智能控制在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用-畢業(yè)論文

1、【標(biāo)題】智能控制在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用【作者】漆艮波【關(guān)鍵詞】智能控制電力電子技術(shù)PID應(yīng)用【指導(dǎo)老師】黃江波【專業(yè)】電子信息科學(xué)與技術(shù)【正文】1緒論1.1研究論文的背景電力電子技術(shù)誕生至今已有50年，它對人類的文明起了巨大的推動作用，如今它已無領(lǐng)域不在，無行業(yè)不用，以至于離開了電力電子技術(shù)，將使人們的生活黯然失色。由于電力電子技術(shù)的發(fā)展目的是實現(xiàn)電能的產(chǎn)生，調(diào)度及對電網(wǎng)與用電負(fù)載之間最佳匹配，完成最佳效率，最優(yōu)波形用電。在科學(xué)技術(shù)和生

2、產(chǎn)力水平發(fā)展的今天，電能不但在生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用，而且還是衡量一個國家工業(yè)發(fā)達(dá)的重要標(biāo)志。于是對電能形態(tài)的各種轉(zhuǎn)換，控制，分配，傳送和應(yīng)用的研究十分的活躍是必然的結(jié)果。隨著社會的進(jìn)步，人們也意識到用傳統(tǒng)的控制方法無法解決電力電子技術(shù)中的一些實際問題。因此控制界把目光都轉(zhuǎn)向智能控制，于是掀起智能控制的熱潮。智能控制是在常規(guī)控制理論與技術(shù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展與提高。它采用的是閉環(huán)控制的策略和反饋的原理，先通過測量，然后比較，最后執(zhí)行

3、的過程。它可以用于工程中的任一過程，對其進(jìn)行可控的控制，使其具有很強(qiáng)的擬人功能，具有人類大腦的思維方式和自學(xué)習(xí)能力，讓工程中的項目更加自動化，智能化，從而節(jié)約人力，物力和財力。本文將智能控制運(yùn)用在電力電子技術(shù)中來說明智能控制的優(yōu)越性。下面對其進(jìn)行詳細(xì)的闡述。1.2智能控制的綜述隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人們要求對一些大功率的電力電子器件，電力電子設(shè)備進(jìn)行高性能的，高效率的控制，從而延長其壽命，提高其性能。所以對電力電子器件和電力電子裝置的控制有

4、著廣泛的研究前景，而且一直被人們所重視。用傳統(tǒng)的控制，它可以從理論上解決系統(tǒng)的可觀，可控，穩(wěn)定性以及一些簡單系統(tǒng)的控制，但是傳統(tǒng)控制成在著很多的隱患和弊端，甚至造成人生安全的危害。因此在控制界進(jìn)行一場劃時代的變革，勢在必行。查閱文獻(xiàn)得知，很多學(xué)者都推崇智能控制。智能控制是一種確實可行的有效控制。尤其對大規(guī)模，復(fù)雜和不確定性系統(tǒng)有著顯著的優(yōu)勢。首先，他可以不需要精確的數(shù)學(xué)模型[1]。如對于一些復(fù)雜的和未知的惡劣環(huán)境，人們根本不能到達(dá)，或者

5、根本無法測量的時候，只能憑我們直觀的思維來加以說明，無法用精確的數(shù)學(xué)模型來表述時，用智能控制能解決這些問題。其次，它具有自適應(yīng)和自組織能力。這是智能控制的一個重要方面，用它可控制和實現(xiàn)系統(tǒng)真正意義上的一些變溫差，變壓差，變流量，而且還能進(jìn)行參數(shù)整定等。另外，它還有模擬人類思維的控制決策略，并且還可以識別被控對象及環(huán)境的有關(guān)知識以及運(yùn)用這些知識的能力。它主要是以人的豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗和思維過程構(gòu)成的控制規(guī)則為依據(jù)來進(jìn)行的推理和判斷，模擬人類技術(shù)

6、專家做決策的過程來解決這些復(fù)雜的問題。智能控制E.H.Mamdani首次將模糊集理論成功用于過程控制，進(jìn)而提出模糊控制方法。1979年Saridis將運(yùn)籌學(xué)用于系統(tǒng)整體優(yōu)化，提出了所謂的三元論，并首次提出“組織協(xié)調(diào)執(zhí)行”的分層智能控制結(jié)構(gòu)和“精度隨智能的升高而降低”的思想，以及定義了“熵”作為智能控制系統(tǒng)的性能度量。20世紀(jì)80年代是智能控制迅速發(fā)展的時期。1984年瑞典著名學(xué)者K.J.Astrom將專家系統(tǒng)技術(shù)引入控制系統(tǒng)，提出專家控

7、制系統(tǒng)。Hopfield和Rumelhart提出的BP算法為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)注入了新的活力，從而出現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。1985年8月在美國紐約州的Troy召開了第一次智能控制學(xué)術(shù)討論會，此后不久在IEEE的控制系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議上成立了智能控制專業(yè)委員會，標(biāo)志著智能控制作為一個新的學(xué)科分支正式被控制界所公認(rèn)。此后舉行各種智能控制國際會議，形成了智能控制研究的熱潮。從20世紀(jì)90年代至今，智能控制進(jìn)入了新的發(fā)展時期。隨著對象規(guī)模的擴(kuò)大和過程復(fù)雜性的加

8、大，以及隨著人工智能技術(shù)、信息論、系統(tǒng)論和控制論的發(fā)展，人們試圖從更高層次上研究智能控制，如認(rèn)知心理學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、進(jìn)化論及遺傳算法，混沌論等。這不僅形成了智能控制的多元論，而且在應(yīng)用實踐方面取得了突破性的進(jìn)展。1.2.3智能控制的概念和特點(diǎn)智能控制的概念和原理是針對被控對象及其環(huán)境，控制目標(biāo)或任務(wù)的復(fù)雜性和不精確性而提出來的。對智能控制這一數(shù)語還沒有確切的定義。IEEE控制系統(tǒng)協(xié)會歸納為:智能控制系統(tǒng)必須具有模擬人類學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力

9、。定性的說，智能控制系統(tǒng)應(yīng)具有學(xué)習(xí)，記憶和大范圍的自適應(yīng)和自組織能力；能夠及時地適應(yīng)不斷變化的環(huán)境；能有效地處理各種信息，以減少不確定性；能以安全和可靠的方式進(jìn)行規(guī)劃，生產(chǎn)和執(zhí)行控制動作而達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)和良好的性能指標(biāo)。智能控制的特點(diǎn)[3]：（1）智能控制的核心是高層控制，能對復(fù)雜的系統(tǒng)(如非線性，快時變，復(fù)雜多變量，環(huán)境多擾動性)進(jìn)行有效的全局控制，實現(xiàn)廣義問題求解，并具有較強(qiáng)的容錯能力。（2）智能控制系統(tǒng)能對以知識表示的非數(shù)學(xué)廣義模

10、型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過程，采用開閉還控制和定性決策及定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制方式。（3）其基本目的是從系統(tǒng)的功能和整體優(yōu)化的角度分析和綜合系統(tǒng)，以實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。智能控制系統(tǒng)具有變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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。（4）智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制決策略，被控對象及環(huán)境的有關(guān)部知識以及運(yùn)用這些知識的能力。（5）智能控制系統(tǒng)有補(bǔ)償及自修復(fù)能力和判斷決策能力。1.2.4智能控制的類型（1）分層智能控制