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(duì)人類的文明起了巨大的推動(dòng)作用，如今它已無(wú)領(lǐng)域不在，無(wú)行業(yè)不用，以至于離開(kāi)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(shí)現(xiàn)電能的產(chǎn)生，調(diào)度及對(duì)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(guò)程中起著非常重要的作用，而且還是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)的重要標(biāo)志。于是對(duì)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(huì)的進(jìn)步，人們也意識(shí)到用傳統(tǒng)的控制方法無(wú)法解決電力電子技術(shù)中的一些實(shí)際問(wèn)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(guò)測(cè)量，然后比較，最后執(zhí)行

3、的過(guò)程。它可以用于工程中的任一過(guò)程，對(duì)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(xiàng)目更加自動(dòng)化，智能化，從而節(jié)約人力，物力和財(cái)力。本文將智能控制運(yùn)用在電力電子技術(shù)中來(lái)說(shuō)明智能控制的優(yōu)越性。下面對(duì)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(duì)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(zhǎng)其壽命，提高其性能。所以對(duì)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(jiǎn)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(chǎng)劃時(shí)代的變革，勢(shì)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(shí)可行的有效控制。尤其對(duì)大規(guī)模，復(fù)雜和不確定性系統(tǒng)有著顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，他可以不需要精確的數(shù)學(xué)模型[1]。如對(duì)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(wú)法測(cè)量的時(shí)候，只能憑我們直觀的思維來(lái)加以說(shuō)明，無(wú)法用精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)表述時(shí)，用智能控制能解決這些問(wèn)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(gè)重要方面，用它可控制和實(shí)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(shí)別被控對(duì)象及環(huán)境的有關(guān)知識(shí)以及運(yùn)用這些知識(shí)的能力。它主要是以人的豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和思維過(guò)程構(gòu)成的控制規(guī)則為依據(jù)來(lái)進(jìn)行的推理和判斷，模擬人類技術(shù)

6、專家做決策的過(guò)程來(lái)解決這些復(fù)雜的問(wèn)題。智能控制E.H.Mamdani首次將模糊集理論成功用于過(guò)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(shí)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(guó)紐約州的Troy召開(kāi)了第一次智能控制學(xué)術(shù)討論會(huì)，此后不久在IEEE的控制系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議上成立了智能控制專業(yè)委員會(huì)，標(biāo)志著智能控制作為一個(gè)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(guó)際會(huì)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(shí)期。隨著對(duì)象規(guī)模的擴(kuò)大和過(guò)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?cè)噲D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(shí)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(duì)被控對(duì)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(lái)的。對(duì)智能控制這一數(shù)語(yǔ)還沒(méi)有確切的定義。IEEE控制系統(tǒng)協(xié)會(huì)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(shuō)，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(shí)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(dòng)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(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)(如非線性，快時(shí)變，復(fù)雜多變量，環(huán)境多擾動(dòng)性)進(jìn)行有效的全局控制，實(shí)現(xiàn)廣義問(wèn)題求解，并具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。（2）智能控制系統(tǒng)能對(duì)以知識(shí)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(guò)程，采用開(kāi)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(shí)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(duì)象及環(huán)境的有關(guān)部知識(shí)以及運(yùn)用這些知識(shí)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