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時間：2023-02-22 14:18:47
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2制冷空調(diào)技能技術(shù)
制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)主要的目的就是要實現(xiàn)合理用能，并且降低電力高峰期的符合，現(xiàn)階段主要的制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)主要有七種，分別是：蓄冷技術(shù)、燃?xì)饧夹g(shù)、太陽能技術(shù)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、熱泵技術(shù)、熱聲制冷技術(shù)以及人工智能技術(shù)。
2.1蓄冷技術(shù)
現(xiàn)階段空調(diào)用電量已經(jīng)占據(jù)了人們生活總耗電量中的70%左右，并且由于電力緊張以及能源緊缺現(xiàn)狀的不斷加劇，促進了制冷空調(diào)新技術(shù)的研發(fā)。蓄冷技術(shù)是在這種條件下被研發(fā)出來的，該技術(shù)就是使空調(diào)在非高峰期用電來保持最佳節(jié)能狀態(tài)，此時空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷由所需的潛熱的形式釋放冷量來滿足，也就是通常所說的，空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷使用融冰釋放的冷量來滿足，蓄冷設(shè)備也就是儲存冰的容器，這樣的空調(diào)不僅可以提高本身的經(jīng)濟效率，還能夠增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。按照我國每年新增3億m2的商用建筑，如果均使用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，每年可為國家節(jié)電40億元，節(jié)煤330萬噸。
2.2燃?xì)庵评浼夹g(shù)
燃?xì)饪照{(diào)的使用，不僅可以降低空調(diào)使用對于電網(wǎng)的負(fù)荷，也可以提高能源的一次利用率，對于減少污染，平衡冬夏季燃?xì)庥昧烤哂蟹浅Ｖ匾囊饬x。經(jīng)過相關(guān)部門的測算，如果燃?xì)庵评淞?×107萬RT，消耗天然氣約6×108m3，這些制冷量就相當(dāng)于少發(fā)電3.5×107KW，這種技術(shù)不僅提高了電力設(shè)備的運轉(zhuǎn)利用率，還能夠節(jié)約發(fā)電設(shè)備的投資。隨著我國城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的逐步完善，燃?xì)饪照{(diào)必然得到快速的發(fā)展和應(yīng)用，此外國家也推出了一系列的政策支持燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展，其對于提高能源利用率、緩解夏冬季用電高峰、提高能源供應(yīng)安全具有非常重要的意義。
2.3太陽能制冷技術(shù)
目前太陽能空調(diào)主要有兩條技術(shù)路線，分別是通過光熱轉(zhuǎn)換，以熱能制冷，另一種是以光電轉(zhuǎn)換，利用電力制冷，而現(xiàn)階段應(yīng)用較多的就是熱能制冷。作為一種可再生的資源，太陽能的應(yīng)用對于緩解能源供需矛盾、控制環(huán)境污染具有非常明顯的效果。但是太陽能光伏/光熱發(fā)電再制冷的技術(shù)在制冷空調(diào)中的應(yīng)用并未取得顯著地效果，一個原因是成本過高，另一個就是能源利用率較低。而利用太陽能進行光熱直接驅(qū)動的空調(diào)雖然性能系數(shù)趕不上傳統(tǒng)的機械式空調(diào)，但是由于其成本較低，并且具有較高的能源利用率，因此其是目前應(yīng)用最為廣泛的一種太陽能制冷空調(diào)。雖然太陽能具有可再生的特性，但是由于其能量供應(yīng)具有隨機性而且能源密度也較低，給其大規(guī)模擴展應(yīng)用帶來了一定的阻力?，F(xiàn)階段的太陽能制冷技術(shù)的應(yīng)用首先就要解決其可靠性、穩(wěn)定性，并且相應(yīng)的提高系統(tǒng)性能系數(shù)以及效率。最后，也可以將太陽能制冷技術(shù)與其他能源技術(shù)結(jié)合，形成一個多能源系統(tǒng)，充分利用廢熱、廢氣以及其他能源。
2.4熱泵技術(shù)
熱泵技術(shù)主要有兩種，分別是水源熱泵技術(shù)和土壤源熱泵技術(shù)。熱泵技術(shù)具有性能可靠、無污染、高效節(jié)能的優(yōu)點，可以在夏季制冷、冬季制熱，并提供一定數(shù)量的生活熱水，此外配套的熱泵系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、節(jié)能效果好的優(yōu)點。鑒于其明顯的節(jié)能降耗優(yōu)勢，其已經(jīng)在國外得到了廣泛的應(yīng)用，并且在我國也有了很多的應(yīng)用實例，通過對比，我們總結(jié)出：雖然熱泵技術(shù)的初期投入與中央空調(diào)基本持平，但是其投入運行后的使用費用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的中央空調(diào)。據(jù)相關(guān)部門估算，我國地級以上城市每年淺層地?zé)崮芸衫觅Y源量相當(dāng)于3.56億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，扣除消耗電量，可節(jié)約相當(dāng)于2.48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
2.5熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)
作為一種綜合利用能源的系統(tǒng)，熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)不僅增加了熱電聯(lián)產(chǎn)中的夏季熱負(fù)荷，提高了汽輪機組的負(fù)荷率，實現(xiàn)了機組效率的提升，還能夠提高低品位熱能的利用率。燃?xì)廨啓C發(fā)電是以天然氣為動力源，并且將廢熱直接排放到吸收式冷熱水機組，長生了用于制冷的冷凍水，并且將熱量應(yīng)用在除濕型空調(diào)上面，這樣就可以大幅度增加熱電冷聯(lián)產(chǎn)的綜合效率。該技術(shù)的節(jié)能效果非常顯著，至少在10%以上，因此我國近年來也開展了該技術(shù)的應(yīng)用，例如上海的黃浦區(qū)中心醫(yī)院以及浦東國際機場都采用了燃?xì)廨啓C熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，具有非常明顯的節(jié)能效果。
2.6熱聲制冷技術(shù)
作為一種新發(fā)展起來的制冷技術(shù)，熱聲制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷技術(shù)相比，取消了對于環(huán)境具有破壞作用的制冷劑，直接使用惰性氣體或者惰性氣體的混合物作為制冷劑，減少了對于溫室效應(yīng)的危害以及臭氧層的破壞。而且熱聲制冷技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、無需特殊材質(zhì)，在制造成本具有非常大的優(yōu)勢，而且它減少了活塞、劑的使用，在維護成本上同樣具有非常明顯的優(yōu)勢。此外，熱聲制冷技術(shù)幾乎沒有現(xiàn)階段制冷系統(tǒng)的缺點，因此其可以成為未來制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的主要發(fā)展方向。
2.7人工智能技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了人工工作和生活中的各個方面，人工智能技術(shù)主要應(yīng)用在智能控制、負(fù)荷預(yù)測以及故障檢測和診斷等方面。但是由于人工智能技術(shù)在制冷空調(diào)中的應(yīng)用仍處于初期階段，仍存在很多的不足，所以我們應(yīng)將傳統(tǒng)的方針系統(tǒng)與人工智能制冷技能技術(shù)相結(jié)合，通過計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)空調(diào)制冷效率的最大提升，并且實現(xiàn)最大化的節(jié)能效果。
智能化技術(shù)，是在我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展中所研發(fā)出的新型技術(shù)手段，在智能化技術(shù)出現(xiàn)后，因其各種優(yōu)勢已經(jīng)在我國各個領(lǐng)域當(dāng)中被廣泛的運用起來，尤其在電氣工程自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，隨著被逐步的運用在電氣工程的各項領(lǐng)域當(dāng)中，為我國電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定非常有利的基礎(chǔ)。
1智能化技術(shù)的主要理論基礎(chǔ)分析
在二十世紀(jì)五十年代人工智能就已經(jīng)問世，通過幾十年的不斷研究與探索，智能化技術(shù)也被廣泛的運用起來，在人們生活當(dāng)中、工作當(dāng)中都被人工智能化產(chǎn)品所占據(jù)，它們能夠像人類一樣有感應(yīng)，能行動和思索，因其自身擁有高精度、高效率以及高協(xié)調(diào)性的特點，已經(jīng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的控制技術(shù)，當(dāng)前隨著計算機的快速發(fā)展，能夠有效的實現(xiàn)運用人的思維能力去模擬到機器人身上，在運用計算機編程語言技術(shù)，普及增加智能化模擬的可實施性，進而實現(xiàn)科技的快速發(fā)展。
2在電氣工程自動化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)的主要意義
2.1能夠?qū)ψ詣踊刂颇Ｐ瓦M行簡化
在電氣工程自動化控制工作中，主要就是通過建立模型來實現(xiàn)的，但是因此模型相對比較復(fù)雜繁瑣。例如，建立的模型與實際情況出現(xiàn)不符的情況或?qū)嶋H操作中出現(xiàn)與模型不統(tǒng)一的情況，對于這些問題來說一般情況下多以電氣工程自身調(diào)節(jié)能力來進行處理，但在實際操作中，還是會出現(xiàn)一些無法預(yù)測和估計的問題，影響著電氣工程自動化控制的正常運作。而在電氣工程自動化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，能夠在一定程度上去防止類似突發(fā)事件的發(fā)生，從而提升電氣工程自動化控制工作的準(zhǔn)確度。
2.2能夠?qū)崿F(xiàn)電氣工程自動化控制的一致
電氣工程自動化控制主要是以建立模型來實現(xiàn)的，而應(yīng)用智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中，能夠避免模型復(fù)雜的問題，進而保障其控制工作的順利完成，利用控制電氣工程中的有關(guān)設(shè)備與數(shù)據(jù)，讓電氣工程自動化控制變得更加一致化，不僅能夠提升電氣工程自動化工作效率，還能改進電氣工程自動化的整體服務(wù)質(zhì)量。
2.3對電氣工程系統(tǒng)控制水平進行提升
在電氣工程系統(tǒng)控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠有效提升其控制水平，不僅能夠控制電氣工程自動化程序設(shè)備中的相應(yīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且還能對電氣工程自動化安全隱患進行警戒，在一定的情況下避免自動化控制中出現(xiàn)不必要的問題，提升電氣工程系統(tǒng)控制水平，為電氣工程領(lǐng)域發(fā)展提供有利條件。
3在電氣工程自動化控制中智能化技術(shù)的主要應(yīng)用
3.1對電氣工程自動化控制中的病因進行合理診斷
對電氣工程系統(tǒng)進行病因診斷時，對于傳統(tǒng)的診斷形式來說，是相對比較復(fù)雜且繁瑣的，不僅僅對工作人員有著很高的要求，還無法對其病因進行精準(zhǔn)的診斷，導(dǎo)致電氣工程自動化控制中會出現(xiàn)一些無法避免數(shù)據(jù)問題等。而職能化技術(shù)則能夠利用自身優(yōu)勢，對其病因進行有效的診斷，還能因其問題提出合理的解決策略，不僅能夠有效找出病因，還能更好的提升其工作效率，因此電氣工程自動化控制中要有效利用智能化技術(shù)，在對其設(shè)備進行情況的診斷，從而避免相關(guān)問題對工作的影響，更好的促進電氣工程自動化控制工作有效進行。
3.2對電氣工程的設(shè)計形式進行優(yōu)化
在傳統(tǒng)的電氣工程的設(shè)計中，主要是通過工作人員進行反復(fù)實驗和改良才能夠完成，而在工作人員不能全面的考慮到實際情況時，就會出現(xiàn)一些復(fù)雜的問題影響正常工作，并且這些問題也不能得到及時的解決，而且在對電氣工程進行設(shè)計時，對工作人員的要求也是非常高的，不僅要運用良好的設(shè)計知識和專業(yè)知識，也要擁有一定的綜合能力，才能剛好的將該工作完成。而對于智能化技術(shù)來說，運用在電氣工程自動化中，設(shè)計人員可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)或相關(guān)軟件，對電氣工程自動化控制的進行設(shè)計，這樣不僅僅能夠提升設(shè)計所用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還能夠?qū)υO(shè)計的樣式進行豐富，能夠更好的解決數(shù)據(jù)問題，從而保證電氣工程自動化控制工作的良好運作。
3.3實現(xiàn)自動化控制整個電氣工程
電氣工程控制系統(tǒng)中的環(huán)節(jié)有很多，所以，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效對整個電氣工程進行自動化控制工作。智能化技術(shù)利用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)控制，來實現(xiàn)對電氣工程的自動化控制，利用智能化技術(shù)實現(xiàn)對電氣工程的全面控制，這樣不僅能夠保證該工作的順利完成，還能大大提升其工作質(zhì)量，增強其整體水平，也能為電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅實有利的基礎(chǔ)。
4結(jié)論
在電氣工程自動化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，這不僅僅是一個非常大的成就，還是促進智能化技術(shù)在其他各個領(lǐng)域當(dāng)中的良好應(yīng)用，發(fā)揮其作用，更好的讓智能化技術(shù)為我國經(jīng)濟發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，并能穩(wěn)定推動電氣工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
作者:閆鵬 單位:包頭市九原區(qū)住房保障和房屋管理服務(wù)中心
2人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用
2.1人工智能控制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能
在電氣設(shè)備的運行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動化控制情況，發(fā)現(xiàn)運行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動化控制中，由于技術(shù)水平和實際運行中的動態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無法做到準(zhǔn)確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動化運行過程中對動態(tài)信息的及時收集和穩(wěn)定傳輸，對相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動化的控制水平，充分保障了電氣運行中的安全性和穩(wěn)定性。
2.2人工智能控制實現(xiàn)了系統(tǒng)運行監(jiān)視機報警功能
電氣自動化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動執(zhí)行機構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計動作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行都要嚴(yán)格按照設(shè)計模型和函數(shù)計算的基礎(chǔ)上進行，如果系統(tǒng)中的一點出現(xiàn)問題，就會造成整個自動控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動化控制系統(tǒng)運行中，對系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，對運行中的特殊情況進行及時的報警處理，幫助自動化系統(tǒng)及時處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強對電氣系統(tǒng)的管理。
2.3人工智能控制實現(xiàn)了操作控制功能
電氣自動化控制的主要特征之一就是通過計算機的一鍵操作，就可以實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動化運行符合現(xiàn)實的需要。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行人工操作，從而促進自動化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動化運行的效率，也增加了自動化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對電氣自動化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進的算法，按照電氣自動化的需求，對自動化系統(tǒng)進行自動化和智能化設(shè)計，從而實現(xiàn)對電氣自動化控制系統(tǒng)的同時操作，大大提高了自動化控制的效率，減少了單獨指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。
3人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的控制方式
3.1模糊控制
模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運用模糊控制器，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。在實際控制設(shè)計過程中，通過對計算機控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達(dá)到對電氣自動化系統(tǒng)的科學(xué)控制。
3.2專家控制
專家控制是指在進行電氣自動化控制過程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過對以往控制經(jīng)驗的模擬和學(xué)習(xí)，實現(xiàn)電氣自動化控制中智能控制技術(shù)的實施。這種控制方式具有很強的靈活性，在實際運行中，面對控制要求和系統(tǒng)運行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調(diào)整，強化對工作環(huán)境的適應(yīng)。
3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制
網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對人腦神經(jīng)元的活動模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對電氣自動化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時提出有效的解決辦法，并通過對相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。
1 建筑節(jié)能外墻外保溫技術(shù)的優(yōu)勢
在建筑節(jié)能備受關(guān)注的當(dāng)今時代，采用合理的方法進行保溫工程的施工十分必要，以節(jié)能保溫外墻的保溫效果而言，外保溫技術(shù)相比于其他施工技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。外保溫的手段可以利用與新建的建筑，也可以用于固有建筑保溫系統(tǒng)的改造，施工過程在建筑外側(cè)進行，避免了住戶臨時搬遷帶來的生活困擾，擾民程度較??；新建建筑的外保溫工程可以與室內(nèi)的裝修同步進行，二者之間不會互相影響，能加快工程進度；采用外墻保溫技術(shù)，可以在保溫材料之外鋪上裝飾材料，使建筑的整體外形更加美觀。
外墻外保溫系統(tǒng)能夠有效延長建筑的使用壽命，在外墻的內(nèi)部粘貼保溫層的做法是建筑的外墻和內(nèi)墻出現(xiàn)溫度差，內(nèi)墻以及室內(nèi)環(huán)境的年溫度變化在60-80攝氏度左右，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，而外保溫系統(tǒng)的保護材料位于外墻之外，能夠防治建筑的主體結(jié)構(gòu)受到風(fēng)吹雨打等自然因素的影響，增強了建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。熱橋是保溫系統(tǒng)常見的隱患，既增加了室內(nèi)熱源的消耗，額外的熱損失以及冬季的返冰現(xiàn)象極大地影響了建筑的居住效果，建筑的外墻是建筑重要的承重部位，為了實現(xiàn)保溫必然采用增厚墻體厚度的措施，以保溫層的手段可以使建筑的墻體厚度適當(dāng)變薄，內(nèi)保溫的手段增厚了保溫層，既影響了室內(nèi)的建筑面積，在外墻更薄的情況下容易形成熱橋，使墻面返霜的現(xiàn)象嚴(yán)重化，外保溫的手段則能有效避免熱橋的形成，減緩室內(nèi)熱能的流失。
2 外墻外保溫技術(shù)存在的問題
外墻的外保溫層常年暴露在外界環(huán)境中，承受外界環(huán)境的侵蝕，加之室外的氣溫變化，會出現(xiàn)裂縫。裂縫是保溫建筑通病中的重癥，因此外保溫技術(shù)需要解決的一個重要技術(shù)問題就是裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因很多，受到自然界的各種環(huán)境的影響。保溫層外的抗裂防護層只有3～20mm，且保溫材料具有很大的熱阻。在接收相同熱量的情況下，保溫層的溫度變化較小；當(dāng)溫度突降時，由于保溫板的熱容量較大，保溫層的溫度變化較小，但抗裂砂漿層的炕溫差能力卻較差，會產(chǎn)生較大的溫差，同時由于其柔韌性的限制，難以滿足由溫差引起的體積變化，于是產(chǎn)生了裂縫。
3 建筑節(jié)能外墻保溫施工的質(zhì)量控制措施
3.1 加強對材料質(zhì)量的管理
施工材料在進入施工現(xiàn)場之前要進行詳細(xì)的質(zhì)量檢查及驗收，仔細(xì)分析圖紙對保溫材料的要求，確保所使用的材料相互匹配。防止有質(zhì)量問題及與圖紙不符的材料使用到施工中，給外層保溫施工質(zhì)量帶來嚴(yán)重的威脅。由于使用的材料過多，很多施工單位都采用抽樣調(diào)查的方法來對施工材料進行檢查，這種做法雖然方便，但是給材料安全帶來了隱患。因此，施工現(xiàn)場管理人員盡可能的對施工材料進行全面的管理，確保所有材料質(zhì)量符合施工規(guī)范。施工中所涉及到的施工材料都應(yīng)按照施工平面布置圖規(guī)定的地點進行擺放，并使其整齊、一致、穩(wěn)固。材料的堆放不能超過一定高度，并且嚴(yán)禁在圍欄或者其他建筑物墻壁堆放，材料與材料之間的距離應(yīng)大于50厘米，兩頭空間應(yīng)密封，防止有人入內(nèi)，引起意外事故。對于施工過程中一些剩余材料或者拆卸下來的材料應(yīng)按照類別進行回收、清理，并且⑵渲械畝ぷ擁任O瘴鍥煩去或者打磨，防止搬運人員產(chǎn)生刮傷等現(xiàn)象。對于油漆類或具有揮發(fā)性物質(zhì)的材料，應(yīng)防止在通風(fēng)較好、嚴(yán)禁煙火的倉庫。
3.1.1 使用保溫材料?；⒅橥獗叵到y(tǒng)
?；⒅樯皾{外墻外保溫系統(tǒng)是現(xiàn)在常用的外墻外保溫系統(tǒng)中的一種，這種外墻外保溫系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢有以下幾個方面。第一，這種外保溫墻系統(tǒng)施工工藝較為簡單，可以隨意造型，在建筑立面豐富的建筑物中經(jīng)常會被運用；第二抗壓強度高，抗壓強度高這個優(yōu)勢可以同時保障保溫外墻的保溫性能和保溫材料強度，讓兩者同時得到兼顧；第三，整體性好，在整個保溫外墻中沒有空腔，滲漏的情況不容易發(fā)生；第四，蓄熱和隔熱性能比較好，可以有效防止內(nèi)部熱量的散失和外部熱量的進入，對夏季炎熱、冬天寒冷的地區(qū)特別適用；第五，可以有效防火，這種外墻保溫系統(tǒng)是A級不燃材料，可以有效阻止火勢的蔓延，并且在火災(zāi)發(fā)生時也不會產(chǎn)生有毒的氣體，更好保障人的生命健康；第六，這種外保溫墻使用壽命較長，一般與建筑物的存在相同步，首次施工完成后不需要再進行保溫施工；第七，透氣性和收縮性好，可以有效防止外部濕氣往室內(nèi)滲透，也能使保溫墻外部尺寸保持穩(wěn)定。
3.2 加強對施工技術(shù)的管理
施工技術(shù)關(guān)系著外墻保溫質(zhì)量是否能夠符合建筑產(chǎn)品的規(guī)范，對于施工質(zhì)量有著重要的作用，良好的施工技術(shù)能夠使施工達(dá)到事半功倍的效果。為了能夠使施工技術(shù)進行最大限度的發(fā)揮，在使用之前應(yīng)進行試驗，并且將試驗結(jié)果編寫成技術(shù)操作指南，供參與施工的人員閱讀和學(xué)習(xí)。在施工過程中，項目負(fù)責(zé)人員應(yīng)對施工技術(shù)進行監(jiān)督與管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工技術(shù)不符合操作規(guī)范時，要及時叫停并勒令整改，指導(dǎo)施工人員按照行業(yè)內(nèi)規(guī)范完成施工。應(yīng)積極在施工中引入計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過加強對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)來提升外墻保溫施工的質(zhì)量和效果。
4 結(jié)語
作為我國節(jié)能工作的重點，建筑節(jié)能在能源和資源得到充分有效利用的前提下，能夠創(chuàng)造健康舒適的生活環(huán)境、使建筑物的使用功能更加滿足生活的實際需要，建筑節(jié)能外墻保溫施工技術(shù)對實現(xiàn)建筑物整體的可持續(xù)發(fā)展有著重要的影響和作用，所以相關(guān)部門應(yīng)該在實踐中不斷創(chuàng)新與發(fā)展建筑外墻保溫技術(shù)，促進這種技術(shù)的普及，真正實現(xiàn)建筑節(jié)能，有效提高建筑物的利用率。
1.1環(huán)保工程
隨著時展，全球各國都開始注重環(huán)境保護，以降低環(huán)境問題對人類生存和生產(chǎn)的危害，因此越來越多環(huán)保工程應(yīng)運而生。中國一直將環(huán)境污染治理作為基本國策之一，在各行各業(yè)發(fā)展中都將保護環(huán)境作為生產(chǎn)的原則之一。在這個背景下，環(huán)境工程成為近年來發(fā)展較快的行業(yè)。尤其是環(huán)保工程常常涉及到燃料脫硫過程，在這個過程中應(yīng)用電氣控制技術(shù)，能提升生產(chǎn)效率，并保障生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。將電氣控制技術(shù)運用到煤炭脫硫生產(chǎn)過程中，能有效避免生產(chǎn)過程中的安全問題，且操作人員能采用遠(yuǎn)程操作方法來實現(xiàn)脫硫工作，不僅效率得到提升，也避免了有毒物質(zhì)對人體傷害。
1.2高爐鼓風(fēng)機
由于中國建筑行業(yè)快速發(fā)展，對鋼材的需求不斷提升。而電氣控制技術(shù)在高爐鼓風(fēng)機中得到了廣泛應(yīng)用。a)電氣控制技術(shù)的穩(wěn)定性和連續(xù)性能更好地防止高爐鼓風(fēng)機出現(xiàn)運行中的故障，降低運行事故發(fā)生概率；b)電氣控制技術(shù)能實現(xiàn)高爐鼓風(fēng)機整體性能的大幅提升。通過電氣控制技術(shù)的使用，能有效改進高爐工作，使整體煉鋼水平得到提升。同時要對鼓風(fēng)機低電壓跳閘的電氣控制技術(shù)、二次控制電源的電氣控制技術(shù)及瞬時斷電的電氣控制技術(shù)進行大力技術(shù)改造。
1.3鐵路起重設(shè)備
在電氣控制技術(shù)起步階段，中國的鐵路起重機在運行過程中存在很多局限性，且涉及到很多協(xié)調(diào)工作，無法滿足鐵路救援工作需求，而在當(dāng)時經(jīng)濟條件下無法大量引進國外發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的機械設(shè)備，使得起重機控制工作非常困難。隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，中國鐵路起重設(shè)備逐步向著智能化、高集成度、自動化方向發(fā)展，使鐵路救援工作更加靈活，成本低廉且便與維修。其中，PLC技術(shù)的出現(xiàn)成功解決了鐵路起重設(shè)備中的問題。PLC是一個以微處理器為核心，數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型機械或生產(chǎn)過程。通過PLC技術(shù)應(yīng)用，使中國擺脫了國外技術(shù)控制，鐵路運輸業(yè)得到了飛速發(fā)展。
2對電氣控制技術(shù)未來發(fā)展趨勢的展望
隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，以人工智能技術(shù)為主的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯等技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，相關(guān)應(yīng)用研究也在不斷進行。電氣控制技術(shù)涉及內(nèi)容比較多，不僅涉及到電氣原理、線路、系統(tǒng)設(shè)計，也涉及到編程方法及生產(chǎn)機械應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。同時電力控制方法也比較多，在很大程度上需要結(jié)合電氣控制技術(shù)。下面就電氣控制技術(shù)未來發(fā)展趨勢進行展望。
2.1電氣控制技術(shù)向著智能化趨勢發(fā)展
在科學(xué)技術(shù)發(fā)展帶動下，中國電氣控制技術(shù)逐步向著智能化方向發(fā)展，以人工智能技術(shù)為主要技術(shù)核心的各種技術(shù)目前已應(yīng)用到電氣控制技術(shù)當(dāng)中，并且與此相關(guān)的各種技術(shù)也在不斷研究和發(fā)展中。從當(dāng)前研究成果可看出，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已成為解決復(fù)雜問題的關(guān)鍵技術(shù)，通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用，可以對各種故障樣本進行分析，并找出解決問題的方法，當(dāng)再次出現(xiàn)故障時，就可以在最短時間內(nèi)排除故障。通過各種智能技術(shù)與電氣控制技術(shù)的結(jié)合，能將兩者優(yōu)勢充分發(fā)揮、使用，更好地解決電氣系統(tǒng)中存在的問題。
2.2電氣控制技術(shù)向著開放性趨勢發(fā)展
電氣控制技術(shù)當(dāng)前不斷創(chuàng)新和發(fā)展，其硬件系統(tǒng)不斷更新，新電氣控制技術(shù)不但安全性高、運行穩(wěn)定，并且具有很強的靈活性和可靠性，能在生產(chǎn)中提供更多發(fā)展平臺。在信息技術(shù)發(fā)展帶動下，電氣控制技術(shù)也向著開放性方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新為電氣控制技術(shù)提供了更多溝通和交流方式，使得電氣控制設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，不斷呈現(xiàn)多樣化趨勢。電氣控制技術(shù)的開放性趨勢，也會使電氣系統(tǒng)的整體性能和特殊性能得到進一步提升。由此可見，開放性趨勢已成為電氣控制技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。
2.3電氣控制技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化趨勢發(fā)展
目前電氣控制技術(shù)的優(yōu)勢是強大的自我診斷和修復(fù)功能，使其能精準(zhǔn)有效地切除故障以防止事故發(fā)生。但為了更進一步提升系統(tǒng)安全性，就要對系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)化改進，增強系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能。電氣設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)化能加強對故障位置、故障距離、故障性質(zhì)的分析和確定，使電氣設(shè)施能得到更加密切的保護，從而提升電氣設(shè)施可靠性。在電氣設(shè)施保護技術(shù)中，可通過網(wǎng)絡(luò)將不同母線保護進行高度集成，從回路流量和計算機網(wǎng)絡(luò)流量中獲取電流量信息，進而為故障和母線的隔離打下基礎(chǔ)，盡可能降低母線被切除的發(fā)生率。采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能進一步提升電氣設(shè)施和設(shè)備的可靠性，降低電氣設(shè)備故障發(fā)生概率。從這個角度看來，電氣控制技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展對電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備都有著深遠(yuǎn)影響。電氣控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化，也將會給電氣控制設(shè)計及發(fā)展帶來更多新思路，提高電氣控制技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性，在一定程度上也會使電氣控制裝置局部性和整體性的提升成為可能。因此，網(wǎng)絡(luò)化趨勢已經(jīng)成為電氣控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
機電一體化技術(shù)是指將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)融合在一塊的并且用于實際的綜合技術(shù)。隨著機電一體化的發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)對控制的技術(shù)水平要求越來越高，原來的控制技術(shù)已經(jīng)不能滿足機電一體化系統(tǒng)的要求，因此，人們開始將目光投向發(fā)展比較迅速的智能控制，期望通過智能控制，達(dá)到機電一體化系統(tǒng)的控制目的。因此，本文將分析智能控制的特點和主要方法，探討智能控制如何在機電一體化系統(tǒng)中得到應(yīng)用，從而更好地實現(xiàn)對機電一體化系統(tǒng)的控制。
1.智能控制
1.1 簡單介紹
智能控制（intelligent controls）在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)?？刂评碚摪l(fā)展至今已有100多年的歷史，經(jīng)歷了“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”的發(fā)展階段，已進入“大系統(tǒng)理論”和“智能控制理論”階段。智能控制理論的研究和應(yīng)用是現(xiàn)代控制理論在深度和廣度上的拓展。20世紀(jì)80年代以來，信息技術(shù)、計算技術(shù)的快速發(fā)展及其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和相互滲透，也推動了控制科學(xué)與工程研究的不斷深入，控制系統(tǒng)向智能控制系統(tǒng)的發(fā)展已成為一種趨勢。智能控制綜合了多門學(xué)科，比如自動控制、人工智能、信息論和運籌學(xué)等，它克服了傳統(tǒng)控制理論的許多缺點，能夠用來控制各種復(fù)雜的系統(tǒng)。
1.2 智能控制與傳統(tǒng)控制的比較
首先，智能控制包括傳統(tǒng)控制，智能控制是傳統(tǒng)控制的高級階段。與傳統(tǒng)控制相比，智能控制處理信息的綜合能力更強，而且能夠從全局優(yōu)化系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上來看，智能控制的分布式、分級式和開放式結(jié)構(gòu)也比傳統(tǒng)控制更加先進。
其次，智能控制是多門學(xué)科進行交叉的結(jié)果，因此它比傳統(tǒng)控制在理論體系上更加完善。智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對象及環(huán)境的有關(guān)知識以及運用這些知識的能力。智能控制系統(tǒng)能以知識表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過程，采用開閉環(huán)控制和定性及定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制方式。
再次，智能控制系統(tǒng)具有變結(jié)構(gòu)特點，能總體自尋優(yōu)，具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)和自協(xié)調(diào)能力。智能控制適用的對象和任務(wù)可以更加復(fù)雜、高度非線性、模型可以具有不確定性。同時智能控制系統(tǒng)有補償及自修復(fù)能力和判斷決策能力。
最后，智能控制系統(tǒng)還可以用數(shù)學(xué)表示混合控制過程，用知識描述非數(shù)學(xué)的廣義模型，采用多模態(tài)控制方式，這種方式是定性決策、定量控制和開閉環(huán)控制相互結(jié)合的體現(xiàn)。
1.3 主要方法
目前，智能控制運用的主要方法為遺傳算法控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊系統(tǒng)控制、專家系統(tǒng)控制、分級遞階控制、組合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理論等等。
2.智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1 智能控制在機械制造過程中的應(yīng)用
智能加工技術(shù)是利用智能束與物質(zhì)相互作用的特性對材料（包括金屬與非金屬）進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門技術(shù)，而智能如工藝研究之所以光器是智能加工技術(shù)應(yīng)用的前提條件。機械制造是機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)前最先進的機械制造技術(shù)就是將智能控制技術(shù)與計算機輔助技術(shù)有機結(jié)合，向智能機械制造技術(shù)的方向發(fā)展。其最終目標(biāo)是利用先進的計算機技術(shù)取代一部分腦力勞動，從機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程論文而模擬人類制造機械的活動。同時，智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊系統(tǒng)計算的方法對機械制造的現(xiàn)狀進行動態(tài)地模擬，通過傳感器融合技術(shù)將采集的信息進行預(yù)處理，從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。在此過程中利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的并行處理與學(xué)習(xí)功能將一些殘缺不全的信息進行有效處理，利用模糊系統(tǒng)所特有的模糊關(guān)系與模糊集合等特征，可以將一些模糊的信息集合到閉環(huán)控制中的外環(huán)決策機構(gòu)來選取相應(yīng)的控制動作。智能控制在機械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：機械故障智能診斷、機械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控與檢測、智能傳感器及智能學(xué)習(xí)等 。
2.2 智能控制在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用
通常情況下，動力學(xué)中的機器人表現(xiàn)出的是非線性的、強耦合，而且變化具有不穩(wěn)定的特征，由于信息量繁多而龐大，并且控制參數(shù)較多，需要通過智能控制來實現(xiàn)機器人在處理信息和參數(shù)的靈敏和快捷化。當(dāng)前，智能控制技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于機器人領(lǐng)域中的各個方面，在動力學(xué)方面，機器人是非線性、時變和強耦合的;在控制參數(shù)方面，是多變量的;在傳感器信息上，是多信息的;在控制任務(wù)的要求方面，是多任務(wù)的，因此，從這些方面的分析可以得出智能控制非常適合運用于機器人領(lǐng)域。而且，目前在機器人領(lǐng)域也廣泛地使用到了智能控制技術(shù)，比如機器人地行走路徑規(guī)劃、機器人的定位和軌跡跟蹤、機器人的自主避障、機器人姿態(tài)控制等。在機器人領(lǐng)域，人們可以通過采用智能控制中的模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)技術(shù)進行環(huán)境建模和檢測、機器人定位、汽車柔性制造等。為了提高機器人系統(tǒng)的適應(yīng)能力，人們可以綜合運用幾種智能控制技術(shù)，例如機器人行走時可以主動的避讓障礙物，還可按照規(guī)定的路徑行走，其中機器人手臂可按指令完成相應(yīng)預(yù)期動作。以上這些內(nèi)容，都是采用了計算機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)實現(xiàn)的，由此可見智能控制在機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用也趨于成熟 。
2.3 智能控制在交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用
伺服驅(qū)動裝置是一種轉(zhuǎn)換部件和裝置，它能夠使電信號轉(zhuǎn)換為機械動作，并且決定著控制的功能和質(zhì)量以及系統(tǒng)的動態(tài)性能，它是機電一體化的重要的組成部分。智能控制中電力電子技術(shù)的發(fā)展能夠提高交流調(diào)速系統(tǒng)性能，實現(xiàn)直流的伺服系統(tǒng)向交流的伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。將智能控制引入交流伺服系統(tǒng)，能夠幫助交流伺服系統(tǒng)應(yīng)對比如負(fù)載擾動、參數(shù)時變、被控對象和交流電動機嚴(yán)重的非線性特性以及較強的耦合性這樣一些不確定的因素，幫助交流伺服系統(tǒng)通過不確定的模型獲得較滿意的PID參數(shù)，滿足系統(tǒng)的高性能指標(biāo)要求。
常規(guī)的PID控制和智能控制技術(shù)相結(jié)合，能夠形成智能PID，方法就是通過非線性的控制方式將人工智能引入到控制器，使系統(tǒng)的控制性能更好，并且能夠不依賴控制器參數(shù)和精確的數(shù)學(xué)模型進行自動地調(diào)整，使得系統(tǒng)的適應(yīng)性增強。
2.4 智能控制在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的機電一體化技術(shù)的發(fā)展對數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求，不僅需要完成很多的智能功能，還需要擴展、模擬、延伸等新的智能功能，從而使得數(shù)控技術(shù)可以實現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫等目標(biāo)，運用智能控制技術(shù)可以實現(xiàn)這些目標(biāo)。比如說，利用專家系統(tǒng)可以數(shù)控領(lǐng)域中難以確定算法與結(jié)構(gòu)不明確的一些問題進行綜合處理，再運用推理規(guī)則將數(shù)控現(xiàn)場的一些數(shù)控故障信息進行推理，從而獲得維修數(shù)控機械的一些指導(dǎo)性建議;利用模糊系統(tǒng)技術(shù)可以將數(shù)控機械的加工過程進行優(yōu)化，對一些模糊的參數(shù)進行調(diào)節(jié)，從而更加清晰地發(fā)現(xiàn)數(shù)控機械出現(xiàn)的故障，并找出相應(yīng)的解決措施。在數(shù)控領(lǐng)域，還可以利用遺傳進化算法，找到數(shù)控系統(tǒng)的最佳加工路徑;還可以運用智能控制中的預(yù)測和預(yù)算功能，在高速加工時加強對綜合運動的控制。
參考文獻(xiàn)
[1]王成勤，李威，孟寶星.智能控制及其在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2008（8）.
【P鍵詞】智能電站技術(shù)；火電廠；技術(shù)應(yīng)用
【Keywords】intelligent power station technology； thermal power plant； technology application
【中圖分類號】TM76 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0193-02
1 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對電力資源的使用越來越多，這樣的狀況使得火電廠在發(fā)展的過程中對自身的生產(chǎn)能力提出了較高的要求。將智能電站技術(shù)應(yīng)用到火電廠當(dāng)中能夠更好地對生產(chǎn)和輸出的數(shù)據(jù)進行詳細(xì)的分析，并最終給出準(zhǔn)確性較高的信息，這樣不僅能幫助火電廠實現(xiàn)對生產(chǎn)資源的節(jié)省，同時還能在一定程度上提升其實際的生產(chǎn)效率。智能電站技術(shù)涉及到的方面有測量技術(shù)、控制技術(shù)、在線仿真技術(shù)和優(yōu)化調(diào)度技術(shù)等，這些技術(shù)在火電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，本文將從這幾個方面對其相應(yīng)的內(nèi)容進行分析和研究。
2 智能電站技術(shù)的基本概念
智能控制理論的發(fā)展歷史比較短，只有十幾年的時間，和其他先進科學(xué)技術(shù)的概念一樣，智能控制理論直到今天都沒有一個準(zhǔn)確的定義，在智能控制方面也沒有形成一個完整的理論知識體系。人們根據(jù)智能控制的技術(shù)特點和發(fā)展歷史，對它進行了簡單的定義：通過定性和定量相結(jié)合的方法，針對對象環(huán)境與任務(wù)的復(fù)雜性和不確定性，實現(xiàn)復(fù)雜信息的處理、優(yōu)化決策和控制功能。在中國，傅京孫很早就把人工智能的啟發(fā)式推理規(guī)則運用到學(xué)習(xí)控制的系統(tǒng)中，然后他又論述了人工智能和自動控制的二元交集論的想法，這使他成為國際所承認(rèn)的智能控制方面的專家。智能控制理論正逐漸為人們所了解和分析，同時智能控制也得到了進一步的發(fā)展。
3 智能電站技術(shù)的特征
智能控制電站主要有智能化、系統(tǒng)性、信息化、經(jīng)濟性四個特征。智能化是指對火電廠的自動化控制，對機組的高精度控制，這樣可以使機組運行在參數(shù)邊界周圍，進而達(dá)到節(jié)能降耗的要求；系統(tǒng)性是指把發(fā)電機組、電廠、電網(wǎng)進行整體的分析與研究；信息化是指通過對信息數(shù)據(jù)的收集、處理和反饋，從而最大程度的達(dá)到自動化，為智能電站的相關(guān)工作提供有效的信息數(shù)據(jù)；經(jīng)濟性是指通過智能電站的運行，有效實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，提高機組的工作效率。最近幾年，我國的工業(yè)智能控制取得了很大的進步，同時也帶來了一定的經(jīng)濟效益，隨著我國智能控制技術(shù)的發(fā)展，今后智能控制技術(shù)在工業(yè)化中的應(yīng)用將會越來越廣泛，而且智能控制技術(shù)也將會被使用在實際生產(chǎn)生活中。
4 智能電站技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用
4.1 先進測量在火電廠中的應(yīng)用
智能電站技術(shù)在火電廠先進測量中的應(yīng)用，主要有以下幾個方面：①智能電站技術(shù)在煤質(zhì)線上測量技術(shù)中的應(yīng)用。這種技術(shù)分為三種，一種是智能電站技術(shù)在脈沖子源的煤質(zhì)線上分析技術(shù)中的應(yīng)用，另一種是智能電站技術(shù)在LIBS基礎(chǔ)上的煤質(zhì)線上分析技術(shù)中的應(yīng)用。最后一種是智能電站技術(shù)在同位素基于同位素子源的煤質(zhì)線上分析技術(shù)中的應(yīng)用。②智能電站技術(shù)在爐膛溫度測量中的應(yīng)用。首先是在CCD三維的可視化技術(shù)中的應(yīng)用，然后是在超聲波的測量技術(shù)中的應(yīng)用。③智能電站技術(shù)在煙氣測量中的應(yīng)用。首先是將智能電站技術(shù)應(yīng)用于智能的煙氣線上分析儀中，其次是在信息融合基礎(chǔ)上的軟測量技術(shù)手段中的應(yīng)用，最后是在LIBS基礎(chǔ)上煙氣測量技術(shù)中的應(yīng)用。
4.2 控制技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用
通過對火電廠的數(shù)據(jù)信息進行在線觀測，并利用在線仿真手段，能夠在一定程度上做到在實時數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的控制策略仿真、重現(xiàn)歷史、運行故障的分析和判斷、預(yù)報運行數(shù)據(jù)參數(shù)等。通過在線上仿真平臺中應(yīng)用智能電站技術(shù)，能夠較好的獲取某個歷史運行時刻機組的開始工況和終了工況，從而為分析研究機組狀態(tài)提供著手點，使控制的過程實現(xiàn)高精度的重現(xiàn)，并且和現(xiàn)有的過程做出分析比較，以獲得最佳的控制曲線。先進的控制過程指的是與常規(guī)控制過程相比，具有更佳控制效果的控制策略理論的一個統(tǒng)稱，是在控制過程中提高控制質(zhì)量，處理復(fù)雜過程問題的技術(shù)。目前來說，先進過程控制已經(jīng)逐漸成為過程控制效果最好、最成功的一種控制的方式，其內(nèi)容豐富，覆蓋面廣泛，主要有自適應(yīng)控制、預(yù)測控制、專家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
4.3 在線仿真技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用
火電廠的在線監(jiān)測是重要組成部分，在線仿真及控制應(yīng)用，結(jié)合了職能電站技術(shù)來實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)的先進控制，對其歷史故障進行分析和診斷，總結(jié)出安全參數(shù)。通過在線仿真平臺，火電機組將以機組的狀態(tài)為起點，對過程進行比較，確定控制曲線后，對內(nèi)外部數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。此過程可以有效提高過程控制質(zhì)量，同時對復(fù)雜的問題提出相應(yīng)的解決方案，且方案內(nèi)容豐富，包括預(yù)測控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，專門解決一些先進控制無法解決的問題。
4.4 優(yōu)化調(diào)度在火電廠中的應(yīng)用
智能電站技術(shù)在調(diào)度方面的應(yīng)用，使火電廠實現(xiàn)了廠級優(yōu)化和燃燒在線優(yōu)化。廠級優(yōu)化調(diào)度應(yīng)用，是滿足全火電廠負(fù)荷電網(wǎng)的要求下，保證機組的正常運行，同時合理的調(diào)配各機組的調(diào)節(jié)任務(wù)，降低調(diào)節(jié)頻率，提升火電廠中機組設(shè)備的穩(wěn)定性和延長性。在燃燒在線優(yōu)化方面，是根據(jù)火電廠物理及化學(xué)過程而進行優(yōu)化的。如圖一所示，鍋爐的燃燒優(yōu)化，使火電廠的安全性和經(jīng)濟性得到了提升，通過先進的建模形式，結(jié)合智能電站技術(shù)，提升鍋爐運行的效率，降低有害物質(zhì)的排放，實現(xiàn)火電機組的節(jié)能減排[1]。
4.5 數(shù)據(jù)挖掘與故障預(yù)警在火電廠中的應(yīng)用
廣東省電力系統(tǒng)包括21個地市電網(wǎng)，現(xiàn)有最高運行電壓等級為500kV，珠江三角洲地區(qū)已形成500kV環(huán)網(wǎng)，并以500kV電壓與廣西聯(lián)網(wǎng)，以400kV和110kV電壓分別與香港和澳門聯(lián)網(wǎng)。此外，廣東電網(wǎng)還向湖南宜章和臨武兩縣以及江西贛南地區(qū)供電。
粵中(珠江三角洲地區(qū))地網(wǎng)是廣東電網(wǎng)的核心，也是全省最大的負(fù)荷中心，該電網(wǎng)與廣西、香港等電網(wǎng)互聯(lián)，除了向珠江三角洲地區(qū)提供電力外，還擔(dān)負(fù)著電力交換任務(wù)。在粵中地區(qū)建設(shè)一個強大的500kV電網(wǎng)，對保證廣東電網(wǎng)乃至香港電網(wǎng)以及澳門電網(wǎng)的安全運行有著重大意義。廣東500kV電網(wǎng)東已延伸至汕頭西翼，江門――茂名500kV輸變電工程已投入使用。
廣東省的電力工業(yè)已經(jīng)步入了大電網(wǎng)、高電壓和大機組時代。隨著整個電網(wǎng)變得越來越復(fù)雜，電網(wǎng)規(guī)劃中以往那種人為臆斷和局部最優(yōu)的規(guī)劃方式會給電網(wǎng)運行、發(fā)展帶來隱患，資金盲目使用的可能性加大。結(jié)合目前理論的發(fā)展，我們認(rèn)為電網(wǎng)規(guī)劃是一個受到多種條件約束的、以電網(wǎng)總效益為最終目標(biāo)的多目標(biāo)的系統(tǒng)工程。對于這樣一個系統(tǒng)，我們認(rèn)為適宜以控制論為基礎(chǔ)，結(jié)合信息論、運籌學(xué)和系統(tǒng)工程等理論來研究。
從控制論角度來看，電網(wǎng)是一個巨維數(shù)的典型動態(tài)大系統(tǒng)，它具有強非線性、時變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動態(tài)部分的特征。另外，電力網(wǎng)絡(luò)地域分布廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復(fù)雜的物理特性，對這樣的系統(tǒng)實現(xiàn)有效決策控制是極為困難的。另一方面，由于公眾對新建高壓線路的不滿日益增強，線路造價，特別是走廊使用權(quán)的費用日益昂貴，以及電力網(wǎng)的不斷增大，使得人們對電力網(wǎng)絡(luò)的決策控制提出了越來越高的要求。正是由于電網(wǎng)具有這樣的特征，一些先進的控制論思想和技術(shù)被不斷地引入到電網(wǎng)中來。下面將闡明綜合智能控制技術(shù)引入電網(wǎng)規(guī)劃中的必要性和可行性。
一、綜合智能控制技術(shù)
1.1智能控制的概念
迄今為止，智能控制尚無統(tǒng)一的概念，文獻(xiàn)［1］有如下歸納：
a)最早提出智能控制概念當(dāng)推傅京孫教授，他通過對人-機控制器和機器人方面的研究，將智能控制概括為自動控制和人工智能的結(jié)合。他認(rèn)為在低層次控制中用常規(guī)的基本控制器，而在高層次的智能決策，應(yīng)具有擬人化功能。
b)Saridis在傅京孫工作的基礎(chǔ)上，提出了三元結(jié)構(gòu)的智能控制理論體系，他認(rèn)為僅有二元結(jié)合無助于智能控制的有效和成功應(yīng)用，必須引入運籌學(xué)，使其成為三元結(jié)合，并提出了其遞階智能控制的理論框架。
c)國內(nèi)蔡自興教授在研究了上述理論結(jié)構(gòu)以后，從系統(tǒng)的整體性和目的性出發(fā)，于1986年提出了四元結(jié)構(gòu)價格體系，將智能控制概括為控制理論、人工智能、運籌學(xué)和系統(tǒng)理論4學(xué)科交叉。
總之，智能控制是多學(xué)科知識的結(jié)合，除了從控制論出發(fā)來研究它，還可以從信息論、生物學(xué)以及社會科學(xué)角度來討論和研究。
1.2綜合智能控制技術(shù)
綜合智能控制一方面包含了智能控制與傳統(tǒng)方法的結(jié)合，如模糊變結(jié)構(gòu)控制，自適應(yīng)模糊控制，自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等；另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉綜合，如專家模糊控制，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，專家神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
二、一個國外的電網(wǎng)規(guī)劃專家系統(tǒng)
目前為止，在電網(wǎng)規(guī)劃方面較成功的綜合智能控制技術(shù)系統(tǒng)不是很多，其中比較好的有加拿大魁北克水電公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流輸電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計專家系統(tǒng)”。
在80年代末期，隨著人員的退休和長期不用，一些60年代和70年代加拿大電網(wǎng)高速發(fā)展時期由工程師們獲得的大量有關(guān)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的專門知識逐漸被人遺忘，這引起了加拿大電力部門的關(guān)注，魁北克水電公司將專家系統(tǒng)技術(shù)看成是表達(dá)和保存某些目前在人類專家頭腦中的專門經(jīng)驗和知識的潛在方法。他們認(rèn)為在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域里，專門知識的損失非常明顯，尤其是在電力系統(tǒng)增長緩慢的時期。這些專門知識來自于各門學(xué)科，在多層次的電力系統(tǒng)設(shè)計決策過程中起著重要的作用。一些選擇決策，如發(fā)電類型、發(fā)電廠位置、輸電類型(交流/直流)、電壓等級、輸電線路的數(shù)量型號和補償設(shè)備的數(shù)量型號的選擇必須根據(jù)一些準(zhǔn)則仔細(xì)權(quán)衡，包括可靠性、穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能、費用和環(huán)境狀況的準(zhǔn)則等。基于此，魁北克水電公司的專家們開發(fā)了一個用于輸電網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計的專家系統(tǒng)，該專家系統(tǒng)具有以下特點。
2.1目標(biāo)和預(yù)期效益
主要目的是研究使用專家系統(tǒng)(ES)來模仿人類專家在AC/DC輸電網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計中的行為的可能性。系統(tǒng)地確定和表達(dá)進行一項合格設(shè)計所必須的知識，包括符號和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以及指導(dǎo)該項設(shè)計的原理、規(guī)則、準(zhǔn)則折衷方法和數(shù)學(xué)模型。合格的設(shè)計基于費用、環(huán)境狀況、穩(wěn)定性、可靠性和設(shè)計靈敏度或魯棒性等準(zhǔn)則。ES原型還應(yīng)指導(dǎo)用戶通過完成設(shè)計所需的各步驟，使用戶與知識庫交互作用，并提供達(dá)到每一中間步驟后相應(yīng)推理路徑的解釋。預(yù)期的主要效益是：
a)專家知識能夠保留和傳授給未來的工程師；
b)知識可以用更加具體的形式加以表達(dá)，而不是一些不明確的、沒有根據(jù)的判斷；
c)將獲得更一致的結(jié)果；
d)與人類專家相比，ES可以檢查、比較更多的方案，得到更經(jīng)濟的設(shè)計；
e)借助于推理解釋功能，ES可以作為未來專家的教學(xué)和訓(xùn)練工具；
f)作為一種“咨詢”手段或者一個對已有設(shè)計進行評價和改進的工具，ES對專家將很有幫助；
g)ES將充當(dāng)進行各種電力系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計的專家系統(tǒng)家族的先驅(qū)，作為一種模型，從中抽取更加一般的設(shè)計方法論；
h)ES起到收集常常分散在整個設(shè)計機構(gòu)中的知識的作用。
2.2領(lǐng)域?qū)＜液椭R工程師的交互作用
知識工程師應(yīng)當(dāng)具有電力系統(tǒng)分析和設(shè)計領(lǐng)域以及人工智能(AI)領(lǐng)域的經(jīng)驗，已經(jīng)證明兩種知識的混合對于從領(lǐng)域?qū)＜姨幊槿『蜐饪s專家知識非常有效。專家知識來自于電力系統(tǒng)規(guī)劃工程師，他們具有多年的規(guī)劃、設(shè)計和調(diào)試大型工程項目的經(jīng)驗。
2.3對設(shè)計的評價因素一個候選的設(shè)計必須滿足下述條件：
a)DC系統(tǒng)最小故障恢復(fù)特性；
b)容許的無線電和諧波干擾要求；
c)故障后的最小穩(wěn)定判據(jù)；
d)穩(wěn)定電壓和無功電源的極限；
e)甩負(fù)荷后的暫態(tài)過電壓極限；
f)可靠性所要求的最小設(shè)備冗余度；
g)必須對輸入數(shù)據(jù)變化不敏感(魯棒性)；
h)必須滿足某一最大費用要求；
i)必須適合現(xiàn)有技術(shù)。
魁北克水電公司的“直流/交流輸電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計專家系統(tǒng)”已經(jīng)成功地應(yīng)用了近十年，并在不斷地發(fā)展、完善。隨著模糊技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的迅速發(fā)展，綜合智能控制技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用前景愈來愈廣闊。
三、電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng)的分解及協(xié)調(diào)
電網(wǎng)的建設(shè)是資金和技術(shù)密集型的工程，線路和設(shè)備的經(jīng)濟使用壽命長達(dá)數(shù)十年之久，所以網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)合理與否，對電網(wǎng)的技術(shù)性能和經(jīng)濟效益將產(chǎn)生長期的影響。一次規(guī)劃失誤的損失，若干年難以挽回。隨著廣東省電網(wǎng)的不斷發(fā)展，如何合理地布局電網(wǎng)已是當(dāng)前電網(wǎng)乃至整個電力工業(yè)發(fā)展的重要課題之一。
電網(wǎng)規(guī)劃需要確定的決策是大量的，而這些決策在時間和空間上是相互影響的。目前，限于各方面條件，無法將其統(tǒng)一在一個模型中考慮。只能將其分解成相對簡單的子問題，再通過子問題間的迭代進行協(xié)調(diào)。按照問題劃分，電網(wǎng)規(guī)劃可分為：負(fù)荷預(yù)測，網(wǎng)架規(guī)劃，無功規(guī)劃，穩(wěn)定性分析，短路電流分析。
四、結(jié)束語
電網(wǎng)負(fù)擔(dān)著將電源與用戶連接起來的任務(wù)。此外為了得到最大的供電可靠性和經(jīng)濟性，它還擔(dān)負(fù)著與鄰近地區(qū)電力系統(tǒng)聯(lián)系起來的任務(wù)。由于電網(wǎng)設(shè)備投資需求大，并且設(shè)備壽命長達(dá)數(shù)十年，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)強烈地受“過去權(quán)重”的制約，因此，尋求最佳的電網(wǎng)投資決策以保證整個電力系統(tǒng)的長期優(yōu)化發(fā)展，是電網(wǎng)規(guī)劃所要達(dá)到的目標(biāo)。
1.引言
水下機器人的運動控制是其完成特定任務(wù)的前提和保障，是水下機器人關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著水下機器人應(yīng)用范圍的擴大，對其自主性，運動控制的精度和穩(wěn)定性的要求都隨之增加，如何提高其運動控制性能就成了研究的一個重要課題。導(dǎo)致AUV難于控制的主要因素包括：①水下機器人高度的非線性和時變的水動力學(xué)性能；②負(fù)載的變化引起重心和浮心的改變；③附加質(zhì)量較大，運動慣性較大，不能產(chǎn)生急劇的運動變化；④難于獲得精確的水動力系數(shù)；⑤海流的干擾。這些因素使得AUV的動力學(xué)模型難以準(zhǔn)確，而且具有強耦合和非線性的特點[1]。目前已被采用的控制方法有：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、PID控制、自適應(yīng)控制、S面控制等[2]。
2.模糊控制
模糊控制是一種仿人的智能控制方式，它模仿和升華了人的控制經(jīng)驗與策略并將其體現(xiàn)在控制器中[3]。模糊控制器不依賴于被控制對象的精確數(shù)學(xué)模型，易于對不確定性系統(tǒng)進行控制，模糊控制器抗干擾能力強，響應(yīng)速度快，并對系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強的魯棒性，模糊控制的實質(zhì)是將基于專家知識的控制策略轉(zhuǎn)換為自動控制策略。它所依據(jù)的原理是模糊蘊涵概念和復(fù)合推理規(guī)則。通常它以被控對象輸出變量的偏差和偏差的變化率作為輸入變量，而把被控量定為模糊控制器的輸出變量，反映輸入輸出語言變量與語言控制規(guī)則的模糊定量關(guān)系及其算法結(jié)構(gòu)[4]。實際應(yīng)用中把采集到的控制信息經(jīng)語言控制規(guī)則進行模糊推理和模糊決策，求得控制量的模糊集合，再經(jīng)模糊判決得出輸出控制的精確量，作用于被控對象，使被控過程達(dá)到預(yù)期的控制效果。模糊控制器一般由模糊化接口、知識庫、模糊推理機、解模糊接口四個部分組成。如圖1所示：
2.1 模糊自適應(yīng)PID控制
PID控制算法中的比例控制動態(tài)響應(yīng)迅速，不能消除靜態(tài)誤差。積分控制可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，動態(tài)響應(yīng)速度慢。如果在PID控制系統(tǒng)中加入模糊控制器，組成模糊PID控制，模糊PID控制系統(tǒng)是把PID控制和模糊控制的優(yōu)點結(jié)合起來。既能有很快的響應(yīng)速度，又能保證很好的穩(wěn)態(tài)。模糊PID控制是首先將工程師長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后進行模糊推理，得到最佳的PID控制參數(shù)。模糊PID控制器輸入量是偏差E和偏差變化率Ec，按照設(shè)定的模糊規(guī)則進行模糊推理演算，查詢模糊矩陣表，對PID控制參數(shù)Kp、Ki、Kd進行在線修改，從而使被控對象具有良好的動、靜態(tài)性能，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2 基于模糊原理的改進S面控制
S面控制器在方程的形式上和PD控制很相似，但與PD控制器不同的是，S面控制方法采用非線性函數(shù)來擬合具有強非線性特性的控制對象，控制效果好于PD控制器；跟神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制相比，S面控制方法的穩(wěn)定性明顯好于前者；跟模糊控制相比，S面控制方法沒有局部調(diào)整功能，其局部性能不如模糊控制，但其結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)調(diào)整都更加簡單實用，而且S面控制方法體現(xiàn)出來的控制思想和模糊控制是吻合的。因此，S面控制方法具有一定的實用性。S面控制器的控制模型盡管魯棒性好，但本質(zhì)上是一種PD控制器，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度差。而且參數(shù)K1和K2是根據(jù)經(jīng)驗和在實際試驗中總結(jié)得到的，在大部分時間內(nèi)不改變，顯然這對于多變的環(huán)境來說適應(yīng)性不是很好。因次，運用模糊原理對S面控制的兩個參數(shù)K1和K2進行在線調(diào)整，如圖3所示。
改進的S面控制器很好的處理了在不同的外界輸入下，參數(shù)K1，K2的在線自我調(diào)節(jié)問題，使控制結(jié)果更快地到達(dá)穩(wěn)態(tài)，并且保證最小的超調(diào)和穩(wěn)態(tài)誤差。試驗證明改進的S面控制器具有更好的控制精度，更快的響應(yīng)速度和較強的抗干擾能力，較之普通的S面控制器改善了水下機器人的工作性能。
3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入控制系統(tǒng)是控制學(xué)科發(fā)展的必然趨勢[5]，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的吸引力在于：
（1）能夠充分逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)；（2）能夠?qū)W習(xí)和適應(yīng)高度不確定系統(tǒng)的動態(tài)特性；（3）由于大量神經(jīng)元之間廣泛連接，即使有少量單元或連接損壞，也不影響系統(tǒng)的整體功能，表現(xiàn)出很強的魯棒性和容錯性；（4）采用并行分布處理方法，使得快速進行大量運算成為可能。這些特點顯示了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解決高度非線性和嚴(yán)重不確定性系統(tǒng)的控制方面具有很大潛力[6]。
逆控制方法中最常用的是直接逆控制，它是將受控系統(tǒng)的逆模型直接與受控系統(tǒng)串聯(lián)，組成偽單位系統(tǒng)，使受控系統(tǒng)的輸出等于期望輸出。在控制以前，首先要選擇適當(dāng)?shù)挠?xùn)練方式求得逆模型，即使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由初始的無知識狀態(tài)到學(xué)得。復(fù)合控制方法結(jié)合閉環(huán)逆控制和開環(huán)逆控制的優(yōu)點，利用誤差和輸入共同控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖4所示：
4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制
將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與PID調(diào)節(jié)器結(jié)合，融合各自的優(yōu)點，可得到性能更好的控制器，如圖5所示：
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，調(diào)節(jié)PlD控制器的參數(shù).以期達(dá)到某種性能指標(biāo)的最優(yōu)化。即使輸出層神經(jīng)元的輸出狀態(tài)對應(yīng)于PID控制器的三個可調(diào)參數(shù)kp，ki，kd。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自身學(xué)習(xí)、加權(quán)系數(shù)調(diào)節(jié)，從而使其穩(wěn)定狀態(tài)對應(yīng)于某種最優(yōu)控制規(guī)律下的PID控制器參數(shù)。輸入層的輸入r（t）與輸出c（t）比較后產(chǎn)生的誤差e（t）作為輸入量S送到BP網(wǎng)絡(luò)中進行處理，經(jīng)過訓(xùn)練后來調(diào)整PID控制器的三個參數(shù)，從向使被控對象發(fā)生相應(yīng)的變化而獲得較好的控制性能。
5.專家控制
專家控制是智能控制的一個重要分支，又稱專家智能控制。專家控制的粗略定義為：將專家系統(tǒng)的理論和技術(shù)同控制理論方法與技術(shù)相結(jié)合，在未知環(huán)境下，仿效專家的智能，實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。專家控制器建立之前，從特定領(lǐng)域的控制專家那里獲取足夠的控制知識，以及操作工人的經(jīng)驗知識，并把這些知識進行處理，變換成機器能夠接受的語言。這些經(jīng)過處理的知識送入知識庫中儲存，并且送入推理機，推理機調(diào)用知識庫中的知識（或規(guī)則）進行推理，經(jīng)過推理的知識一方面存入知識庫，另一方面輸出到控制規(guī)則集，與控制規(guī)則集中的控制規(guī)則相匹配，對控制對象進行控制?？刂茖ο蟮妮敵龇答伒叫畔@取與處理單元，成為反饋信息，與設(shè)定值相比較后作為新信息重復(fù)以上步驟，不斷檢側(cè)，不斷獲得新信息，不斷進行控制輸出，實現(xiàn)實時性調(diào)整。一般情況下專家控制器由信息獲取與處理、知識庫、推理機構(gòu)和控制規(guī)則集四部分組成，如圖6所示：
按照專家控制器在整個智能控制系統(tǒng)中的作用，專家控制系統(tǒng)分成直接專家控制系統(tǒng)和間接專家控制系統(tǒng)兩類。
5.1 直接專家控制系統(tǒng)
直接專家控制系統(tǒng)根據(jù)測量到的過程反饋信息及知識庫中的規(guī)則，導(dǎo)出每一采樣時刻的控制信號，直接控制被控對象，一般用于高度非線性或過程描述困難的場合。很明顯，專家控制器直接包括在控制回路中，控制器直接模仿人類專家或人類的認(rèn)知能力。直接專家控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。
5.2 間接專家控制系統(tǒng)
相對于直接專家控制系統(tǒng)，間接專家控制系統(tǒng)將算法與邏輯分開，系統(tǒng)的最底層可以是簡單的PID、模糊控制等算法，然后將這種算法配上自校正、增益自動調(diào)度以及監(jiān)控等。根據(jù)一些規(guī)則實現(xiàn)的啟發(fā)性知識，使不同功能算法都能正常運行。這種專家控制的最大特點就是專家系統(tǒng)間接地對控制信號起作用。間接專家控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。
控制器可由一系列的控制算法和估計算法組成，如PID、PID校正器、最小二乘遞推估計算法、極點配置自校正算法、模糊算法等。而專家系統(tǒng)可以用來協(xié)調(diào)所有算法；根據(jù)現(xiàn)場過程相應(yīng)情況和環(huán)境條件，利用知識庫中的專家經(jīng)驗規(guī)則，決定什么時候使用什么算法；也可以用來調(diào)參，根據(jù)知識庫中的專家經(jīng)驗規(guī)則，調(diào)整PID參數(shù)或是模糊算法中的量化因子等。除此之外，還可以調(diào)整控制器的結(jié)構(gòu)。
5.3 專家s面控制
專家s面控制是將專家系統(tǒng)技術(shù)與s面控制相結(jié)合的一類智能控制。它是基于專家知識的間接專家控制系統(tǒng)，它運用人的經(jīng)驗知識及求解控制問題時的啟發(fā)式規(guī)則來構(gòu)造控制策略，根據(jù)系統(tǒng)的性能在線調(diào)整K1、K2和Ki，從而使系統(tǒng)性能達(dá)到令人滿意的水平。專家s面控制器是一個二級實時智能協(xié)調(diào)控制器，即由基本控制級和專家智能協(xié)調(diào)級組成[7]，如圖9所示。
基本控制級采用s面控制器，與被控對象形成閉環(huán)完成實時控制；專家智能協(xié)調(diào)級包括數(shù)據(jù)庫（存放誤差、誤差變化率的閾值，K1、K2的調(diào)整范圍及各組調(diào)整參數(shù)）、知識庫（常規(guī)產(chǎn)生式規(guī)則）和智能協(xié)調(diào)器（推理機），在線實時監(jiān)測控制系統(tǒng)性能，根據(jù)系統(tǒng)的知識及證據(jù)，經(jīng)推理機求解在線調(diào)整s面控制器參數(shù)，從而有效地進行控制。
6.自適應(yīng)控制
自適應(yīng)控制算法應(yīng)用于水下機器人的控制有很大的優(yōu)點，因為自適應(yīng)控制器能使系統(tǒng)更好的適應(yīng)環(huán)境和機器人本身動力學(xué)特性的變化，而且有許多將自適應(yīng)控制應(yīng)用到水下機器入的成功實例。自適應(yīng)控制器與普通控制器的區(qū)別在于自適應(yīng)控制器的參數(shù)是變化的，并且有一個根據(jù)系統(tǒng)中的信號自動在線校正這些參數(shù)的機制。自適應(yīng)控制系統(tǒng)主要可以分為兩大類：一種是所謂的模型參考自適應(yīng)控制方法，另一種是所謂的自校正方法。模型參考自適應(yīng)控制方法是從確定自動伺服系統(tǒng)的最優(yōu)控制中發(fā)展起來的。一般地說，模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)可由圖10表示。
它由四部分組成：帶有未知參數(shù)的被控對象、參考模型（它描述控制系統(tǒng)的期望輸出）、帶有自校正參數(shù)的反饋控制規(guī)律和校正參數(shù)的自適應(yīng)機制。在模型參考自適應(yīng)控制中，更新參數(shù)是為了使得被控對象和參考模型之間的跟蹤誤差最小。
7.結(jié)束語
通過對水下機器人幾種主要的運動控制方法的討論，各種方法都存在自身的優(yōu)點和局限，這就要求在進行控制系統(tǒng)設(shè)計的前期控制方法選擇和控制結(jié)構(gòu)設(shè)置時，應(yīng)充分了解特定控制對象的特點及對控制性能的要求，并結(jié)合控制器方法可行性、成本等諸方面進行考慮，從而正確選擇控制方法。在有必要時應(yīng)對兩種或多種方法加以結(jié)合，隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展也會形成新的控制算法和控制策略，以達(dá)到理想的控制效果。
參考文獻(xiàn)
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1引言
隨著大跨度橋梁的普遍興建和高效能建橋材料的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代橋梁的結(jié)構(gòu)形態(tài)逐漸向大跨、輕、柔方向發(fā)展。雖然這對于美觀及經(jīng)濟性方面是有益的，但是卻給結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工甚至運營提出了更高更嚴(yán)格的要求。大跨度橋梁作為生命線工程的重要組成部分，在政治、經(jīng)濟領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位，對于它們的安全性應(yīng)給予格外的重視。現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)趨于輕、柔的特點給結(jié)構(gòu)本身抗風(fēng)抗震性能提出了考驗。隨著大跨度柔性橋梁的出現(xiàn)，風(fēng)荷載往往成為結(jié)構(gòu)上的支配性荷載。風(fēng)是空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動而形成的。風(fēng)在行進中遇到結(jié)構(gòu)，就形成風(fēng)壓力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動和變形。橋梁受風(fēng)力的作用后，結(jié)構(gòu)物振動與風(fēng)場間產(chǎn)生的互制現(xiàn)象―空氣彈力效應(yīng)所引起的氣動力不穩(wěn)定現(xiàn)象機率大為增加，強風(fēng)、弱風(fēng)都有可能使之整體或局部產(chǎn)生損壞。例如，1940年11月7日，美國華盛頓州建成才4個月的老塔科馬(Tacoma)懸索橋(主跨853m)僅在8級大風(fēng)作用下就發(fā)生強烈的風(fēng)致振動而破壞的嚴(yán)重事故。該事件促使了橋梁工程界對結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動的研究，并由此發(fā)展了一門新的學(xué)科―橋梁風(fēng)工程學(xué)。近幾年來，隨著我國大跨度橋梁的建設(shè)，橋梁風(fēng)害也時有發(fā)生，江西九江長江公鐵兩用鋼拱橋吊桿的渦激共振；上海楊浦大橋斜拉索的渦振和雨振損壞套索等。由此可見，通過對大跨度橋梁的抗風(fēng)問題進行理論研究，采取有效的措施把風(fēng)對橋梁的危害控制在容許范圍內(nèi)，具有十分重要的理論價值和實際意義。
2橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動
橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動可分為兩大類：一類為限幅振動，主要包括抖振和渦激振；另一類為發(fā)散性振動，主要包括馳振和顫振。
橋梁的抖振是指橋梁結(jié)構(gòu)在紊流場作用下的隨機性強迫振動。根據(jù)現(xiàn)有研究成果，抖振雖然并不像顫振那樣引起災(zāi)難性的失穩(wěn)破壞，但是過大的抖振響應(yīng)在橋梁施工期間可能危及施工人員和機械的安全，在成橋運營階段則會帶來結(jié)構(gòu)剛度問題而影響行人和車輛的舒適性以及引起交變應(yīng)力縮短構(gòu)件的疲勞壽命。
氣流繞過物體時，在物體兩側(cè)會形成不對稱脫落的漩渦，從而形成交替作用在物體上的橫風(fēng)向的渦激力或力矩，結(jié)構(gòu)在這種類似簡諧力的作用下，就會發(fā)生橫風(fēng)向或扭轉(zhuǎn)的渦激振動，并且在漩渦脫落頻率與結(jié)構(gòu)的自振頻率一致時將發(fā)生渦激共振。對橋梁結(jié)構(gòu)而言，除透風(fēng)率大于50%的桁架主梁可以不考慮渦激振動外，一般均需對主梁整體的渦激振動。此外，大跨度系桿拱橋的吊桿、斜拉橋的斜拉索、懸索橋和斜拉橋在施工階段的獨塔等也易于發(fā)生渦激振動。論文參考網(wǎng)。
浸沒在氣流中的彈性體本身會發(fā)生變形或振動，這種變形或振動相當(dāng)于氣體邊界條件的改變，從而引起氣流力的變化，氣流力的變化又會使彈性體產(chǎn)生新的變形或振動，這種氣流力與結(jié)構(gòu)相互作用的現(xiàn)象稱為氣動彈性現(xiàn)象。氣動力不穩(wěn)定是一種典型的氣動彈性現(xiàn)象。氣流中的結(jié)構(gòu)在某種力的作用下?lián)锨駝?，這種初始撓曲又相繼引起一系列具有振蕩或發(fā)散特點的撓曲，這就是氣動彈性不穩(wěn)定。一切氣動彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象都必含有因物體運動而作用在物體上的氣動力，這種氣動力就是自激力。橋梁結(jié)構(gòu)的馳振與顫振是兩種最主要的氣動彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象，并可能造成嚴(yán)重的災(zāi)難性后果。
3橋梁風(fēng)振的控制方法
對于大跨徑橋梁，風(fēng)致振動的形式多種多樣，各種風(fēng)致振動的機理也不同。單純采用空氣動力學(xué)措施并不能兼顧各個方面。理想的做法是選擇適當(dāng)?shù)目諝鈩恿W(xué)措施，同時采用適當(dāng)?shù)恼駝涌刂拼胧?如增加阻尼器)來進一步抑制和減小橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動。1972年Yao提出了結(jié)構(gòu)控制的概念，將控制論引入了土木工程結(jié)構(gòu)之中，從而開辟了嶄新的研究領(lǐng)域。論文參考網(wǎng)。上世紀(jì)80年代以來，橋梁風(fēng)振控制理論研究發(fā)展迅速，并且得到了實際應(yīng)用。就目前技術(shù)水平而言，結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)主要包括基礎(chǔ)隔震、被動耗能減振、主動控制、半主動控制、混合控制及智能控制等。
基礎(chǔ)隔震是在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)置水平柔性層，延長結(jié)構(gòu)側(cè)向振動的基本周期，使基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的基本周期遠(yuǎn)離地震動的卓越周期，使上部結(jié)構(gòu)的地震作用、橫向剪力大幅度減小。同時，結(jié)構(gòu)在地震反應(yīng)過程中大變形主要集中在基礎(chǔ)隔震層處，而結(jié)構(gòu)本身的相對變形很少，此時可近似認(rèn)為上部結(jié)構(gòu)是一個剛體，從而為建筑物的提供良好的安全保障。
結(jié)構(gòu)耗能減振就是把結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件(如支撐、剪力墻、連接件等)設(shè)計成耗能元件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位(層間空間、節(jié)點、連接縫等)裝設(shè)耗能裝置。在小幅振動時，這些耗能元件或耗能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)仍具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求。當(dāng)出現(xiàn)大幅振動時，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大，耗能元件或耗能裝置率先進入非彈性狀態(tài)，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量。
結(jié)構(gòu)主動控制是在結(jié)構(gòu)受到外部激勵而發(fā)生振動的過程中，利用外部能源瞬時施加控制力或瞬時改變結(jié)構(gòu)的動力特性，以迅速衰減和控制結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)的一種減振控制技術(shù)。結(jié)構(gòu)主動控制需要實時測量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或環(huán)境干擾，采用現(xiàn)代控制理論的主動控制算法在精確的結(jié)構(gòu)模型上運算和決策最優(yōu)控制力，最后作動器在很大的外部能量輸入下實現(xiàn)最優(yōu)控制力。在結(jié)構(gòu)反應(yīng)觀測基礎(chǔ)上實現(xiàn)的主動控制成為反饋控制，而結(jié)構(gòu)環(huán)境干擾觀測基礎(chǔ)上實現(xiàn)的主動控制則稱為前饋控制。
結(jié)構(gòu)半主動控制是在主動控制的基礎(chǔ)上提出的，是一種以參數(shù)控制為主的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)。它是根據(jù)控制系統(tǒng)的輸入輸出要求，利用控制機構(gòu)來實時調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的參數(shù)，使結(jié)構(gòu)參數(shù)處于最優(yōu)狀態(tài)。結(jié)構(gòu)半主動控制的原理與結(jié)構(gòu)主動控制的基本相同，只是實施控制力的作動器需要少量的能量調(diào)節(jié)以便使其主動地甚至可以說是巧妙地利用結(jié)構(gòu)振動的往復(fù)相對變形或相對速度，盡可能地實現(xiàn)主動最優(yōu)控制力。因此，半主動控制作動器通常是被動的剛度或阻尼裝置與機械式主動調(diào)節(jié)器復(fù)合的控制系統(tǒng)。
混合控制是主動控制和被動控制的聯(lián)合應(yīng)用，使其協(xié)調(diào)起來共同工作。這種控制系統(tǒng)充分利用了被動控制與主動控制各自的優(yōu)點，它既可以通過被動控制系統(tǒng)大量耗散振動能量，又可以利用主動控制系統(tǒng)來保證控制效果，比單純的主動控制能節(jié)省大量的能量，因此有著良好的工程應(yīng)用價值。
把經(jīng)驗和直覺推理、綜合判斷等人類生物技能應(yīng)用于一般控制之中，使結(jié)構(gòu)具有感知、辨識、優(yōu)化和自我控制等功能的控制稱為智能控制。論文參考網(wǎng)。結(jié)構(gòu)振動的智能控制是國際振動控制研究的前沿領(lǐng)域，主要涉及智能材料、人工智能、自動控制、力學(xué)、電學(xué)、機械和計算機等多門學(xué)科。結(jié)構(gòu)智能控制主要包括兩類：一類是利用智能材料研制的智能減振控制裝置對結(jié)構(gòu)實施的局部振動控制；另一類是將模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和遺傳算法等智能控制算法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的振動控制。由智能材料制成的智能可調(diào)阻尼器和智能材料驅(qū)動器等智能減振控制裝置構(gòu)造簡單、調(diào)節(jié)驅(qū)動容易、能耗小、反應(yīng)迅速、時滯小，在結(jié)構(gòu)主動控制、半主動控制、被動控制中有廣闊的應(yīng)用前景。
對于橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制，應(yīng)依據(jù)不同的部位，采取響應(yīng)的振動控制措施。例如，對于橋梁主體的風(fēng)振控制目前主要采用減振技術(shù)。比較成熟的控制裝置有調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD）、調(diào)諧液體阻尼器（TLD）等，其中以TMD應(yīng)用最為廣泛。對于斜拉橋、懸索橋的索塔風(fēng)振控制裝置多采用主動質(zhì)量驅(qū)動器（AMD）及懸掛式TMD。對于拉索振動控制，由于其振動機理比較復(fù)雜，因而拉索控制方式的探索也較活躍。大致有三種：其一，耗能減振方式，即采用高阻尼橡膠做成膠圈，安裝在拉索的鋼導(dǎo)管中。其二，采用專門的阻尼減振器，即在拉索與橋面相交處設(shè)置一對阻尼器，用以減小拉索自由長度，反饋拉索振動時的相對位移和相對速度。其三，采用減振副索，即用不銹鋼絲繩將斜拉索連起來，借以增強拉索間的互相約束，增大附加阻尼。
4重點研究方向
鑒于橋梁風(fēng)致振動控制當(dāng)前存在的不足，應(yīng)對其成橋后和施工狀態(tài)下的風(fēng)振理論及控制進行進一步的研究，主要有：空氣振動的控制理論、控制措施、裝置及相應(yīng)的試驗研究；數(shù)值模擬風(fēng)洞及空氣的動力穩(wěn)定性計算的計算機仿真技術(shù)研究；大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系的空氣動力穩(wěn)定性研究及相應(yīng)的全橋模型實驗；施工階段空氣動力穩(wěn)定性研究及相應(yīng)試驗；空氣動力參數(shù)的識別方法、評價及相應(yīng)的風(fēng)洞試驗。以上問題的研究和解決勢必為橋梁的建造產(chǎn)生直接的指導(dǎo)作用，使橋梁的振動控制研究更加科學(xué)、經(jīng)濟、可靠。
5結(jié)語
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）02-57-02
Construction and exploration on research curriculum intelligent control
Zhu Peiyi， Xu Benlian， Shi Jian
（School of Electrical and Automation Engineering， Changshu Institute of technology， Changshu， Jiangsu 215500， China）
Abstract： The research curriculum is aimed at integrating the teacher's scientific research into a customary knowledge system with hierarchical and different module. The latest intelligent control research achievement is transferred into the teaching resources effectively by adopting enquiry-based， discussion-based， project-based and display-based teaching approaches. The students' practical ability is focused on in the teaching process. Concentrating on "theory， experiment， research project"， the curriculum is designed to arouse the students' interest in learning， enhance the connotation of curriculum and improve the students' ability of research problems and innovation consciousness. It lays a solid foundation for subsequent engineering practice.
Key words： research curriculum； intelligent control； teaching research； engineering applications
0 引言
研究性教學(xué)就是引導(dǎo)學(xué)生在一定的情境中，通過主動發(fā)現(xiàn)問題和解決問題而獲得知識、形成能力、發(fā)展個性的教學(xué)方法。它的實質(zhì)就是讓學(xué)生在教學(xué)過程中體驗科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用科學(xué)原理解決實際問題等不同類型的研究過程[1]。早在2005年，在《教育部關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》 中明確提出了“積極推動研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”的要求[2]。如何在專業(yè)課程教學(xué)中實施研究性教學(xué)，提高本科生的科學(xué)研究能力，是高校理工科教學(xué)改革面臨的重要課題[3-5]。
“智能控制”是我校一門理論性與應(yīng)用性結(jié)合非常強的專業(yè)課程，它不僅涉及自動化技術(shù)，同時與計算機科學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科門類交叉[6]。作為應(yīng)用型本科高校，我們將該課程直接面向自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器、機械制造及自動化等本科生和碩士研究生，在注重理論知識傳授的同時，直接面向具體工程應(yīng)用實例。通過雙語研討式教學(xué)方式，以項目應(yīng)用為紐帶，闡述模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能計算在工程中的應(yīng)用與原理，讓學(xué)生直接感觸理論對應(yīng)用的支撐，應(yīng)用需要理論指導(dǎo)這一基本工程邏輯。
1 研究性課程設(shè)計理念
“智能控制”研究性課程旨在將教師的科研成果分層次、分塊地融入到原有課程知識體系之中，通過采用探究式、討論式、專題式、成果展示式等多種教學(xué)方式，將智能控制研究領(lǐng)域最新的成果有效地轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，它不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且更有利于課程內(nèi)涵提升。較一般的課程更強調(diào)教學(xué)的研究性和有效性，是一種強調(diào)以學(xué)生為主體，注重過程教學(xué)的開放式教學(xué)方式，教學(xué)團隊將結(jié)合自身及國內(nèi)外學(xué)者在智能控制領(lǐng)域的最新研究成果和教學(xué)思想確定課程內(nèi)容，課程采用先進的知識內(nèi)容和分析方法，采用英文教材，實行雙語教學(xué)，動態(tài)地補充和更新教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過程中充分展示創(chuàng)新給智能控制帶來的無窮生命力，同時創(chuàng)造多機會來培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，例如實驗教學(xué)、課程的小論文、學(xué)術(shù)論壇和綜合設(shè)計等，提高他們的綜合科學(xué)素質(zhì)以及在工程實踐中分析、解決實際問題的能力。重視理論教學(xué)和實踐教學(xué)的結(jié)合，突出實踐性教學(xué)的時效性和可觀測性，在課程內(nèi)增加討論課，增加小設(shè)計和小論文，充分激勵學(xué)生探索和研究的熱情，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)研究的方法，把能力的培養(yǎng)落在實處。
2 研究性課程理論教學(xué)
2.1 課程定位
針對我校本二學(xué)生實際和自動化專業(yè)對該領(lǐng)域知識的基本要求，本課程的基本定位如下。
⑴ 理論引入與應(yīng)用感受相并重。為此，在課程安排時，將理論與實驗課時安排相等，讓更多學(xué)生通過相應(yīng)的實踐鍛煉來體會人工智能技術(shù)的奧妙。
⑵ 科研最新成果及時向教學(xué)資源轉(zhuǎn)化。對于“智能控制”的三大知識模塊，均有不同程度的研究成果轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的教學(xué)資源，如群智能在圖像信息處理中的應(yīng)用、模糊控制在倒立擺控制中的應(yīng)用等等。
⑶ 教學(xué)方法與手段與教學(xué)內(nèi)容同步更新。研究性課程的一個重要特征是教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，為此，課程組一直致力于研究行之有效的雙語教學(xué)手段。以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo)，做好成果展示、課題研討、自我實現(xiàn)的三段教學(xué)新方法。
針對上述課程定位，我們確定了課程建設(shè)最終形成的目標(biāo)：按照研究性雙語課程要求與規(guī)律進行全面設(shè)計與整體建設(shè)；自主出版一套符合我校學(xué)生實際的英文版“智能控制”教材；通過豐富的實驗科研項目，讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)方式體驗人工智能技術(shù)及其新進展；融合科學(xué)與科研團隊，實現(xiàn)教師培養(yǎng)與學(xué)生培養(yǎng)雙贏。
2.2 課程重難點及解決思路
教學(xué)內(nèi)容組織方式上主要采取“三個相結(jié)合”，即理論與實際相結(jié)合、課堂教學(xué)與實驗室教學(xué)相結(jié)合、常規(guī)課堂教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)“讓學(xué)生在系統(tǒng)中學(xué)習(xí)系統(tǒng)”的教學(xué)。智能控制的重點主要圍繞模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化計算三大塊展開系統(tǒng)地理論與實踐并重雙語教學(xué)。要求學(xué)生重點掌握如下內(nèi)容。
第一模塊主要圍繞模糊控制中模糊集合與模糊關(guān)系，模糊邏輯與模糊推理及其應(yīng)用。
第二模塊主要圍繞基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類型結(jié)構(gòu)，監(jiān)督式與非監(jiān)督式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法及其應(yīng)用。
第三模塊主要圍繞進化計算中遺傳算法，蟻群算法和粒子群算法，講述這些算法的原理及其應(yīng)用思想。
該教學(xué)思想是通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅掌握三個模塊知識，而且還能將三大模塊知識合成一個體系或系統(tǒng)，使學(xué)生全面掌握“智能控制與系統(tǒng)”這一自動化專業(yè)的精髓，既樹立“智能”理念，又能培養(yǎng)具有“系統(tǒng)”理念，能將智能控制技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)過程控制、運動控制等領(lǐng)域，且應(yīng)用得好。
“智能控制”課程的難點在于模糊推理的方法、模糊控制器的設(shè)計、監(jiān)督式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)原理、遺傳算法原理和蟻群算法原理、各種智能控制器設(shè)計及其應(yīng)用。智能控制多為仿生或擬人控制，其控制機理存在于自然界和生物界。因此，對各種控制機理的介紹要從有趣的生物和自然現(xiàn)象入手，引人入勝地介紹智能控制原理。通過深入淺出、形象比喻、并結(jié)合多媒體技術(shù)進行講解。
針對課程的重點和難點問題，首先在備課時對重點和難點內(nèi)容做到心中有數(shù)，在講授時花較多的時間以較慢的節(jié)奏進行重點介紹與討論，提醒學(xué)生把注意力集中在這些問題上，并特別關(guān)注學(xué)生對問題的理解情況。其次在課堂上進行啟發(fā)式、研討式，并布置課外思考題，引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)習(xí)重點放在重點和難點內(nèi)容上，有針對性地建議學(xué)生訪問與本課程配套使用的智能控制網(wǎng)絡(luò)課程。同時加強實驗課和綜合設(shè)計環(huán)節(jié)，對重點和難點內(nèi)容進行實踐，加深對相關(guān)內(nèi)容的理解。要經(jīng)常了解與收集學(xué)生對重點和難點內(nèi)容的聽講意見，及時進行答疑，必要時在課堂上進行集體解答與討論。
3 研究性課程實踐教學(xué)
3.1 實踐教學(xué)的設(shè)計思想
“智能控制”課程實踐性教學(xué)的主要目的是使學(xué)生通過實驗，發(fā)揮主動性，研究探討智能控制系統(tǒng)的運行和實現(xiàn)過程，提出思路并積極驗證和探索自己的思路，從而更好地理解人工智能，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)新能力，逐步培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。
實踐性教學(xué)的設(shè)計思想我們歸納為四個體現(xiàn)。
⑴ 理論性：通過基礎(chǔ)驗證性實驗讓學(xué)生加深對理論的理解。如實驗內(nèi)容包含模糊控制系統(tǒng)的推理。
⑵ 系統(tǒng)性：通過綜合設(shè)計性實驗讓學(xué)生加深對控制系統(tǒng)的理解。開設(shè)的系統(tǒng)實驗有：溫度控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)等。
⑶ 研究性：通過激勵式鼓勵教師將最新的研究成果引入實踐教學(xué)中，讓學(xué)生體驗新技術(shù)帶來的樂趣，如將蟻群算法應(yīng)用在生物信息圖像處理與信息融合領(lǐng)域。
⑷ 工程性：讓學(xué)生在一個與工業(yè)生產(chǎn)實際相符合的環(huán)境下完成實踐環(huán)節(jié)，從而增強學(xué)生的工程實踐能力，如模糊控制技術(shù)在機器人避障中的應(yīng)用。
通過實踐性教學(xué)的這四個體現(xiàn)，學(xué)生不僅有相對扎實的智能控制知識，而且還具備一定的智能控制思想并應(yīng)用至具體控制對象設(shè)計中去。
3.2 實踐教學(xué)的設(shè)計與實驗內(nèi)容安排重點
課程設(shè)計與實驗是智能控制教學(xué)任務(wù)的重點與難點，在抓住主要三大知識模塊的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多年教學(xué)經(jīng)驗和將來學(xué)生從事工作實際，在課程設(shè)計與實驗的內(nèi)容安排上注重以下幾點。
⑴ 貼切應(yīng)用。實踐內(nèi)容的安排絕大多數(shù)來自生活或生產(chǎn)中遇到的實際問題，通過建模、方案設(shè)計、實驗、調(diào)試，逐步驗證方法的正確性等等，讓學(xué)生從系統(tǒng)中學(xué)會了應(yīng)用，從應(yīng)用中找到人工智能應(yīng)用的強大功能。
⑵ 貼切學(xué)生實際。針對本二學(xué)生，所關(guān)心的重點是如何將理論轉(zhuǎn)化成實際的效果。在實踐內(nèi)容安排上，強調(diào)的是目標(biāo)實現(xiàn)，而不是問題的優(yōu)化，讓絕大多數(shù)學(xué)生能完成實踐任務(wù)與目標(biāo)，從實踐中體驗知識帶頭的快樂。
⑶ 一切圍繞“問題”。教師在問題中教學(xué)，學(xué)生在問題中學(xué)習(xí)，尋找學(xué)習(xí)與實踐的交叉點，通過研討和分組，讓學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇實踐項目。
⑷ 豐富與不斷更新實踐項目。通過將研究成果轉(zhuǎn)化教學(xué)資源，不斷更新實踐教學(xué)資源，目標(biāo)保持至少10個以上實踐項目供學(xué)生自主選擇。
4 研究性課程教學(xué)方法與教學(xué)手段改革
4.1 教學(xué)方法改革
本著因材施教的教學(xué)方針，我們積極引入靈活的教學(xué)方法，如探究式、討論式、專題式、成果展示式等教學(xué)方法，充分激發(fā)了學(xué)生求知的潛能和學(xué)習(xí)的主體作用。結(jié)合專業(yè)特點，選用國外知名大學(xué)英文原版教材和自己編寫的智能控制基礎(chǔ)教材相結(jié)合，進一步豐富課程內(nèi)容。適當(dāng)增加討論課，提倡小設(shè)計和小論文，充分激勵學(xué)生探索和研究的熱情，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)研究的方法，提高解決問題的能力；實踐教學(xué)的設(shè)計思想始終貫徹理論聯(lián)系實際、重視實踐、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情的指導(dǎo)方針，自行開發(fā)與引進實驗裝置相結(jié)合，提供基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性的實驗內(nèi)容。為學(xué)生創(chuàng)造良好的實驗條件，鼓勵學(xué)生自主開發(fā)智能控制系統(tǒng)，獨立完成設(shè)計、控制與研究，并驗證其效果。
4.2 教學(xué)手段改革
采用“多媒體投影+黑板”的技術(shù)手段加速了課程內(nèi)容的呈現(xiàn)，提高了課堂講解的表現(xiàn)力，如：針對該課程內(nèi)容難度大，信息涵蓋量大，知識面廣的特點，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)越性，課堂授課方法以多媒體課件為主，實現(xiàn)圖、文、聲、像并茂的視聽一體化教學(xué)，并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機組合，讓學(xué)生共同參與教學(xué)的全過程。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺有效地支持了自主性學(xué)習(xí)，如：雙語課程網(wǎng)站提供了智能控制課程豐富的教輔資源，網(wǎng)絡(luò)多媒體課件及學(xué)術(shù)論壇為學(xué)生提供交互式學(xué)習(xí)平臺，使學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)、答疑、自由論壇等各個環(huán)節(jié)密切配合，有效地支持了學(xué)生自主性的學(xué)習(xí)。同時，利用多媒體課件可以做到教學(xué)資源共享，便于教師之間彼此交流教學(xué)經(jīng)驗。
5 結(jié)束語
智能控制是一門具有較強理論綜合性和實踐性、學(xué)科交叉及應(yīng)用廣泛的專業(yè)課程。深度發(fā)掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識，對自動化等專業(yè)智能控制課程研究性教學(xué)從課程設(shè)計理念、理論教學(xué)改革、實踐教學(xué)改革以及教學(xué)方法與教學(xué)手段改革等四個方面進行了具體的實踐探索，取得了一定效果。通過研究性教學(xué)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)的意識和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)研究精神，鼓勵研究熱情，引導(dǎo)學(xué)生逐漸積累專業(yè)知識，解決實際問題，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目的。但是智能控制課程的開設(shè)一般都選擇在大四上學(xué)期，如何有效激起所有同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，以及分層次、分專業(yè)背景的授課方式將是本課程未來所研究的主要內(nèi)容。
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