关于电气传动系统的智能控制问题分析

关于电气传动系统的智能控制问题分析

张海涛刘润富

1.身份证号码：2202821983****5927吉林市132000；

2.身份证号码：2205821980****0515吉林长春130000

摘要：当今科学技术发展形势良好，国内自动化技术也得到了快速的发展，电气传动控制系统逐渐发展起来，并且得到了广泛的认可，现如今在许多的工业场所当中都能够找寻到电力传动系统的身影，比如在化工制药工业、建筑工业当中都需要借助电力传动系统来进行调速等一系列工作。文章主要对电力传动系统的智能控制问题展开了讨论，以期为有关人士提供借鉴。

关键词：智能控制；人工智能；电气传动系统；应用

引言：在控制手段不断发展进步的形势下，智能控制技术在控制行业中发挥着越来越关键的作用，一些新兴的智能控制软件渐渐替代了常规控制软件。智能控制技术具有多方面的优势，因此在工业领域中备受关注，并且具有较为长远的发展前景。如今智能控制在电气传动系统中表现出了良好的控制效果，通过对智能控制相关内容加以研究，将有助于推动智能控制的快速发展。

一、智能控制简介

智能控制是当今自动控制领域中新兴起来的一个词汇，它是凭着其特有的优势发展起来的，并且已经被广泛的运用到了许多领域当中。并且在不断的发展下，智能控制系统将会使电力行业取得重大的进步。同多数理论产生的背景相同，智能控制也是为了处理工程技术问题而产生的。伴随着“自动化”理念的深入与社会对控制要求的提升，以往的控制理念已经难以适应现代社会发展的步伐，因此，智能控制理念应运而生。综合以往经验来说，在电力等诸多行业当中，手动控制的效率较低但是实际控制效果较好，通过熟练掌握技术要点，就可以实现高效的控制，所以人们就想到了用计算机模拟人的操作来进行控制的方法，这就是我们所说的智能控制。计算机技术可以在判断，推理，计算，数据处理，信息收集等诸多方面模仿人的思维模式，这也是智能控制实现的基础。

相对于普通的自动化控制来说，智能控制有着以下几点优势：其一，智能控制系统的工作模式得到了创新，以往模式当中需要依靠数学模型来进行工作的，而智能控制是以实际效果为控制对象，在具体控制工作中不需要依赖任何数据模型。其二，智能控制系统可以实现对人的思维模式的模拟，同时其工作模式为非线性控制系统。其三，智能控制系统能够结合当前系统的运行状态来对自我控制模式进行调整，从而提升系统的综合工作性能。其四，许多智能控制系统还有着在线识别、在线决策与自我评估的功能，这些功能都能够为系统整体控制效率的提高起到积极影响。最后，智能控制系统主要是利用分层信息处理法进行工作，具有较快的反应能力。

二、常见的智能控制系统

1、模糊控制

所谓的模糊控制，就是指利用相对模糊的集合来表现日常使用的概念中所呈现出的模糊性，以便更好地控制人的思维模式。总的来说，模糊控制器在结构上较为复杂，但是相对于结构，其输入输出特性却常常以简单的形式呈现，在具体的应用中，假若在模糊控制器上适时增加积分效应，那么我们就可以将其称之为PID控制器。

例如：交流电机中的矢量控制系统、直流双闭环系统等一系列系统。交、直流电气传动系统在对内部中的矢量、电流环进行变换之后，交、直流电气传动系统中的转速环，在结构上还是相同的，可以对数学模型进行统一的建立，而且建立的数学模型不复杂，在系统采用PID控制就能够对数学模型进行有效的控制。但是实际的电气传动系统并不是像数学模型是保持不变的，控制对象中的非线性特性以及参数的变化，都会导致PID调节器在控制上出现错误，系统的鲁棒性不能得到很好的控制效果。智能控制在电气传动系统中的应用，能够通过自身具备的自寻优、变结构、非线性等功能对非线性因素以及参数的变化进行控制，对系统中的鲁棒性进行有效的提升。

2、单神经元控制

神经网络可以实现对电气传动系统当中相关数据信息的综合，在确保计算速度的前提下，有效的处理好系统中存在的复杂问题，但由于神经网络当中没有可以对其提供支持的计算机硬件，使得难以高效的应用到电气传动系统的控制当中。结合电气传动系统控制的特征，将单神经元控制方法运用到该系统当中，可以符合电气传动系统的鲁棒性与非线性控制需求。误差、误差微分、误差积分是电气传动系统中的输入量，运用神经网络中的相关规则能够对电气传动系统中各个输入量的权重进行自动的调整，在这一情况下，单神经元在电气传动系统中的控制效果，就与变系数的自适应PID调节器一样，使电气传动系统中的动态性能，只对误差的信号进行依赖，不会受到对象模型中参数变化的影响，提高了电气传动系统中的鲁棒性。

三、人工智能在电气传动系统中的运用

到目前为止，古典控制方法一直都无法被人工智能控制技术所取代。但是随着时代的进步和发展，现代控制理论也日臻完善，人工智能软件技术（包括遗传算法、模糊神经网络、模糊控制以及人工神经网络等）逐渐取代了传统的控制器设计常规技术。这些方法有着许多的共同之处：都要具备不同类型和数量的描述特性和系统的“apriori”技术。这些方法都有着显著的优势，所以工业界都做出了不断的尝试，旨在进一步开发和使用这类方法，但是工业界又急于开发该系统，从而使其性能更加优异，系统更加简单、易操作。直流传动的控制程序比较简单，在以往时期得到了广泛的运用。但需要了解的是，它具有很难克服的限制性因素，并在DSP技术的发展进步下，直流传动的优势被渐渐隐没，并被性能更佳的交流传动所取代。在这几年的发展中，一些厂商对其工艺进行了优化改善，使性能更高的直流驱动产品进入到了市场中，但人工智能技术却未受到重视。在今后的几年中，采用人工智能的直流传动技术将会得到广泛的推广与运用。

交流传动瞬态转矩具备较高的使用性能，它有着较强的控制性，仅次于直流电机。目前，直接转矩控制（DTC）和矢量控制（VC）是比较常见的高性能交流传动控制方法。当前，不少厂商都顺应市场形势，相继推出了矢量控制交流传动产品，而且无速度传感器的矢量控制产品也大量上市。在性能较高的驱动产品中广泛使用AI技术，将会进一步提高产品的使用性能，截至目前，仅有两个厂家在其生产的产品中运用人工智能（AI）控制器。而在十五年前，日本和德国的研究人员提出了直接转矩控制这一概念，经过了十年的发展演变过程，ABB公司面向市场，将直接转矩控制的传动产品引入市场，让人们能够直接感受直接转矩控制的优势，从而开展相关的研究。可以预见，人工智能技术将会运用到直接转矩控制中，常规的电机数学模型将会被替代，从而退出市场。人工智能控制器主要分三种类型，即：增强学习型、非监督型和监督型。当前，常规的监督学习型神经网络控制器的学习算法和拓扑结构已基本成型，这在一定程度上限制了此种结构控制器的生产和使用，导致计算机计算时间增长，而且常规非人工智能学习算法在具体应用上效果不明显。而要克服这些困难，最好的办法就是采用试探法和适应神经网络。常规模糊控制器的模糊规则表和规则初值是“a－priori”型，这加剧了调整难度。假若该系统无有效的“a－priori”信息作为支撑，那么将导致系统陷入瘫痪。而要有效克服此类缺陷和困难，就可以运用自适应模糊神经控制器，保证系统的正常运转。

结语：在电气传动系统当中，智能控制已经逐渐的得到了推广运用，并将逐步取代传统控制方法。智能控制可以对人的大脑思维进行模拟，随后对所输入的信号信息加以分析，并自动对控制器进行调整，能够有效的对电气传动系统进行控制。智能控制技术的发展下，可以有效的提升行业控制效率，促进电力行业向着更好的方向发展。

参考文献：

[1]陈双.电气传动系统的故障监视和诊断[J].科技经济市场.2015（02）

[2]吴秀生.电气传送系统下的智能控制[J].电源技术应用.2013（11）