)了在無人干預(yù)和監(jiān)督的情況下,控制系統(tǒng)通過自主驅(qū)動和決策,實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)與加工的自動控制。
4.2 模糊技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
模糊技術(shù)是將被控對象在模型化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)有效調(diào)控的新型技術(shù),不但擴大了自動控制系統(tǒng)的功能范圍,也拓展了自動控制系統(tǒng)的定義。模糊控制系統(tǒng)的功能主要分為:輸入/接口———決策/執(zhí)行結(jié)構(gòu)———功能設(shè)備———被控對象———檢測設(shè)備等,模糊控制的決策/執(zhí)行結(jié)構(gòu)是整個系統(tǒng)的核心。在自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用模糊控制技術(shù)可以整合電液設(shè)備、電動機、伺服器等關(guān)鍵設(shè)備,提升工業(yè)自動化控制的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性,并在對象的層面上擴大了系統(tǒng)的控制范圍和能力,使工業(yè)自動化制造的安全、質(zhì)量和效率目標(biāo)有了根本性和系統(tǒng)性的保障。
4.3 專家決策系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
專家決策系統(tǒng)是工業(yè)自動化生產(chǎn)和控制過程中十分重要的基礎(chǔ)系統(tǒng),是在知識和信息極大豐富的基礎(chǔ)上,模擬專家設(shè)計、控制、決策的機制和過程,是在傳統(tǒng)控制技術(shù)和決策理論基礎(chǔ)上,利用網(wǎng)絡(luò)平臺和計算機設(shè)備開發(fā)出的新型控制體系和模式。專家決策系統(tǒng)的核心在于對信息的全面獲取和決策的邏輯推導(dǎo),采取構(gòu)建推理機制、豐富知識來源和構(gòu)建決策庫等方式解決自動化控制過程中遇到的問題,將大量的專家經(jīng)驗和借鑒方法作為解決問題的基礎(chǔ),提升工業(yè)自動化控制過程中各類問題處理的效率和質(zhì)量。在工業(yè)自動化控制過程中,專家決策系統(tǒng)的重點要放在推理和決策兩個環(huán)節(jié),要針對工業(yè)自動化控制的特點,配合專家決策系統(tǒng)的推理方向,有效調(diào)控工業(yè)自動化控制的鏈條和邏輯,制定出工業(yè)自動化控制的規(guī)則和方法,對工業(yè)自動化的控制進(jìn)行知識性和邏輯性驗證,提升工業(yè)自動化控制的效率和功能。
5 結(jié)語
為了提高計算機自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化精度,文中提出了基于人工智能的計算機自動控制系統(tǒng)優(yōu)化方法。通過人工智能技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對計算機自動控制系統(tǒng)的變化特點進(jìn)行無限逼近,并通過仿真測試分析其性能。結(jié)果表明,本文方法提高了計算機自動控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度,增強了計算機自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,獲得了比傳統(tǒng)方法更優(yōu)的計算機自動控制精度。
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