智能建筑相关技术-现代控制技术

现代控制技术课前导入随着电气工程系统的发展和应用，传统的控制理论已经无法很好地适应电气工程的需求。现代控制理论的深入研究，为电气工程自动化的进一步发展提供了技术上的可能。通过对现代控制理论中智能控制、模糊控制、非线性控制技术的应用分析，可以改进传统电气控制的不足，实现现代控制技术的普遍应用。课前导入电气系统的智能控制智能控制是电气自动化的关键节点。当前，电气系统中智能控制的应用十分广泛。电气系统的智能控制应用范围对电气系统开关量、系统模拟量等方面的数据进行实时采集和处理对电气系统和设备运行状态实时监测和控制对电气系统故障进行记录、在线诊断及紧急处理等电气系统的智能控制电气系统的智能控制01控制系统的优化设计电气设备控制系统的优化设计，是智能控制应用中的重要内容之一，是对现代控制理论与控制经验统一结合的先进控制技术，也是基于遗传算法的一种优化搜索。在传统的电气设备和产品设计中，主要通过对以往产品设计的经验和不足进行总结，再通过大量的试验手段进行验证。这种设计方式工作量大、效率低下，最重要的是没有相应的理论支持，得到的优化设计方案并不十分科学。计算机网络技术及其辅助设计在电气产品中的大规模开展，为现代控制技术与理论的深入应用提供了技术保障，工程师通过计算机辅助系统实现从产品构思、设计、制作的全过程优化，产品的控制性能实现了质的飞越，同时大大降低了产品的生产周期。电气系统的智能控制02控制系统的故障诊断控制产品和系统的故障表现为非线性，并具有随机性和复杂性等特点，传统的故障检测手段难以真正实现实时、准确地辨别和判断故障发生点。在故障诊断技术中引入智能控制，使故障诊断的精度大为提高，缩短故障处理时间，进一步提高产品的可靠性。例如：在大型电机的控制系统中，应用神经网络、模糊逻辑以及专家系统，对智能技术在故障检测和诊断过程中的模糊性有效保留，也将神经网路对故障检测的高灵敏度得到充分发挥，使控制系统对故障精确诊断极大提高。模糊控制技术目前，绝大多数的电机调速控制采用PID控制技术。PID控制技术结构简单，具有较强的稳定性，生产实践中应用极为广泛。模糊控制技术其次首先最后根据系统接收到的信息量进行模糊化，并将信息量进行语言转化输入到模糊量的模糊子集中。拟定相应的模糊控制规则，利用适应条件内的模糊关系来确定需测试的模糊量身份。由输出系统将最终的计算判决，转换为精确的信息值报告给上一级处理系统。01基于简单模糊控制器的速度控制——————在电气系统调速系统的控制中，实现模糊控制需要设计模糊控制器，通过一定算法实现语言控制。模糊控制技术应用对象广泛优势PID参数的模糊增益调节能够面对不同的对象操作。模糊PID控制器的这一特点，为电机传动系统提供了无可比拟的优势，电机传动可以更加简便，同时，由双环组成的控制器还具有超调小、响应迅速的特点，受电机调节参数的影响微乎其微，运行稳定性大大提高。02模糊PID控制器在调速中的应用——————模糊PID控制是通过模糊控制法在线调节PID控制器的参数，继而使电气系统处于最优的状态。在由DSP模糊单片机组成的PI控制器模糊控制器利用模糊控制器反映系统的参数波动而输出变量，并不需要通过测量电机及逆变部分的精确参数。模糊控制技术03基于自适应和自学习、自组织模糊控制器的速度控制——————基于自适应、自组织、自学习的模糊控制可以根据现场的实际变化，及时作出自动调整、修改和完善模糊控制的参数与规则，能够使模糊控制系统的控制功能持续改进，不断地升级，从而达到最终对系统的稳定控制。非线性控制非线性控制理论在电气工程自动化中已经应用十分广泛，并取得了一定成果。但实际上，线性控制技术是通过对电气产品工作中局部线性的稳定来进行模型简化设计的，对电气产品和设备本身固有的非线性特征未予考虑，始终存在着较大的控制漏洞。漏洞2漏洞1系统运行变量难测量线性控制要依靠产品运行中反馈的状态变量来实现控制，而在系统运行中有很多变量的测量并不是件容易的事。非系统状态变量难把控像机端电压并不属于系统状态变量，通过加权系数综合考虑多因素虽能在一定程度改善动态品质，但电压反馈增益不足，并不能完全满足电压调节要求。非线性控制非线性控制对电气工程领域发展的意义电气系统控制领域依然存在许多的重大技术难题。但我相信随着科学技术的不断发展，这些难题总将被克服。电气工程在各领域发展的同时，也对其控制技术提出了更高的要求，实践中需要出现基于非线性控制理论，可以弥补线性控制技术的不足。非线性控制现代控制技术未来发展趋势现代控制技术在在未来的发展趋势未来发展趋势信息技术与控制技术的结合进入21世纪的控制系统呈现两个主要特征：一是在自动化与工业控制中需要更深层次地渗透通信与网络技术。另一方面是在通信网络的管理与控制中也要求更多地采用控制理论与策略。“网上控制”和“控制入网”将是21世纪工业控制的一个动向。01未来发展趋势虚拟现实与控制技术的结合借助虚拟现实技术能使操作人员“如实”地操纵各种设备或进行“现场”培训。计算机仿真技术亦具有与此相类似的功能。这样，不仅能获得可观的经济效益，节省大量资金与时间，并可避免发生生产中的各种工伤事故。把它们用于工业控制就产生了虚拟制造系统。02未来发展趋势集成控制技术在自动化技术、信息技术与各种生产技术基础上，由工业计算机系统将工厂全部生产活动所需的信息与各分散的自动化系统，有机地集成起来，构成一个能适应生产环境不确定性与市场需求多变性的柔性智能生产系统，如以离散事件为特征的计算机集成制造系统。03集成控制要根据总体目标，采用成熟技术及产品，促进学科交叉，从工业控制作为集成自动化的基础必须考虑到集成的需求与环境。开放式系统标准化模块化设计软件重构性联网能力统一人机界面等PLC控制系统PLC控制系统：是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置。PLC控制系统是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的远程控制系统。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。目的特点未来发展趋势PLC内部工作方式一般是采用循环扫描工作方式，在一些大、中型的PLC中增加了中断工作方式。当用户将用户程序调试完成后，通过编程器将其程序写入PLC存储器中，同时将现场的输入信号和被控制的执行元件相应的连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，接着将PLC工作方式选择为运行工作方式，后面的工作就由PLC根据用户程序去完成，概述图是PLC执行过程框图。PL