智能控制在電力電子技術中的應用-畢業(yè)論文

1、【標題】智能控制在電力電子技術中的應用【作者】漆艮波【關鍵詞】智能控制電力電子技術PID應用【指導老師】黃江波【專業(yè)】電子信息科學與技術【正文】1緒論1.1研究論文的背景電力電子技術誕生至今已有50年，它對人類的文明起了巨大的推動作用，如今它已無領域不在，無行業(yè)不用，以至于離開了電力電子技術，將使人們的生活黯然失色。由于電力電子技術的發(fā)展目的是實現(xiàn)電能的產生，調度及對電網與用電負載之間最佳匹配，完成最佳效率，最優(yōu)波形用電。在科學技術和生

2、產力水平發(fā)展的今天，電能不但在生產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)達的重要標志。于是對電能形態(tài)的各種轉換，控制，分配，傳送和應用的研究十分的活躍是必然的結果。隨著社會的進步，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中的一些實際問題。因此控制界把目光都轉向智能控制，于是掀起智能控制的熱潮。智能控制是在常規(guī)控制理論與技術基礎上的進一步發(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，對其進行可控的控制，使其具有很強的擬人功能，具有人類大腦的思維方式和自學習能力，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。本文將智能控制運用在電力電子技術中來說明智能控制的優(yōu)越性。下面對其進行詳細的闡述。1.2智能控制的綜述隨著生產力的發(fā)展，人們要求對一些大功率的電力電子器件，電力電子設備進行高性能的，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。因此在控制界進行一場劃時代的變革，勢在必行。查閱文獻得知，很多學者都推崇智能控制。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)學模型[1]。如對于一些復雜的和未知的惡劣環(huán)境，人們根本不能到達，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)境的有關知識以及運用這些知識的能力。它主要是以人的豐富實戰(zhàn)經驗和思維過程構成的控制規(guī)則為依據來進行的推理和判斷，模擬人類技術

6、專家做決策的過程來解決這些復雜的問題。智能控制E.H.Mamdani首次將模糊集理論成功用于過程控制，進而提出模糊控制方法。1979年Saridis將運籌學用于系統(tǒng)整體優(yōu)化，提出了所謂的三元論，并首次提出“組織協(xié)調執(zhí)行”的分層智能控制結構和“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80年代是智能控制迅速發(fā)展的時期。1984年瑞典著名學者K.J.Astrom將專家系統(tǒng)技術引入控制系統(tǒng)，提出專家控

7、制系統(tǒng)。Hopfield和Rumelhart提出的BP算法為人工神經網絡注入了新的活力，從而出現(xiàn)了神經網絡控制。1985年8月在美國紐約州的Troy召開了第一次智能控制學術討論會，此后不久在IEEE的控制系統(tǒng)學術會議上成立了智能控制專業(yè)委員會，標志著智能控制作為一個新的學科分支正式被控制界所公認。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90年代至今，智能控制進入了新的發(fā)展時期。隨著對象規(guī)模的擴大和過程復雜性的加

8、大，以及隨著人工智能技術、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，如認知心理學、神經網絡技術、進化論及遺傳算法，混沌論等。這不僅形成了智能控制的多元論，而且在應用實踐方面取得了突破性的進展。1.2.3智能控制的概念和特點智能控制的概念和原理是針對被控對象及其環(huán)境，控制目標或任務的復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習和自適應能力

9、。定性的說，智能控制系統(tǒng)應具有學習，記憶和大范圍的自適應和自組織能力；能夠及時地適應不斷變化的環(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行規(guī)劃，生產和執(zhí)行控制動作而達到預期的目標和良好的性能指標。智能控制的特點[3]：（1）智能控制的核心是高層控制，能對復雜的系統(tǒng)(如非線性，快時變，復雜多變量，環(huán)境多擾動性)進行有效的全局控制，實現(xiàn)廣義問題求解，并具有較強的容錯能力。（2）智能控制系統(tǒng)能對以知識表示的非數(shù)學廣義模

10、型和以數(shù)學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)預期的目標。智能控制系統(tǒng)具有變結構特點，能總體自尋優(yōu)，具有自適應，自組織，自學習和自協(xié)調能力。（4）智能控制系統(tǒng)具有足夠的關于人的控制決策略，被控對象及環(huán)境的有關部知識以及運用這些知識的能力。（5）智能控制系統(tǒng)有補償及自修復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