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時(shí)間：2023-02-22 14:18:47
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2制冷空調(diào)技能技術(shù)
制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)主要的目的就是要實(shí)現(xiàn)合理用能，并且降低電力高峰期的符合，現(xiàn)階段主要的制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)主要有七種，分別是：蓄冷技術(shù)、燃?xì)饧夹g(shù)、太陽(yáng)能技術(shù)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、熱泵技術(shù)、熱聲制冷技術(shù)以及人工智能技術(shù)。
2.1蓄冷技術(shù)
現(xiàn)階段空調(diào)用電量已經(jīng)占據(jù)了人們生活總耗電量中的70%左右，并且由于電力緊張以及能源緊缺現(xiàn)狀的不斷加劇，促進(jìn)了制冷空調(diào)新技術(shù)的研發(fā)。蓄冷技術(shù)是在這種條件下被研發(fā)出來(lái)的，該技術(shù)就是使空調(diào)在非高峰期用電來(lái)保持最佳節(jié)能狀態(tài)，此時(shí)空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷由所需的潛熱的形式釋放冷量來(lái)滿足，也就是通常所說(shuō)的，空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷使用融冰釋放的冷量來(lái)滿足，蓄冷設(shè)備也就是儲(chǔ)存冰的容器，這樣的空調(diào)不僅可以提高本身的經(jīng)濟(jì)效率，還能夠增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。按照我國(guó)每年新增3億m2的商用建筑，如果均使用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，每年可為國(guó)家節(jié)電40億元，節(jié)煤330萬(wàn)噸。
2.2燃?xì)庵评浼夹g(shù)
燃?xì)饪照{(diào)的使用，不僅可以降低空調(diào)使用對(duì)于電網(wǎng)的負(fù)荷，也可以提高能源的一次利用率，對(duì)于減少污染，平衡冬夏季燃?xì)庥昧烤哂蟹浅Ｖ匾囊饬x。經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)的測(cè)算，如果燃?xì)庵评淞?×107萬(wàn)RT，消耗天然氣約6×108m3，這些制冷量就相當(dāng)于少發(fā)電3.5×107KW，這種技術(shù)不僅提高了電力設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)利用率，還能夠節(jié)約發(fā)電設(shè)備的投資。隨著我國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的逐步完善，燃?xì)饪照{(diào)必然得到快速的發(fā)展和應(yīng)用，此外國(guó)家也推出了一系列的政策支持燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展，其對(duì)于提高能源利用率、緩解夏冬季用電高峰、提高能源供應(yīng)安全具有非常重要的意義。
2.3太陽(yáng)能制冷技術(shù)
目前太陽(yáng)能空調(diào)主要有兩條技術(shù)路線，分別是通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換，以熱能制冷，另一種是以光電轉(zhuǎn)換，利用電力制冷，而現(xiàn)階段應(yīng)用較多的就是熱能制冷。作為一種可再生的資源，太陽(yáng)能的應(yīng)用對(duì)于緩解能源供需矛盾、控制環(huán)境污染具有非常明顯的效果。但是太陽(yáng)能光伏/光熱發(fā)電再制冷的技術(shù)在制冷空調(diào)中的應(yīng)用并未取得顯著地效果，一個(gè)原因是成本過(guò)高，另一個(gè)就是能源利用率較低。而利用太陽(yáng)能進(jìn)行光熱直接驅(qū)動(dòng)的空調(diào)雖然性能系數(shù)趕不上傳統(tǒng)的機(jī)械式空調(diào)，但是由于其成本較低，并且具有較高的能源利用率，因此其是目前應(yīng)用最為廣泛的一種太陽(yáng)能制冷空調(diào)。雖然太陽(yáng)能具有可再生的特性，但是由于其能量供應(yīng)具有隨機(jī)性而且能源密度也較低，給其大規(guī)模擴(kuò)展應(yīng)用帶來(lái)了一定的阻力?，F(xiàn)階段的太陽(yáng)能制冷技術(shù)的應(yīng)用首先就要解決其可靠性、穩(wěn)定性，并且相應(yīng)的提高系統(tǒng)性能系數(shù)以及效率。最后，也可以將太陽(yáng)能制冷技術(shù)與其他能源技術(shù)結(jié)合，形成一個(gè)多能源系統(tǒng)，充分利用廢熱、廢氣以及其他能源。
2.4熱泵技術(shù)
熱泵技術(shù)主要有兩種，分別是水源熱泵技術(shù)和土壤源熱泵技術(shù)。熱泵技術(shù)具有性能可靠、無(wú)污染、高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，可以在夏季制冷、冬季制熱，并提供一定數(shù)量的生活熱水，此外配套的熱泵系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、節(jié)能效果好的優(yōu)點(diǎn)。鑒于其明顯的節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)，其已經(jīng)在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用，并且在我國(guó)也有了很多的應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)對(duì)比，我們總結(jié)出：雖然熱泵技術(shù)的初期投入與中央空調(diào)基本持平，但是其投入運(yùn)行后的使用費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的中央空調(diào)。據(jù)相關(guān)部門(mén)估算，我國(guó)地級(jí)以上城市每年淺層地?zé)崮芸衫觅Y源量相當(dāng)于3.56億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，扣除消耗電量，可節(jié)約相當(dāng)于2.48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
2.5熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)
作為一種綜合利用能源的系統(tǒng)，熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)不僅增加了熱電聯(lián)產(chǎn)中的夏季熱負(fù)荷，提高了汽輪機(jī)組的負(fù)荷率，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組效率的提升，還能夠提高低品位熱能的利用率。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電是以天然氣為動(dòng)力源，并且將廢熱直接排放到吸收式冷熱水機(jī)組，長(zhǎng)生了用于制冷的冷凍水，并且將熱量應(yīng)用在除濕型空調(diào)上面，這樣就可以大幅度增加熱電冷聯(lián)產(chǎn)的綜合效率。該技術(shù)的節(jié)能效果非常顯著，至少在10%以上，因此我國(guó)近年來(lái)也開(kāi)展了該技術(shù)的應(yīng)用，例如上海的黃浦區(qū)中心醫(yī)院以及浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)都采用了燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，具有非常明顯的節(jié)能效果。
2.6熱聲制冷技術(shù)
作為一種新發(fā)展起來(lái)的制冷技術(shù)，熱聲制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷技術(shù)相比，取消了對(duì)于環(huán)境具有破壞作用的制冷劑，直接使用惰性氣體或者惰性氣體的混合物作為制冷劑，減少了對(duì)于溫室效應(yīng)的危害以及臭氧層的破壞。而且熱聲制冷技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、無(wú)需特殊材質(zhì)，在制造成本具有非常大的優(yōu)勢(shì)，而且它減少了活塞、劑的使用，在維護(hù)成本上同樣具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。此外，熱聲制冷技術(shù)幾乎沒(méi)有現(xiàn)階段制冷系統(tǒng)的缺點(diǎn)，因此其可以成為未來(lái)制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的主要發(fā)展方向。
2.7人工智能技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了人工工作和生活中的各個(gè)方面，人工智能技術(shù)主要應(yīng)用在智能控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)以及故障檢測(cè)和診斷等方面。但是由于人工智能技術(shù)在制冷空調(diào)中的應(yīng)用仍處于初期階段，仍存在很多的不足，所以我們應(yīng)將傳統(tǒng)的方針系統(tǒng)與人工智能制冷技能技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷效率的最大提升，并且實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能效果。
智能化技術(shù)，是在我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展中所研發(fā)出的新型技術(shù)手段，在智能化技術(shù)出現(xiàn)后，因其各種優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中被廣泛的運(yùn)用起來(lái)，尤其在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，隨著被逐步的運(yùn)用在電氣工程的各項(xiàng)領(lǐng)域當(dāng)中，為我國(guó)電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定非常有利的基礎(chǔ)。
1智能化技術(shù)的主要理論基礎(chǔ)分析
在二十世紀(jì)五十年代人工智能就已經(jīng)問(wèn)世，通過(guò)幾十年的不斷研究與探索，智能化技術(shù)也被廣泛的運(yùn)用起來(lái)，在人們生活當(dāng)中、工作當(dāng)中都被人工智能化產(chǎn)品所占據(jù)，它們能夠像人類(lèi)一樣有感應(yīng)，能行動(dòng)和思索，因其自身?yè)碛懈呔?、高效率以及高協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)，已經(jīng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的控制技術(shù)，當(dāng)前隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，能夠有效的實(shí)現(xiàn)運(yùn)用人的思維能力去模擬到機(jī)器人身上，在運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言技術(shù)，普及增加智能化模擬的可實(shí)施性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科技的快速發(fā)展。
2在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)的主要意義
2.1能夠?qū)ψ詣?dòng)化控制模型進(jìn)行簡(jiǎn)化
在電氣工程自動(dòng)化控制工作中，主要就是通過(guò)建立模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是因此模型相對(duì)比較復(fù)雜繁瑣。例如，建立的模型與實(shí)際情況出現(xiàn)不符的情況或?qū)嶋H操作中出現(xiàn)與模型不統(tǒng)一的情況，對(duì)于這些問(wèn)題來(lái)說(shuō)一般情況下多以電氣工程自身調(diào)節(jié)能力來(lái)進(jìn)行處理，但在實(shí)際操作中，還是會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)法預(yù)測(cè)和估計(jì)的問(wèn)題，影響著電氣工程自動(dòng)化控制的正常運(yùn)作。而在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，能夠在一定程度上去防止類(lèi)似突發(fā)事件的發(fā)生，從而提升電氣工程自動(dòng)化控制工作的準(zhǔn)確度。
2.2能夠?qū)崿F(xiàn)電氣工程自動(dòng)化控制的一致
電氣工程自動(dòng)化控制主要是以建立模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而應(yīng)用智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中，能夠避免模型復(fù)雜的問(wèn)題，進(jìn)而保障其控制工作的順利完成，利用控制電氣工程中的有關(guān)設(shè)備與數(shù)據(jù)，讓電氣工程自動(dòng)化控制變得更加一致化，不僅能夠提升電氣工程自動(dòng)化工作效率，還能改進(jìn)電氣工程自動(dòng)化的整體服務(wù)質(zhì)量。
2.3對(duì)電氣工程系統(tǒng)控制水平進(jìn)行提升
在電氣工程系統(tǒng)控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠有效提升其控制水平，不僅能夠控制電氣工程自動(dòng)化程序設(shè)備中的相應(yīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且還能對(duì)電氣工程自動(dòng)化安全隱患進(jìn)行警戒，在一定的情況下避免自動(dòng)化控制中出現(xiàn)不必要的問(wèn)題，提升電氣工程系統(tǒng)控制水平，為電氣工程領(lǐng)域發(fā)展提供有利條件。
3在電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的主要應(yīng)用
3.1對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制中的病因進(jìn)行合理診斷
對(duì)電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行病因診斷時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)的診斷形式來(lái)說(shuō)，是相對(duì)比較復(fù)雜且繁瑣的，不僅僅對(duì)工作人員有著很高的要求，還無(wú)法對(duì)其病因進(jìn)行精準(zhǔn)的診斷，導(dǎo)致電氣工程自動(dòng)化控制中會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)法避免數(shù)據(jù)問(wèn)題等。而職能化技術(shù)則能夠利用自身優(yōu)勢(shì)，對(duì)其病因進(jìn)行有效的診斷，還能因其問(wèn)題提出合理的解決策略，不僅能夠有效找出病因，還能更好的提升其工作效率，因此電氣工程自動(dòng)化控制中要有效利用智能化技術(shù)，在對(duì)其設(shè)備進(jìn)行情況的診斷，從而避免相關(guān)問(wèn)題對(duì)工作的影響，更好的促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制工作有效進(jìn)行。
3.2對(duì)電氣工程的設(shè)計(jì)形式進(jìn)行優(yōu)化
在傳統(tǒng)的電氣工程的設(shè)計(jì)中，主要是通過(guò)工作人員進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)和改良才能夠完成，而在工作人員不能全面的考慮到實(shí)際情況時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一些復(fù)雜的問(wèn)題影響正常工作，并且這些問(wèn)題也不能得到及時(shí)的解決，而且在對(duì)電氣工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)工作人員的要求也是非常高的，不僅要運(yùn)用良好的設(shè)計(jì)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也要擁有一定的綜合能力，才能剛好的將該工作完成。而對(duì)于智能化技術(shù)來(lái)說(shuō)，運(yùn)用在電氣工程自動(dòng)化中，設(shè)計(jì)人員可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或相關(guān)軟件，對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制的進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣不僅僅能夠提升設(shè)計(jì)所用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還能夠?qū)υO(shè)計(jì)的樣式進(jìn)行豐富，能夠更好的解決數(shù)據(jù)問(wèn)題，從而保證電氣工程自動(dòng)化控制工作的良好運(yùn)作。
3.3實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制整個(gè)電氣工程
電氣工程控制系統(tǒng)中的環(huán)節(jié)有很多，所以，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效對(duì)整個(gè)電氣工程進(jìn)行自動(dòng)化控制工作。智能化技術(shù)利用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專(zhuān)家系統(tǒng)控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程的自動(dòng)化控制，利用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程的全面控制，這樣不僅能夠保證該工作的順利完成，還能大大提升其工作質(zhì)量，增強(qiáng)其整體水平，也能為電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)有利的基礎(chǔ)。
4結(jié)論
在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，這不僅僅是一個(gè)非常大的成就，還是促進(jìn)智能化技術(shù)在其他各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中的良好應(yīng)用，發(fā)揮其作用，更好的讓智能化技術(shù)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，并能穩(wěn)定推動(dòng)電氣工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
作者:閆鵬 單位:包頭市九原區(qū)住房保障和房屋管理服務(wù)中心
2人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
2.1人工智能控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能
在電氣設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動(dòng)化控制情況，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制中，由于技術(shù)水平和實(shí)際運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無(wú)法做到準(zhǔn)確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中對(duì)動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)收集和穩(wěn)定傳輸，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動(dòng)化的控制水平，充分保障了電氣運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性。
2.2人工智能控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視機(jī)報(bào)警功能
電氣自動(dòng)化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計(jì)動(dòng)作的過(guò)程。在此過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)模型和函數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如果系統(tǒng)中的一點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)造成整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)運(yùn)行中的特殊情況進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警處理，幫助自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)的管理。
2.3人工智能控制實(shí)現(xiàn)了操作控制功能
電氣自動(dòng)化控制的主要特征之一就是通過(guò)計(jì)算機(jī)的一鍵操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行符合現(xiàn)實(shí)的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對(duì)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行人工操作，從而促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動(dòng)化運(yùn)行的效率，也增加了自動(dòng)化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，是通過(guò)各種先進(jìn)的算法，按照電氣自動(dòng)化的需求，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化和智能化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)操作，大大提高了自動(dòng)化控制的效率，減少了單獨(dú)指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。
3人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的控制方式
3.1模糊控制
模糊控制以模糊推理和模糊語(yǔ)言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的控制。在實(shí)際控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達(dá)到對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的科學(xué)控制。
3.2專(zhuān)家控制
專(zhuān)家控制是指在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過(guò)對(duì)以往控制經(jīng)驗(yàn)的模擬和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制中智能控制技術(shù)的實(shí)施。這種控制方式具有很強(qiáng)的靈活性，在實(shí)際運(yùn)行中，面對(duì)控制要求和系統(tǒng)運(yùn)行情況，專(zhuān)家控制可以自覺(jué)選取控制率，并通過(guò)自我調(diào)整，強(qiáng)化對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)。
3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制
網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對(duì)人腦神經(jīng)元的活動(dòng)模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對(duì)電氣自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的新問(wèn)題可以及時(shí)提出有效的解決辦法，并通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)問(wèn)題的分析解決，提高自身的人工智能水平。
1 建筑節(jié)能外墻外保溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
在建筑節(jié)能備受關(guān)注的當(dāng)今時(shí)代，采用合理的方法進(jìn)行保溫工程的施工十分必要，以節(jié)能保溫外墻的保溫效果而言，外保溫技術(shù)相比于其他施工技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。外保溫的手段可以利用與新建的建筑，也可以用于固有建筑保溫系統(tǒng)的改造，施工過(guò)程在建筑外側(cè)進(jìn)行，避免了住戶臨時(shí)搬遷帶來(lái)的生活困擾，擾民程度較?。恍陆ńㄖ耐獗毓こ炭梢耘c室內(nèi)的裝修同步進(jìn)行，二者之間不會(huì)互相影響，能加快工程進(jìn)度；采用外墻保溫技術(shù)，可以在保溫材料之外鋪上裝飾材料，使建筑的整體外形更加美觀。
外墻外保溫系統(tǒng)能夠有效延長(zhǎng)建筑的使用壽命，在外墻的內(nèi)部粘貼保溫層的做法是建筑的外墻和內(nèi)墻出現(xiàn)溫度差，內(nèi)墻以及室內(nèi)環(huán)境的年溫度變化在60-80攝氏度左右，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，而外保溫系統(tǒng)的保護(hù)材料位于外墻之外，能夠防治建筑的主體結(jié)構(gòu)受到風(fēng)吹雨打等自然因素的影響，增強(qiáng)了建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。熱橋是保溫系統(tǒng)常見(jiàn)的隱患，既增加了室內(nèi)熱源的消耗，額外的熱損失以及冬季的返冰現(xiàn)象極大地影響了建筑的居住效果，建筑的外墻是建筑重要的承重部位，為了實(shí)現(xiàn)保溫必然采用增厚墻體厚度的措施，以保溫層的手段可以使建筑的墻體厚度適當(dāng)變薄，內(nèi)保溫的手段增厚了保溫層，既影響了室內(nèi)的建筑面積，在外墻更薄的情況下容易形成熱橋，使墻面返霜的現(xiàn)象嚴(yán)重化，外保溫的手段則能有效避免熱橋的形成，減緩室內(nèi)熱能的流失。
2 外墻外保溫技術(shù)存在的問(wèn)題
外墻的外保溫層常年暴露在外界環(huán)境中，承受外界環(huán)境的侵蝕，加之室外的氣溫變化，會(huì)出現(xiàn)裂縫。裂縫是保溫建筑通病中的重癥，因此外保溫技術(shù)需要解決的一個(gè)重要技術(shù)問(wèn)題就是裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因很多，受到自然界的各種環(huán)境的影響。保溫層外的抗裂防護(hù)層只有3～20mm，且保溫材料具有很大的熱阻。在接收相同熱量的情況下，保溫層的溫度變化較?。划?dāng)溫度突降時(shí)，由于保溫板的熱容量較大，保溫層的溫度變化較小，但抗裂砂漿層的炕溫差能力卻較差，會(huì)產(chǎn)生較大的溫差，同時(shí)由于其柔韌性的限制，難以滿足由溫差引起的體積變化，于是產(chǎn)生了裂縫。
3 建筑節(jié)能外墻保溫施工的質(zhì)量控制措施
3.1 加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的管理
施工材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前要進(jìn)行詳細(xì)的質(zhì)量檢查及驗(yàn)收，仔細(xì)分析圖紙對(duì)保溫材料的要求，確保所使用的材料相互匹配。防止有質(zhì)量問(wèn)題及與圖紙不符的材料使用到施工中，給外層保溫施工質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。由于使用的材料過(guò)多，很多施工單位都采用抽樣調(diào)查的方法來(lái)對(duì)施工材料進(jìn)行檢查，這種做法雖然方便，但是給材料安全帶來(lái)了隱患。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員盡可能的對(duì)施工材料進(jìn)行全面的管理，確保所有材料質(zhì)量符合施工規(guī)范。施工中所涉及到的施工材料都應(yīng)按照施工平面布置圖規(guī)定的地點(diǎn)進(jìn)行擺放，并使其整齊、一致、穩(wěn)固。材料的堆放不能超過(guò)一定高度，并且嚴(yán)禁在圍欄或者其他建筑物墻壁堆放，材料與材料之間的距離應(yīng)大于50厘米，兩頭空間應(yīng)密封，防止有人入內(nèi)，引起意外事故。對(duì)于施工過(guò)程中一些剩余材料或者拆卸下來(lái)的材料應(yīng)按照類(lèi)別進(jìn)行回收、清理，并且⑵渲械畝ぷ擁任O瘴鍥煩去或者打磨，防止搬運(yùn)人員產(chǎn)生刮傷等現(xiàn)象。對(duì)于油漆類(lèi)或具有揮發(fā)性物質(zhì)的材料，應(yīng)防止在通風(fēng)較好、嚴(yán)禁煙火的倉(cāng)庫(kù)。
3.1.1 使用保溫材料玻化微珠外保溫系統(tǒng)
?；⒅樯皾{外墻外保溫系統(tǒng)是現(xiàn)在常用的外墻外保溫系統(tǒng)中的一種，這種外墻外保溫系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)方面。第一，這種外保溫墻系統(tǒng)施工工藝較為簡(jiǎn)單，可以隨意造型，在建筑立面豐富的建筑物中經(jīng)常會(huì)被運(yùn)用；第二抗壓強(qiáng)度高，抗壓強(qiáng)度高這個(gè)優(yōu)勢(shì)可以同時(shí)保障保溫外墻的保溫性能和保溫材料強(qiáng)度，讓兩者同時(shí)得到兼顧；第三，整體性好，在整個(gè)保溫外墻中沒(méi)有空腔，滲漏的情況不容易發(fā)生；第四，蓄熱和隔熱性能比較好，可以有效防止內(nèi)部熱量的散失和外部熱量的進(jìn)入，對(duì)夏季炎熱、冬天寒冷的地區(qū)特別適用；第五，可以有效防火，這種外墻保溫系統(tǒng)是A級(jí)不燃材料，可以有效阻止火勢(shì)的蔓延，并且在火災(zāi)發(fā)生時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生有毒的氣體，更好保障人的生命健康；第六，這種外保溫墻使用壽命較長(zhǎng)，一般與建筑物的存在相同步，首次施工完成后不需要再進(jìn)行保溫施工；第七，透氣性和收縮性好，可以有效防止外部濕氣往室內(nèi)滲透，也能使保溫墻外部尺寸保持穩(wěn)定。
3.2 加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)的管理
施工技術(shù)關(guān)系著外墻保溫質(zhì)量是否能夠符合建筑產(chǎn)品的規(guī)范，對(duì)于施工質(zhì)量有著重要的作用，良好的施工技術(shù)能夠使施工達(dá)到事半功倍的效果。為了能夠使施工技術(shù)進(jìn)行最大限度的發(fā)揮，在使用之前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，并且將試驗(yàn)結(jié)果編寫(xiě)成技術(shù)操作指南，供參與施工的人員閱讀和學(xué)習(xí)。在施工過(guò)程中，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員應(yīng)對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行監(jiān)督與管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工技術(shù)不符合操作規(guī)范時(shí)，要及時(shí)叫停并勒令整改，指導(dǎo)施工人員按照行業(yè)內(nèi)規(guī)范完成施工。應(yīng)積極在施工中引入計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)來(lái)提升外墻保溫施工的質(zhì)量和效果。
4 結(jié)語(yǔ)
作為我國(guó)節(jié)能工作的重點(diǎn)，建筑節(jié)能在能源和資源得到充分有效利用的前提下，能夠創(chuàng)造健康舒適的生活環(huán)境、使建筑物的使用功能更加滿足生活的實(shí)際需要，建筑節(jié)能外墻保溫施工技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑物整體的可持續(xù)發(fā)展有著重要的影響和作用，所以相關(guān)部門(mén)應(yīng)該在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新與發(fā)展建筑外墻保溫技術(shù)，促進(jìn)這種技術(shù)的普及，真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，有效提高建筑物的利用率。
1.1環(huán)保工程
隨著時(shí)展，全球各國(guó)都開(kāi)始注重環(huán)境保護(hù)，以降低環(huán)境問(wèn)題對(duì)人類(lèi)生存和生產(chǎn)的危害，因此越來(lái)越多環(huán)保工程應(yīng)運(yùn)而生。中國(guó)一直將環(huán)境污染治理作為基本國(guó)策之一，在各行各業(yè)發(fā)展中都將保護(hù)環(huán)境作為生產(chǎn)的原則之一。在這個(gè)背景下，環(huán)境工程成為近年來(lái)發(fā)展較快的行業(yè)。尤其是環(huán)保工程常常涉及到燃料脫硫過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)用電氣控制技術(shù)，能提升生產(chǎn)效率，并保障生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。將電氣控制技術(shù)運(yùn)用到煤炭脫硫生產(chǎn)過(guò)程中，能有效避免生產(chǎn)過(guò)程中的安全問(wèn)題，且操作人員能采用遠(yuǎn)程操作方法來(lái)實(shí)現(xiàn)脫硫工作，不僅效率得到提升，也避免了有毒物質(zhì)對(duì)人體傷害。
1.2高爐鼓風(fēng)機(jī)
由于中國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展，對(duì)鋼材的需求不斷提升。而電氣控制技術(shù)在高爐鼓風(fēng)機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。a)電氣控制技術(shù)的穩(wěn)定性和連續(xù)性能更好地防止高爐鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行中的故障，降低運(yùn)行事故發(fā)生概率；b)電氣控制技術(shù)能實(shí)現(xiàn)高爐鼓風(fēng)機(jī)整體性能的大幅提升。通過(guò)電氣控制技術(shù)的使用，能有效改進(jìn)高爐工作，使整體煉鋼水平得到提升。同時(shí)要對(duì)鼓風(fēng)機(jī)低電壓跳閘的電氣控制技術(shù)、二次控制電源的電氣控制技術(shù)及瞬時(shí)斷電的電氣控制技術(shù)進(jìn)行大力技術(shù)改造。
1.3鐵路起重設(shè)備
在電氣控制技術(shù)起步階段，中國(guó)的鐵路起重機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中存在很多局限性，且涉及到很多協(xié)調(diào)工作，無(wú)法滿足鐵路救援工作需求，而在當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件下無(wú)法大量引進(jìn)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備，使得起重機(jī)控制工作非常困難。隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，中國(guó)鐵路起重設(shè)備逐步向著智能化、高集成度、自動(dòng)化方向發(fā)展，使鐵路救援工作更加靈活，成本低廉且便與維修。其中，PLC技術(shù)的出現(xiàn)成功解決了鐵路起重設(shè)備中的問(wèn)題。PLC是一個(gè)以微處理器為核心，數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專(zhuān)為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類(lèi)型機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)PLC技術(shù)應(yīng)用，使中國(guó)擺脫了國(guó)外技術(shù)控制，鐵路運(yùn)輸業(yè)得到了飛速發(fā)展。
2對(duì)電氣控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的展望
隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，以人工智能技術(shù)為主的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯等技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，相關(guān)應(yīng)用研究也在不斷進(jìn)行。電氣控制技術(shù)涉及內(nèi)容比較多，不僅涉及到電氣原理、線路、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也涉及到編程方法及生產(chǎn)機(jī)械應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。同時(shí)電力控制方法也比較多，在很大程度上需要結(jié)合電氣控制技術(shù)。下面就電氣控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。
2.1電氣控制技術(shù)向著智能化趨勢(shì)發(fā)展
在科學(xué)技術(shù)發(fā)展帶動(dòng)下，中國(guó)電氣控制技術(shù)逐步向著智能化方向發(fā)展，以人工智能技術(shù)為主要技術(shù)核心的各種技術(shù)目前已應(yīng)用到電氣控制技術(shù)當(dāng)中，并且與此相關(guān)的各種技術(shù)也在不斷研究和發(fā)展中。從當(dāng)前研究成果可看出，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已成為解決復(fù)雜問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用，可以對(duì)各種故障樣本進(jìn)行分析，并找出解決問(wèn)題的方法，當(dāng)再次出現(xiàn)故障時(shí)，就可以在最短時(shí)間內(nèi)排除故障。通過(guò)各種智能技術(shù)與電氣控制技術(shù)的結(jié)合，能將兩者優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮、使用，更好地解決電氣系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。
2.2電氣控制技術(shù)向著開(kāi)放性趨勢(shì)發(fā)展
電氣控制技術(shù)當(dāng)前不斷創(chuàng)新和發(fā)展，其硬件系統(tǒng)不斷更新，新電氣控制技術(shù)不但安全性高、運(yùn)行穩(wěn)定，并且具有很強(qiáng)的靈活性和可靠性，能在生產(chǎn)中提供更多發(fā)展平臺(tái)。在信息技術(shù)發(fā)展帶動(dòng)下，電氣控制技術(shù)也向著開(kāi)放性方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新為電氣控制技術(shù)提供了更多溝通和交流方式，使得電氣控制設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，不斷呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)。電氣控制技術(shù)的開(kāi)放性趨勢(shì)，也會(huì)使電氣系統(tǒng)的整體性能和特殊性能得到進(jìn)一步提升。由此可見(jiàn)，開(kāi)放性趨勢(shì)已成為電氣控制技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)。
2.3電氣控制技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)發(fā)展
目前電氣控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是強(qiáng)大的自我診斷和修復(fù)功能，使其能精準(zhǔn)有效地切除故障以防止事故發(fā)生。但為了更進(jìn)一步提升系統(tǒng)安全性，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改進(jìn)，增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能。電氣設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)化能加強(qiáng)對(duì)故障位置、故障距離、故障性質(zhì)的分析和確定，使電氣設(shè)施能得到更加密切的保護(hù)，從而提升電氣設(shè)施可靠性。在電氣設(shè)施保護(hù)技術(shù)中，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將不同母線保護(hù)進(jìn)行高度集成，從回路流量和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)流量中獲取電流量信息，進(jìn)而為故障和母線的隔離打下基礎(chǔ)，盡可能降低母線被切除的發(fā)生率。采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能進(jìn)一步提升電氣設(shè)施和設(shè)備的可靠性，降低電氣設(shè)備故障發(fā)生概率。從這個(gè)角度看來(lái)，電氣控制技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展對(duì)電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備都有著深遠(yuǎn)影響。電氣控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化，也將會(huì)給電氣控制設(shè)計(jì)及發(fā)展帶來(lái)更多新思路，提高電氣控制技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性，在一定程度上也會(huì)使電氣控制裝置局部性和整體性的提升成為可能。因此，網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)已經(jīng)成為電氣控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
機(jī)電一體化技術(shù)是指將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)融合在一塊的并且用于實(shí)際的綜合技術(shù)。隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)控制的技術(shù)水平要求越來(lái)越高，原來(lái)的控制技術(shù)已經(jīng)不能滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的要求，因此，人們開(kāi)始將目光投向發(fā)展比較迅速的智能控制，期望通過(guò)智能控制，達(dá)到機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制目的。因此，本文將分析智能控制的特點(diǎn)和主要方法，探討智能控制如何在機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到應(yīng)用，從而更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制。
1.智能控制
1.1 簡(jiǎn)單介紹
智能控制（intelligent controls）在無(wú)人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)?？刂评碚摪l(fā)展至今已有100多年的歷史，經(jīng)歷了“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”的發(fā)展階段，已進(jìn)入“大系統(tǒng)理論”和“智能控制理論”階段。智能控制理論的研究和應(yīng)用是現(xiàn)代控制理論在深度和廣度上的拓展。20世紀(jì)80年代以來(lái)，信息技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展及其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和相互滲透，也推動(dòng)了控制科學(xué)與工程研究的不斷深入，控制系統(tǒng)向智能控制系統(tǒng)的發(fā)展已成為一種趨勢(shì)。智能控制綜合了多門(mén)學(xué)科，比如自動(dòng)控制、人工智能、信息論和運(yùn)籌學(xué)等，它克服了傳統(tǒng)控制理論的許多缺點(diǎn)，能夠用來(lái)控制各種復(fù)雜的系統(tǒng)。
1.2 智能控制與傳統(tǒng)控制的比較
首先，智能控制包括傳統(tǒng)控制，智能控制是傳統(tǒng)控制的高級(jí)階段。與傳統(tǒng)控制相比，智能控制處理信息的綜合能力更強(qiáng)，而且能夠從全局優(yōu)化系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，智能控制的分布式、分級(jí)式和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)也比傳統(tǒng)控制更加先進(jìn)。
其次，智能控制是多門(mén)學(xué)科進(jìn)行交叉的結(jié)果，因此它比傳統(tǒng)控制在理論體系上更加完善。智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、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。智能控制系統(tǒng)能以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過(guò)程，采用開(kāi)閉環(huán)控制和定性及定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制方式。
再次，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。智能控制適用的對(duì)象和任務(wù)可以更加復(fù)雜、高度非線性、模型可以具有不確定性。同時(shí)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。
最后，智能控制系統(tǒng)還可以用數(shù)學(xué)表示混合控制過(guò)程，用知識(shí)描述非數(shù)學(xué)的廣義模型，采用多模態(tài)控制方式，這種方式是定性決策、定量控制和開(kāi)閉環(huán)控制相互結(jié)合的體現(xiàn)。
1.3 主要方法
目前，智能控制運(yùn)用的主要方法為遺傳算法控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊系統(tǒng)控制、專(zhuān)家系統(tǒng)控制、分級(jí)遞階控制、組合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理論等等。
2.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1 智能控制在機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用
智能加工技術(shù)是利用智能束與物質(zhì)相互作用的特性對(duì)材料（包括金屬與非金屬）進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門(mén)技術(shù)，而智能如工藝研究之所以光器是智能加工技術(shù)應(yīng)用的前提條件。機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)前最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)就是將智能控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有機(jī)結(jié)合，向智能機(jī)械制造技術(shù)的方向發(fā)展。其最終目標(biāo)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)取代一部分腦力勞動(dòng)，從機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程論文而模擬人類(lèi)制造機(jī)械的活動(dòng)。同時(shí)，智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊系統(tǒng)計(jì)算的方法對(duì)機(jī)械制造的現(xiàn)狀進(jìn)行動(dòng)態(tài)地模擬，通過(guò)傳感器融合技術(shù)將采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。在此過(guò)程中利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的并行處理與學(xué)習(xí)功能將一些殘缺不全的信息進(jìn)行有效處理，利用模糊系統(tǒng)所特有的模糊關(guān)系與模糊集合等特征，可以將一些模糊的信息集合到閉環(huán)控制中的外環(huán)決策機(jī)構(gòu)來(lái)選取相應(yīng)的控制動(dòng)作。智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：機(jī)械故障智能診斷、機(jī)械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控與檢測(cè)、智能傳感器及智能學(xué)習(xí)等 。
2.2 智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用
通常情況下，動(dòng)力學(xué)中的機(jī)器人表現(xiàn)出的是非線性的、強(qiáng)耦合，而且變化具有不穩(wěn)定的特征，由于信息量繁多而龐大，并且控制參數(shù)較多，需要通過(guò)智能控制來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在處理信息和參數(shù)的靈敏和快捷化。當(dāng)前，智能控制技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域中的各個(gè)方面，在動(dòng)力學(xué)方面，機(jī)器人是非線性、時(shí)變和強(qiáng)耦合的;在控制參數(shù)方面，是多變量的;在傳感器信息上，是多信息的;在控制任務(wù)的要求方面，是多任務(wù)的，因此，從這些方面的分析可以得出智能控制非常適合運(yùn)用于機(jī)器人領(lǐng)域。而且，目前在機(jī)器人領(lǐng)域也廣泛地使用到了智能控制技術(shù)，比如機(jī)器人地行走路徑規(guī)劃、機(jī)器人的定位和軌跡跟蹤、機(jī)器人的自主避障、機(jī)器人姿態(tài)控制等。在機(jī)器人領(lǐng)域，人們可以通過(guò)采用智能控制中的模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行環(huán)境建模和檢測(cè)、機(jī)器人定位、汽車(chē)柔性制造等。為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的適應(yīng)能力，人們可以綜合運(yùn)用幾種智能控制技術(shù)，例如機(jī)器人行走時(shí)可以主動(dòng)的避讓障礙物，還可按照規(guī)定的路徑行走，其中機(jī)器人手臂可按指令完成相應(yīng)預(yù)期動(dòng)作。以上這些內(nèi)容，都是采用了計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，由此可見(jiàn)智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用也趨于成熟 。
2.3 智能控制在交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用
伺服驅(qū)動(dòng)裝置是一種轉(zhuǎn)換部件和裝置，它能夠使電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)作，并且決定著控制的功能和質(zhì)量以及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它是機(jī)電一體化的重要的組成部分。智能控制中電力電子技術(shù)的發(fā)展能夠提高交流調(diào)速系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)直流的伺服系統(tǒng)向交流的伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。將智能控制引入交流伺服系統(tǒng)，能夠幫助交流伺服系統(tǒng)應(yīng)對(duì)比如負(fù)載擾動(dòng)、參數(shù)時(shí)變、被控對(duì)象和交流電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重的非線性特性以及較強(qiáng)的耦合性這樣一些不確定的因素，幫助交流伺服系統(tǒng)通過(guò)不確定的模型獲得較滿意的PID參數(shù)，滿足系統(tǒng)的高性能指標(biāo)要求。
常規(guī)的PID控制和智能控制技術(shù)相結(jié)合，能夠形成智能PID，方法就是通過(guò)非線性的控制方式將人工智能引入到控制器，使系統(tǒng)的控制性能更好，并且能夠不依賴控制器參數(shù)和精確的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行自動(dòng)地調(diào)整，使得系統(tǒng)的適應(yīng)性增強(qiáng)。
2.4 智能控制在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求，不僅需要完成很多的智能功能，還需要擴(kuò)展、模擬、延伸等新的智能功能，從而使得數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫(kù)等目標(biāo)，運(yùn)用智能控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。比如說(shuō)，利用專(zhuān)家系統(tǒng)可以數(shù)控領(lǐng)域中難以確定算法與結(jié)構(gòu)不明確的一些問(wèn)題進(jìn)行綜合處理，再運(yùn)用推理規(guī)則將數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)的一些數(shù)控故障信息進(jìn)行推理，從而獲得維修數(shù)控機(jī)械的一些指導(dǎo)性建議;利用模糊系統(tǒng)技術(shù)可以將數(shù)控機(jī)械的加工過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)一些模糊的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而更加清晰地發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)械出現(xiàn)的故障，并找出相應(yīng)的解決措施。在數(shù)控領(lǐng)域，還可以利用遺傳進(jìn)化算法，找到數(shù)控系統(tǒng)的最佳加工路徑;還可以運(yùn)用智能控制中的預(yù)測(cè)和預(yù)算功能，在高速加工時(shí)加強(qiáng)對(duì)綜合運(yùn)動(dòng)的控制。
參考文獻(xiàn)
[1]王成勤，李威，孟寶星.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2008（8）.
【P鍵詞】智能電站技術(shù)；火電廠；技術(shù)應(yīng)用
【Keywords】intelligent power station technology； thermal power plant； technology application
【中圖分類(lèi)號(hào)】TM76 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）05-0193-02
1 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電力資源的使用越來(lái)越多，這樣的狀況使得火電廠在發(fā)展的過(guò)程中對(duì)自身的生產(chǎn)能力提出了較高的要求。將智能電站技術(shù)應(yīng)用到火電廠當(dāng)中能夠更好地對(duì)生產(chǎn)和輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并最終給出準(zhǔn)確性較高的信息，這樣不僅能幫助火電廠實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)資源的節(jié)省，同時(shí)還能在一定程度上提升其實(shí)際的生產(chǎn)效率。智能電站技術(shù)涉及到的方面有測(cè)量技術(shù)、控制技術(shù)、在線仿真技術(shù)和優(yōu)化調(diào)度技術(shù)等，這些技術(shù)在火電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，本文將從這幾個(gè)方面對(duì)其相應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行分析和研究。
2 智能電站技術(shù)的基本概念
智能控制理論的發(fā)展歷史比較短，只有十幾年的時(shí)間，和其他先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的概念一樣，智能控制理論直到今天都沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的定義，在智能控制方面也沒(méi)有形成一個(gè)完整的理論知識(shí)體系。人們根據(jù)智能控制的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展歷史，對(duì)它進(jìn)行了簡(jiǎn)單的定義：通過(guò)定性和定量相結(jié)合的方法，針對(duì)對(duì)象環(huán)境與任務(wù)的復(fù)雜性和不確定性，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜信息的處理、優(yōu)化決策和控制功能。在中國(guó)，傅京孫很早就把人工智能的啟發(fā)式推理規(guī)則運(yùn)用到學(xué)習(xí)控制的系統(tǒng)中，然后他又論述了人工智能和自動(dòng)控制的二元交集論的想法，這使他成為國(guó)際所承認(rèn)的智能控制方面的專(zhuān)家。智能控制理論正逐漸為人們所了解和分析，同時(shí)智能控制也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。
3 智能電站技術(shù)的特征
智能控制電站主要有智能化、系統(tǒng)性、信息化、經(jīng)濟(jì)性四個(gè)特征。智能化是指對(duì)火電廠的自動(dòng)化控制，對(duì)機(jī)組的高精度控制，這樣可以使機(jī)組運(yùn)行在參數(shù)邊界周?chē)?，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的要求；系統(tǒng)性是指把發(fā)電機(jī)組、電廠、電網(wǎng)進(jìn)行整體的分析與研究；信息化是指通過(guò)對(duì)信息數(shù)據(jù)的收集、處理和反饋，從而最大程度的達(dá)到自動(dòng)化，為智能電站的相關(guān)工作提供有效的信息數(shù)據(jù)；經(jīng)濟(jì)性是指通過(guò)智能電站的運(yùn)行，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，提高機(jī)組的工作效率。最近幾年，我國(guó)的工業(yè)智能控制取得了很大的進(jìn)步，同時(shí)也帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益，隨著我國(guó)智能控制技術(shù)的發(fā)展，今后智能控制技術(shù)在工業(yè)化中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，而且智能控制技術(shù)也將會(huì)被使用在實(shí)際生產(chǎn)生活中。
4 智能電站技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用
4.1 先進(jìn)測(cè)量在火電廠中的應(yīng)用
智能電站技術(shù)在火電廠先進(jìn)測(cè)量中的應(yīng)用，主要有以下幾個(gè)方面：①智能電站技術(shù)在煤質(zhì)線上測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用。這種技術(shù)分為三種，一種是智能電站技術(shù)在脈沖子源的煤質(zhì)線上分析技術(shù)中的應(yīng)用，另一種是智能電站技術(shù)在LIBS基礎(chǔ)上的煤質(zhì)線上分析技術(shù)中的應(yīng)用。最后一種是智能電站技術(shù)在同位素基于同位素子源的煤質(zhì)線上分析技術(shù)中的應(yīng)用。②智能電站技術(shù)在爐膛溫度測(cè)量中的應(yīng)用。首先是在CCD三維的可視化技術(shù)中的應(yīng)用，然后是在超聲波的測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用。③智能電站技術(shù)在煙氣測(cè)量中的應(yīng)用。首先是將智能電站技術(shù)應(yīng)用于智能的煙氣線上分析儀中，其次是在信息融合基礎(chǔ)上的軟測(cè)量技術(shù)手段中的應(yīng)用，最后是在LIBS基礎(chǔ)上煙氣測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用。
4.2 控制技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用
通過(guò)對(duì)火電廠的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行在線觀測(cè)，并利用在線仿真手段，能夠在一定程度上做到在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的控制策略仿真、重現(xiàn)歷史、運(yùn)行故障的分析和判斷、預(yù)報(bào)運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)等。通過(guò)在線上仿真平臺(tái)中應(yīng)用智能電站技術(shù)，能夠較好的獲取某個(gè)歷史運(yùn)行時(shí)刻機(jī)組的開(kāi)始工況和終了工況，從而為分析研究機(jī)組狀態(tài)提供著手點(diǎn)，使控制的過(guò)程實(shí)現(xiàn)高精度的重現(xiàn)，并且和現(xiàn)有的過(guò)程做出分析比較，以獲得最佳的控制曲線。先進(jìn)的控制過(guò)程指的是與常規(guī)控制過(guò)程相比，具有更佳控制效果的控制策略理論的一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，是在控制過(guò)程中提高控制質(zhì)量，處理復(fù)雜過(guò)程問(wèn)題的技術(shù)。目前來(lái)說(shuō)，先進(jìn)過(guò)程控制已經(jīng)逐漸成為過(guò)程控制效果最好、最成功的一種控制的方式，其內(nèi)容豐富，覆蓋面廣泛，主要有自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制、專(zhuān)家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
4.3 在線仿真技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用
火電廠的在線監(jiān)測(cè)是重要組成部分，在線仿真及控制應(yīng)用，結(jié)合了職能電站技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的先進(jìn)控制，對(duì)其歷史故障進(jìn)行分析和診斷，總結(jié)出安全參數(shù)。通過(guò)在線仿真平臺(tái)，火電機(jī)組將以機(jī)組的狀態(tài)為起點(diǎn)，對(duì)過(guò)程進(jìn)行比較，確定控制曲線后，對(duì)內(nèi)外部數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。此過(guò)程可以有效提高過(guò)程控制質(zhì)量，同時(shí)對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題提出相應(yīng)的解決方案，且方案內(nèi)容豐富，包括預(yù)測(cè)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，專(zhuān)門(mén)解決一些先進(jìn)控制無(wú)法解決的問(wèn)題。
4.4 優(yōu)化調(diào)度在火電廠中的應(yīng)用
智能電站技術(shù)在調(diào)度方面的應(yīng)用，使火電廠實(shí)現(xiàn)了廠級(jí)優(yōu)化和燃燒在線優(yōu)化。廠級(jí)優(yōu)化調(diào)度應(yīng)用，是滿足全火電廠負(fù)荷電網(wǎng)的要求下，保證機(jī)組的正常運(yùn)行，同時(shí)合理的調(diào)配各機(jī)組的調(diào)節(jié)任務(wù)，降低調(diào)節(jié)頻率，提升火電廠中機(jī)組設(shè)備的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)性。在燃燒在線優(yōu)化方面，是根據(jù)火電廠物理及化學(xué)過(guò)程而進(jìn)行優(yōu)化的。如圖一所示，鍋爐的燃燒優(yōu)化，使火電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性得到了提升，通過(guò)先進(jìn)的建模形式，結(jié)合智能電站技術(shù)，提升鍋爐運(yùn)行的效率，降低有害物質(zhì)的排放，實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組的節(jié)能減排[1]。
4.5 數(shù)據(jù)挖掘與故障預(yù)警在火電廠中的應(yīng)用
廣東省電力系統(tǒng)包括21個(gè)地市電網(wǎng)，現(xiàn)有最高運(yùn)行電壓等級(jí)為500kV，珠江三角洲地區(qū)已形成500kV環(huán)網(wǎng)，并以500kV電壓與廣西聯(lián)網(wǎng)，以400kV和110kV電壓分別與香港和澳門(mén)聯(lián)網(wǎng)。此外，廣東電網(wǎng)還向湖南宜章和臨武兩縣以及江西贛南地區(qū)供電。
粵中(珠江三角洲地區(qū))地網(wǎng)是廣東電網(wǎng)的核心，也是全省最大的負(fù)荷中心，該電網(wǎng)與廣西、香港等電網(wǎng)互聯(lián)，除了向珠江三角洲地區(qū)提供電力外，還擔(dān)負(fù)著電力交換任務(wù)。在粵中地區(qū)建設(shè)一個(gè)強(qiáng)大的500kV電網(wǎng)，對(duì)保證廣東電網(wǎng)乃至香港電網(wǎng)以及澳門(mén)電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重大意義。廣東500kV電網(wǎng)東已延伸至汕頭西翼，江門(mén)――茂名500kV輸變電工程已投入使用。
廣東省的電力工業(yè)已經(jīng)步入了大電網(wǎng)、高電壓和大機(jī)組時(shí)代。隨著整個(gè)電網(wǎng)變得越來(lái)越復(fù)雜，電網(wǎng)規(guī)劃中以往那種人為臆斷和局部最優(yōu)的規(guī)劃方式會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行、發(fā)展帶來(lái)隱患，資金盲目使用的可能性加大。結(jié)合目前理論的發(fā)展，我們認(rèn)為電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)受到多種條件約束的、以電網(wǎng)總效益為最終目標(biāo)的多目標(biāo)的系統(tǒng)工程。對(duì)于這樣一個(gè)系統(tǒng)，我們認(rèn)為適宜以控制論為基礎(chǔ)，結(jié)合信息論、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程等理論來(lái)研究。
從控制論角度來(lái)看，電網(wǎng)是一個(gè)巨維數(shù)的典型動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)，它具有強(qiáng)非線性、時(shí)變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動(dòng)態(tài)部分的特征。另外，電力網(wǎng)絡(luò)地域分布廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復(fù)雜的物理特性，對(duì)這樣的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效決策控制是極為困難的。另一方面，由于公眾對(duì)新建高壓線路的不滿日益增強(qiáng)，線路造價(jià)，特別是走廊使用權(quán)的費(fèi)用日益昂貴，以及電力網(wǎng)的不斷增大，使得人們對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的決策控制提出了越來(lái)越高的要求。正是由于電網(wǎng)具有這樣的特征，一些先進(jìn)的控制論思想和技術(shù)被不斷地引入到電網(wǎng)中來(lái)。下面將闡明綜合智能控制技術(shù)引入電網(wǎng)規(guī)劃中的必要性和可行性。
一、綜合智能控制技術(shù)
1.1智能控制的概念
迄今為止，智能控制尚無(wú)統(tǒng)一的概念，文獻(xiàn)［1］有如下歸納：
a)最早提出智能控制概念當(dāng)推傅京孫教授，他通過(guò)對(duì)人-機(jī)控制器和機(jī)器人方面的研究，將智能控制概括為自動(dòng)控制和人工智能的結(jié)合。他認(rèn)為在低層次控制中用常規(guī)的基本控制器，而在高層次的智能決策，應(yīng)具有擬人化功能。
b)Saridis在傅京孫工作的基礎(chǔ)上，提出了三元結(jié)構(gòu)的智能控制理論體系，他認(rèn)為僅有二元結(jié)合無(wú)助于智能控制的有效和成功應(yīng)用，必須引入運(yùn)籌學(xué)，使其成為三元結(jié)合，并提出了其遞階智能控制的理論框架。
c)國(guó)內(nèi)蔡自興教授在研究了上述理論結(jié)構(gòu)以后，從系統(tǒng)的整體性和目的性出發(fā)，于1986年提出了四元結(jié)構(gòu)價(jià)格體系，將智能控制概括為控制理論、人工智能、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)理論4學(xué)科交叉。
總之，智能控制是多學(xué)科知識(shí)的結(jié)合，除了從控制論出發(fā)來(lái)研究它，還可以從信息論、生物學(xué)以及社會(huì)科學(xué)角度來(lái)討論和研究。
1.2綜合智能控制技術(shù)
綜合智能控制一方面包含了智能控制與傳統(tǒng)方法的結(jié)合，如模糊變結(jié)構(gòu)控制，自適應(yīng)模糊控制，自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等；另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉綜合，如專(zhuān)家模糊控制，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，專(zhuān)家神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
二、一個(gè)國(guó)外的電網(wǎng)規(guī)劃專(zhuān)家系統(tǒng)
目前為止，在電網(wǎng)規(guī)劃方面較成功的綜合智能控制技術(shù)系統(tǒng)不是很多，其中比較好的有加拿大魁北克水電公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流輸電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)”。
在80年代末期，隨著人員的退休和長(zhǎng)期不用，一些60年代和70年代加拿大電網(wǎng)高速發(fā)展時(shí)期由工程師們獲得的大量有關(guān)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)逐漸被人遺忘，這引起了加拿大電力部門(mén)的關(guān)注，魁北克水電公司將專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)看成是表達(dá)和保存某些目前在人類(lèi)專(zhuān)家頭腦中的專(zhuān)門(mén)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的潛在方法。他們認(rèn)為在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域里，專(zhuān)門(mén)知識(shí)的損失非常明顯，尤其是在電力系統(tǒng)增長(zhǎng)緩慢的時(shí)期。這些專(zhuān)門(mén)知識(shí)來(lái)自于各門(mén)學(xué)科，在多層次的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)決策過(guò)程中起著重要的作用。一些選擇決策，如發(fā)電類(lèi)型、發(fā)電廠位置、輸電類(lèi)型(交流/直流)、電壓等級(jí)、輸電線路的數(shù)量型號(hào)和補(bǔ)償設(shè)備的數(shù)量型號(hào)的選擇必須根據(jù)一些準(zhǔn)則仔細(xì)權(quán)衡，包括可靠性、穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能、費(fèi)用和環(huán)境狀況的準(zhǔn)則等?；诖耍笨怂姽镜膶?zhuān)家們開(kāi)發(fā)了一個(gè)用于輸電網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計(jì)的專(zhuān)家系統(tǒng)，該專(zhuān)家系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
2.1目標(biāo)和預(yù)期效益
主要目的是研究使用專(zhuān)家系統(tǒng)(ES)來(lái)模仿人類(lèi)專(zhuān)家在AC/DC輸電網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計(jì)中的行為的可能性。系統(tǒng)地確定和表達(dá)進(jìn)行一項(xiàng)合格設(shè)計(jì)所必須的知識(shí)，包括符號(hào)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以及指導(dǎo)該項(xiàng)設(shè)計(jì)的原理、規(guī)則、準(zhǔn)則折衷方法和數(shù)學(xué)模型。合格的設(shè)計(jì)基于費(fèi)用、環(huán)境狀況、穩(wěn)定性、可靠性和設(shè)計(jì)靈敏度或魯棒性等準(zhǔn)則。ES原型還應(yīng)指導(dǎo)用戶通過(guò)完成設(shè)計(jì)所需的各步驟，使用戶與知識(shí)庫(kù)交互作用，并提供達(dá)到每一中間步驟后相應(yīng)推理路徑的解釋。預(yù)期的主要效益是：
a)專(zhuān)家知識(shí)能夠保留和傳授給未來(lái)的工程師；
b)知識(shí)可以用更加具體的形式加以表達(dá)，而不是一些不明確的、沒(méi)有根據(jù)的判斷；
c)將獲得更一致的結(jié)果；
d)與人類(lèi)專(zhuān)家相比，ES可以檢查、比較更多的方案，得到更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)；
e)借助于推理解釋功能，ES可以作為未來(lái)專(zhuān)家的教學(xué)和訓(xùn)練工具；
f)作為一種“咨詢”手段或者一個(gè)對(duì)已有設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)和改進(jìn)的工具，ES對(duì)專(zhuān)家將很有幫助；
g)ES將充當(dāng)進(jìn)行各種電力系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)的專(zhuān)家系統(tǒng)家族的先驅(qū)，作為一種模型，從中抽取更加一般的設(shè)計(jì)方法論；
h)ES起到收集常常分散在整個(gè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中的知識(shí)的作用。
2.2領(lǐng)域?qū)＜液椭R(shí)工程師的交互作用
知識(shí)工程師應(yīng)當(dāng)具有電力系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)領(lǐng)域以及人工智能(AI)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)證明兩種知識(shí)的混合對(duì)于從領(lǐng)域?qū)＜姨幊槿『蜐饪s專(zhuān)家知識(shí)非常有效。專(zhuān)家知識(shí)來(lái)自于電力系統(tǒng)規(guī)劃工程師，他們具有多年的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和調(diào)試大型工程項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)。
2.3對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)因素一個(gè)候選的設(shè)計(jì)必須滿足下述條件：
a)DC系統(tǒng)最小故障恢復(fù)特性；
b)容許的無(wú)線電和諧波干擾要求；
c)故障后的最小穩(wěn)定判據(jù)；
d)穩(wěn)定電壓和無(wú)功電源的極限；
e)甩負(fù)荷后的暫態(tài)過(guò)電壓極限；
f)可靠性所要求的最小設(shè)備冗余度；
g)必須對(duì)輸入數(shù)據(jù)變化不敏感(魯棒性)；
h)必須滿足某一最大費(fèi)用要求；
i)必須適合現(xiàn)有技術(shù)。
魁北克水電公司的“直流/交流輸電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)”已經(jīng)成功地應(yīng)用了近十年，并在不斷地發(fā)展、完善。隨著模糊技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的迅速發(fā)展，綜合智能控制技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用前景愈來(lái)愈廣闊。
三、電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng)的分解及協(xié)調(diào)
電網(wǎng)的建設(shè)是資金和技術(shù)密集型的工程，線路和設(shè)備的經(jīng)濟(jì)使用壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年之久，所以網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)合理與否，對(duì)電網(wǎng)的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益將產(chǎn)生長(zhǎng)期的影響。一次規(guī)劃失誤的損失，若干年難以挽回。隨著廣東省電網(wǎng)的不斷發(fā)展，如何合理地布局電網(wǎng)已是當(dāng)前電網(wǎng)乃至整個(gè)電力工業(yè)發(fā)展的重要課題之一。
電網(wǎng)規(guī)劃需要確定的決策是大量的，而這些決策在時(shí)間和空間上是相互影響的。目前，限于各方面條件，無(wú)法將其統(tǒng)一在一個(gè)模型中考慮。只能將其分解成相對(duì)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題，再通過(guò)子問(wèn)題間的迭代進(jìn)行協(xié)調(diào)。按照問(wèn)題劃分，電網(wǎng)規(guī)劃可分為：負(fù)荷預(yù)測(cè)，網(wǎng)架規(guī)劃，無(wú)功規(guī)劃，穩(wěn)定性分析，短路電流分析。
四、結(jié)束語(yǔ)
電網(wǎng)負(fù)擔(dān)著將電源與用戶連接起來(lái)的任務(wù)。此外為了得到最大的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，它還擔(dān)負(fù)著與鄰近地區(qū)電力系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)的任務(wù)。由于電網(wǎng)設(shè)備投資需求大，并且設(shè)備壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)強(qiáng)烈地受“過(guò)去權(quán)重”的制約，因此，尋求最佳的電網(wǎng)投資決策以保證整個(gè)電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期優(yōu)化發(fā)展，是電網(wǎng)規(guī)劃所要達(dá)到的目標(biāo)。
1.引言
水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是其完成特定任務(wù)的前提和保障，是水下機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著水下機(jī)器人應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，對(duì)其自主性，運(yùn)動(dòng)控制的精度和穩(wěn)定性的要求都隨之增加，如何提高其運(yùn)動(dòng)控制性能就成了研究的一個(gè)重要課題。導(dǎo)致AUV難于控制的主要因素包括：①水下機(jī)器人高度的非線性和時(shí)變的水動(dòng)力學(xué)性能；②負(fù)載的變化引起重心和浮心的改變；③附加質(zhì)量較大，運(yùn)動(dòng)慣性較大，不能產(chǎn)生急劇的運(yùn)動(dòng)變化；④難于獲得精確的水動(dòng)力系數(shù)；⑤海流的干擾。這些因素使得AUV的動(dòng)力學(xué)模型難以準(zhǔn)確，而且具有強(qiáng)耦合和非線性的特點(diǎn)[1]。目前已被采用的控制方法有：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家控制、PID控制、自適應(yīng)控制、S面控制等[2]。
2.模糊控制
模糊控制是一種仿人的智能控制方式，它模仿和升華了人的控制經(jīng)驗(yàn)與策略并將其體現(xiàn)在控制器中[3]。模糊控制器不依賴于被控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，易于對(duì)不確定性系統(tǒng)進(jìn)行控制，模糊控制器抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性，模糊控制的實(shí)質(zhì)是將基于專(zhuān)家知識(shí)的控制策略轉(zhuǎn)換為自動(dòng)控制策略。它所依據(jù)的原理是模糊蘊(yùn)涵概念和復(fù)合推理規(guī)則。通常它以被控對(duì)象輸出變量的偏差和偏差的變化率作為輸入變量，而把被控量定為模糊控制器的輸出變量，反映輸入輸出語(yǔ)言變量與語(yǔ)言控制規(guī)則的模糊定量關(guān)系及其算法結(jié)構(gòu)[4]。實(shí)際應(yīng)用中把采集到的控制信息經(jīng)語(yǔ)言控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理和模糊決策，求得控制量的模糊集合，再經(jīng)模糊判決得出輸出控制的精確量，作用于被控對(duì)象，使被控過(guò)程達(dá)到預(yù)期的控制效果。模糊控制器一般由模糊化接口、知識(shí)庫(kù)、模糊推理機(jī)、解模糊接口四個(gè)部分組成。如圖1所示：
2.1 模糊自適應(yīng)PID控制
PID控制算法中的比例控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速，不能消除靜態(tài)誤差。積分控制可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢。如果在PID控制系統(tǒng)中加入模糊控制器，組成模糊PID控制，模糊PID控制系統(tǒng)是把PID控制和模糊控制的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。既能有很快的響應(yīng)速度，又能保證很好的穩(wěn)態(tài)。模糊PID控制是首先將工程師長(zhǎng)期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化，然后進(jìn)行模糊推理，得到最佳的PID控制參數(shù)。模糊PID控制器輸入量是偏差E和偏差變化率Ec，按照設(shè)定的模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理演算，查詢模糊矩陣表，對(duì)PID控制參數(shù)Kp、Ki、Kd進(jìn)行在線修改，從而使被控對(duì)象具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2 基于模糊原理的改進(jìn)S面控制
S面控制器在方程的形式上和PD控制很相似，但與PD控制器不同的是，S面控制方法采用非線性函數(shù)來(lái)擬合具有強(qiáng)非線性特性的控制對(duì)象，控制效果好于PD控制器；跟神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制相比，S面控制方法的穩(wěn)定性明顯好于前者；跟模糊控制相比，S面控制方法沒(méi)有局部調(diào)整功能，其局部性能不如模糊控制，但其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)調(diào)整都更加簡(jiǎn)單實(shí)用，而且S面控制方法體現(xiàn)出來(lái)的控制思想和模糊控制是吻合的。因此，S面控制方法具有一定的實(shí)用性。S面控制器的控制模型盡管魯棒性好，但本質(zhì)上是一種PD控制器，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度差。而且參數(shù)K1和K2是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和在實(shí)際試驗(yàn)中總結(jié)得到的，在大部分時(shí)間內(nèi)不改變，顯然這對(duì)于多變的環(huán)境來(lái)說(shuō)適應(yīng)性不是很好。因次，運(yùn)用模糊原理對(duì)S面控制的兩個(gè)參數(shù)K1和K2進(jìn)行在線調(diào)整，如圖3所示。
改進(jìn)的S面控制器很好的處理了在不同的外界輸入下，參數(shù)K1，K2的在線自我調(diào)節(jié)問(wèn)題，使控制結(jié)果更快地到達(dá)穩(wěn)態(tài)，并且保證最小的超調(diào)和穩(wěn)態(tài)誤差。試驗(yàn)證明改進(jìn)的S面控制器具有更好的控制精度，更快的響應(yīng)速度和較強(qiáng)的抗干擾能力，較之普通的S面控制器改善了水下機(jī)器人的工作性能。
3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入控制系統(tǒng)是控制學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)[5]，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的吸引力在于：
（1）能夠充分逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)；（2）能夠?qū)W習(xí)和適應(yīng)高度不確定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性；（3）由于大量神經(jīng)元之間廣泛連接，即使有少量單元或連接損壞，也不影響系統(tǒng)的整體功能，表現(xiàn)出很強(qiáng)的魯棒性和容錯(cuò)性；（4）采用并行分布處理方法，使得快速進(jìn)行大量運(yùn)算成為可能。這些特點(diǎn)顯示了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解決高度非線性和嚴(yán)重不確定性系統(tǒng)的控制方面具有很大潛力[6]。
逆控制方法中最常用的是直接逆控制，它是將受控系統(tǒng)的逆模型直接與受控系統(tǒng)串聯(lián)，組成偽單位系統(tǒng)，使受控系統(tǒng)的輸出等于期望輸出。在控制以前，首先要選擇適當(dāng)?shù)挠?xùn)練方式求得逆模型，即使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由初始的無(wú)知識(shí)狀態(tài)到學(xué)得。復(fù)合控制方法結(jié)合閉環(huán)逆控制和開(kāi)環(huán)逆控制的優(yōu)點(diǎn)，利用誤差和輸入共同控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖4所示：
4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制
將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與PID調(diào)節(jié)器結(jié)合，融合各自的優(yōu)點(diǎn)，可得到性能更好的控制器，如圖5所示：
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)節(jié)PlD控制器的參數(shù).以期達(dá)到某種性能指標(biāo)的最優(yōu)化。即使輸出層神經(jīng)元的輸出狀態(tài)對(duì)應(yīng)于PID控制器的三個(gè)可調(diào)參數(shù)kp，ki，kd。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自身學(xué)習(xí)、加權(quán)系數(shù)調(diào)節(jié)，從而使其穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)應(yīng)于某種最優(yōu)控制規(guī)律下的PID控制器參數(shù)。輸入層的輸入r（t）與輸出c（t）比較后產(chǎn)生的誤差e（t）作為輸入量S送到BP網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后來(lái)調(diào)整PID控制器的三個(gè)參數(shù)，從向使被控對(duì)象發(fā)生相應(yīng)的變化而獲得較好的控制性能。
5.專(zhuān)家控制
專(zhuān)家控制是智能控制的一個(gè)重要分支，又稱(chēng)專(zhuān)家智能控制。專(zhuān)家控制的粗略定義為：將專(zhuān)家系統(tǒng)的理論和技術(shù)同控制理論方法與技術(shù)相結(jié)合，在未知環(huán)境下，仿效專(zhuān)家的智能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。專(zhuān)家控制器建立之前，從特定領(lǐng)域的控制專(zhuān)家那里獲取足夠的控制知識(shí)，以及操作工人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，并把這些知識(shí)進(jìn)行處理，變換成機(jī)器能夠接受的語(yǔ)言。這些經(jīng)過(guò)處理的知識(shí)送入知識(shí)庫(kù)中儲(chǔ)存，并且送入推理機(jī)，推理機(jī)調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)（或規(guī)則）進(jìn)行推理，經(jīng)過(guò)推理的知識(shí)一方面存入知識(shí)庫(kù)，另一方面輸出到控制規(guī)則集，與控制規(guī)則集中的控制規(guī)則相匹配，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制?？刂茖?duì)象的輸出反饋到信息獲取與處理單元，成為反饋信息，與設(shè)定值相比較后作為新信息重復(fù)以上步驟，不斷檢側(cè)，不斷獲得新信息，不斷進(jìn)行控制輸出，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性調(diào)整。一般情況下專(zhuān)家控制器由信息獲取與處理、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)構(gòu)和控制規(guī)則集四部分組成，如圖6所示：
按照專(zhuān)家控制器在整個(gè)智能控制系統(tǒng)中的作用，專(zhuān)家控制系統(tǒng)分成直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)和間接專(zhuān)家控制系統(tǒng)兩類(lèi)。
5.1 直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)
直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量到的過(guò)程反饋信息及知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，導(dǎo)出每一采樣時(shí)刻的控制信號(hào)，直接控制被控對(duì)象，一般用于高度非線性或過(guò)程描述困難的場(chǎng)合。很明顯，專(zhuān)家控制器直接包括在控制回路中，控制器直接模仿人類(lèi)專(zhuān)家或人類(lèi)的認(rèn)知能力。直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。
5.2 間接專(zhuān)家控制系統(tǒng)
相對(duì)于直接專(zhuān)家控制系統(tǒng)，間接專(zhuān)家控制系統(tǒng)將算法與邏輯分開(kāi)，系統(tǒng)的最底層可以是簡(jiǎn)單的PID、模糊控制等算法，然后將這種算法配上自校正、增益自動(dòng)調(diào)度以及監(jiān)控等。根據(jù)一些規(guī)則實(shí)現(xiàn)的啟發(fā)性知識(shí)，使不同功能算法都能正常運(yùn)行。這種專(zhuān)家控制的最大特點(diǎn)就是專(zhuān)家系統(tǒng)間接地對(duì)控制信號(hào)起作用。間接專(zhuān)家控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。
控制器可由一系列的控制算法和估計(jì)算法組成，如PID、PID校正器、最小二乘遞推估計(jì)算法、極點(diǎn)配置自校正算法、模糊算法等。而專(zhuān)家系統(tǒng)可以用來(lái)協(xié)調(diào)所有算法；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程相應(yīng)情況和環(huán)境條件，利用知識(shí)庫(kù)中的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，決定什么時(shí)候使用什么算法；也可以用來(lái)調(diào)參，根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，調(diào)整PID參數(shù)或是模糊算法中的量化因子等。除此之外，還可以調(diào)整控制器的結(jié)構(gòu)。
5.3 專(zhuān)家s面控制
專(zhuān)家s面控制是將專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)與s面控制相結(jié)合的一類(lèi)智能控制。它是基于專(zhuān)家知識(shí)的間接專(zhuān)家控制系統(tǒng)，它運(yùn)用人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)及求解控制問(wèn)題時(shí)的啟發(fā)式規(guī)則來(lái)構(gòu)造控制策略，根據(jù)系統(tǒng)的性能在線調(diào)整K1、K2和Ki，從而使系統(tǒng)性能達(dá)到令人滿意的水平。專(zhuān)家s面控制器是一個(gè)二級(jí)實(shí)時(shí)智能協(xié)調(diào)控制器，即由基本控制級(jí)和專(zhuān)家智能協(xié)調(diào)級(jí)組成[7]，如圖9所示。
基本控制級(jí)采用s面控制器，與被控對(duì)象形成閉環(huán)完成實(shí)時(shí)控制；專(zhuān)家智能協(xié)調(diào)級(jí)包括數(shù)據(jù)庫(kù)（存放誤差、誤差變化率的閾值，K1、K2的調(diào)整范圍及各組調(diào)整參數(shù)）、知識(shí)庫(kù)（常規(guī)產(chǎn)生式規(guī)則）和智能協(xié)調(diào)器（推理機(jī)），在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)性能，根據(jù)系統(tǒng)的知識(shí)及證據(jù)，經(jīng)推理機(jī)求解在線調(diào)整s面控制器參數(shù)，從而有效地進(jìn)行控制。
6.自適應(yīng)控制
自適應(yīng)控制算法應(yīng)用于水下機(jī)器人的控制有很大的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樽赃m應(yīng)控制器能使系統(tǒng)更好的適應(yīng)環(huán)境和機(jī)器人本身動(dòng)力學(xué)特性的變化，而且有許多將自適應(yīng)控制應(yīng)用到水下機(jī)器入的成功實(shí)例。自適應(yīng)控制器與普通控制器的區(qū)別在于自適應(yīng)控制器的參數(shù)是變化的，并且有一個(gè)根據(jù)系統(tǒng)中的信號(hào)自動(dòng)在線校正這些參數(shù)的機(jī)制。自適應(yīng)控制系統(tǒng)主要可以分為兩大類(lèi)：一種是所謂的模型參考自適應(yīng)控制方法，另一種是所謂的自校正方法。模型參考自適應(yīng)控制方法是從確定自動(dòng)伺服系統(tǒng)的最優(yōu)控制中發(fā)展起來(lái)的。一般地說(shuō)，模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)可由圖10表示。
它由四部分組成：帶有未知參數(shù)的被控對(duì)象、參考模型（它描述控制系統(tǒng)的期望輸出）、帶有自校正參數(shù)的反饋控制規(guī)律和校正參數(shù)的自適應(yīng)機(jī)制。在模型參考自適應(yīng)控制中，更新參數(shù)是為了使得被控對(duì)象和參考模型之間的跟蹤誤差最小。
7.結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)水下機(jī)器人幾種主要的運(yùn)動(dòng)控制方法的討論，各種方法都存在自身的優(yōu)點(diǎn)和局限，這就要求在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前期控制方法選擇和控制結(jié)構(gòu)設(shè)置時(shí)，應(yīng)充分了解特定控制對(duì)象的特點(diǎn)及對(duì)控制性能的要求，并結(jié)合控制器方法可行性、成本等諸方面進(jìn)行考慮，從而正確選擇控制方法。在有必要時(shí)應(yīng)對(duì)兩種或多種方法加以結(jié)合，隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展也會(huì)形成新的控制算法和控制策略，以達(dá)到理想的控制效果。
參考文獻(xiàn)
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1引言
隨著大跨度橋梁的普遍興建和高效能建橋材料的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代橋梁的結(jié)構(gòu)形態(tài)逐漸向大跨、輕、柔方向發(fā)展。雖然這對(duì)于美觀及經(jīng)濟(jì)性方面是有益的，但是卻給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工甚至運(yùn)營(yíng)提出了更高更嚴(yán)格的要求。大跨度橋梁作為生命線工程的重要組成部分，在政治、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位，對(duì)于它們的安全性應(yīng)給予格外的重視?，F(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)趨于輕、柔的特點(diǎn)給結(jié)構(gòu)本身抗風(fēng)抗震性能提出了考驗(yàn)。隨著大跨度柔性橋梁的出現(xiàn)，風(fēng)荷載往往成為結(jié)構(gòu)上的支配性荷載。風(fēng)是空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)而形成的。風(fēng)在行進(jìn)中遇到結(jié)構(gòu)，就形成風(fēng)壓力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)和變形。橋梁受風(fēng)力的作用后，結(jié)構(gòu)物振動(dòng)與風(fēng)場(chǎng)間產(chǎn)生的互制現(xiàn)象―空氣彈力效應(yīng)所引起的氣動(dòng)力不穩(wěn)定現(xiàn)象機(jī)率大為增加，強(qiáng)風(fēng)、弱風(fēng)都有可能使之整體或局部產(chǎn)生損壞。例如，1940年11月7日，美國(guó)華盛頓州建成才4個(gè)月的老塔科馬(Tacoma)懸索橋(主跨853m)僅在8級(jí)大風(fēng)作用下就發(fā)生強(qiáng)烈的風(fēng)致振動(dòng)而破壞的嚴(yán)重事故。該事件促使了橋梁工程界對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)的研究，并由此發(fā)展了一門(mén)新的學(xué)科―橋梁風(fēng)工程學(xué)。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)大跨度橋梁的建設(shè)，橋梁風(fēng)害也時(shí)有發(fā)生，江西九江長(zhǎng)江公鐵兩用鋼拱橋吊桿的渦激共振；上海楊浦大橋斜拉索的渦振和雨振損壞套索等。由此可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)大跨度橋梁的抗風(fēng)問(wèn)題進(jìn)行理論研究，采取有效的措施把風(fēng)對(duì)橋梁的危害控制在容許范圍內(nèi)，具有十分重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
2橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)
橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)為限幅振動(dòng)，主要包括抖振和渦激振；另一類(lèi)為發(fā)散性振動(dòng)，主要包括馳振和顫振。
橋梁的抖振是指橋梁結(jié)構(gòu)在紊流場(chǎng)作用下的隨機(jī)性強(qiáng)迫振動(dòng)。根據(jù)現(xiàn)有研究成果，抖振雖然并不像顫振那樣引起災(zāi)難性的失穩(wěn)破壞，但是過(guò)大的抖振響應(yīng)在橋梁施工期間可能危及施工人員和機(jī)械的安全，在成橋運(yùn)營(yíng)階段則會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)剛度問(wèn)題而影響行人和車(chē)輛的舒適性以及引起交變應(yīng)力縮短構(gòu)件的疲勞壽命。
氣流繞過(guò)物體時(shí)，在物體兩側(cè)會(huì)形成不對(duì)稱(chēng)脫落的漩渦，從而形成交替作用在物體上的橫風(fēng)向的渦激力或力矩，結(jié)構(gòu)在這種類(lèi)似簡(jiǎn)諧力的作用下，就會(huì)發(fā)生橫風(fēng)向或扭轉(zhuǎn)的渦激振動(dòng)，并且在漩渦脫落頻率與結(jié)構(gòu)的自振頻率一致時(shí)將發(fā)生渦激共振。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)而言，除透風(fēng)率大于50%的桁架主梁可以不考慮渦激振動(dòng)外，一般均需對(duì)主梁整體的渦激振動(dòng)。此外，大跨度系桿拱橋的吊桿、斜拉橋的斜拉索、懸索橋和斜拉橋在施工階段的獨(dú)塔等也易于發(fā)生渦激振動(dòng)。論文參考網(wǎng)。
浸沒(méi)在氣流中的彈性體本身會(huì)發(fā)生變形或振動(dòng)，這種變形或振動(dòng)相當(dāng)于氣體邊界條件的改變，從而引起氣流力的變化，氣流力的變化又會(huì)使彈性體產(chǎn)生新的變形或振動(dòng)，這種氣流力與結(jié)構(gòu)相互作用的現(xiàn)象稱(chēng)為氣動(dòng)彈性現(xiàn)象。氣動(dòng)力不穩(wěn)定是一種典型的氣動(dòng)彈性現(xiàn)象。氣流中的結(jié)構(gòu)在某種力的作用下?lián)锨駝?dòng)，這種初始撓曲又相繼引起一系列具有振蕩或發(fā)散特點(diǎn)的撓曲，這就是氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定。一切氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象都必含有因物體運(yùn)動(dòng)而作用在物體上的氣動(dòng)力，這種氣動(dòng)力就是自激力。橋梁結(jié)構(gòu)的馳振與顫振是兩種最主要的氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象，并可能造成嚴(yán)重的災(zāi)難性后果。
3橋梁風(fēng)振的控制方法
對(duì)于大跨徑橋梁，風(fēng)致振動(dòng)的形式多種多樣，各種風(fēng)致振動(dòng)的機(jī)理也不同。單純采用空氣動(dòng)力學(xué)措施并不能兼顧各個(gè)方面。理想的做法是選擇適當(dāng)?shù)目諝鈩?dòng)力學(xué)措施，同時(shí)采用適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)控制措施(如增加阻尼器)來(lái)進(jìn)一步抑制和減小橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)。1972年Yao提出了結(jié)構(gòu)控制的概念，將控制論引入了土木工程結(jié)構(gòu)之中，從而開(kāi)辟了嶄新的研究領(lǐng)域。論文參考網(wǎng)。上世紀(jì)80年代以來(lái)，橋梁風(fēng)振控制理論研究發(fā)展迅速，并且得到了實(shí)際應(yīng)用。就目前技術(shù)水平而言，結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)主要包括基礎(chǔ)隔震、被動(dòng)耗能減振、主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制、混合控制及智能控制等。
基礎(chǔ)隔震是在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)置水平柔性層，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)側(cè)向振動(dòng)的基本周期，使基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的基本周期遠(yuǎn)離地震動(dòng)的卓越周期，使上部結(jié)構(gòu)的地震作用、橫向剪力大幅度減小。同時(shí)，結(jié)構(gòu)在地震反應(yīng)過(guò)程中大變形主要集中在基礎(chǔ)隔震層處，而結(jié)構(gòu)本身的相對(duì)變形很少，此時(shí)可近似認(rèn)為上部結(jié)構(gòu)是一個(gè)剛體，從而為建筑物的提供良好的安全保障。
結(jié)構(gòu)耗能減振就是把結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件(如支撐、剪力墻、連接件等)設(shè)計(jì)成耗能元件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位(層間空間、節(jié)點(diǎn)、連接縫等)裝設(shè)耗能裝置。在小幅振動(dòng)時(shí)，這些耗能元件或耗能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)仍具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求。當(dāng)出現(xiàn)大幅振動(dòng)時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大，耗能元件或耗能裝置率先進(jìn)入非彈性狀態(tài)，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量。
結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制是在結(jié)構(gòu)受到外部激勵(lì)而發(fā)生振動(dòng)的過(guò)程中，利用外部能源瞬時(shí)施加控制力或瞬時(shí)改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，以迅速衰減和控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)的一種減振控制技術(shù)。結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制需要實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或環(huán)境干擾，采用現(xiàn)代控制理論的主動(dòng)控制算法在精確的結(jié)構(gòu)模型上運(yùn)算和決策最優(yōu)控制力，最后作動(dòng)器在很大的外部能量輸入下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制力。在結(jié)構(gòu)反應(yīng)觀測(cè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)控制成為反饋控制，而結(jié)構(gòu)環(huán)境干擾觀測(cè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)控制則稱(chēng)為前饋控制。
結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制是在主動(dòng)控制的基礎(chǔ)上提出的，是一種以參數(shù)控制為主的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)。它是根據(jù)控制系統(tǒng)的輸入輸出要求，利用控制機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的參數(shù)，使結(jié)構(gòu)參數(shù)處于最優(yōu)狀態(tài)。結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制的原理與結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制的基本相同，只是實(shí)施控制力的作動(dòng)器需要少量的能量調(diào)節(jié)以便使其主動(dòng)地甚至可以說(shuō)是巧妙地利用結(jié)構(gòu)振動(dòng)的往復(fù)相對(duì)變形或相對(duì)速度，盡可能地實(shí)現(xiàn)主動(dòng)最優(yōu)控制力。因此，半主動(dòng)控制作動(dòng)器通常是被動(dòng)的剛度或阻尼裝置與機(jī)械式主動(dòng)調(diào)節(jié)器復(fù)合的控制系統(tǒng)。
混合控制是主動(dòng)控制和被動(dòng)控制的聯(lián)合應(yīng)用，使其協(xié)調(diào)起來(lái)共同工作。這種控制系統(tǒng)充分利用了被動(dòng)控制與主動(dòng)控制各自的優(yōu)點(diǎn)，它既可以通過(guò)被動(dòng)控制系統(tǒng)大量耗散振動(dòng)能量，又可以利用主動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)保證控制效果，比單純的主動(dòng)控制能節(jié)省大量的能量，因此有著良好的工程應(yīng)用價(jià)值。
把經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)推理、綜合判斷等人類(lèi)生物技能應(yīng)用于一般控制之中，使結(jié)構(gòu)具有感知、辨識(shí)、優(yōu)化和自我控制等功能的控制稱(chēng)為智能控制。論文參考網(wǎng)。結(jié)構(gòu)振動(dòng)的智能控制是國(guó)際振動(dòng)控制研究的前沿領(lǐng)域，主要涉及智能材料、人工智能、自動(dòng)控制、力學(xué)、電學(xué)、機(jī)械和計(jì)算機(jī)等多門(mén)學(xué)科。結(jié)構(gòu)智能控制主要包括兩類(lèi)：一類(lèi)是利用智能材料研制的智能減振控制裝置對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)施的局部振動(dòng)控制；另一類(lèi)是將模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和遺傳算法等智能控制算法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制。由智能材料制成的智能可調(diào)阻尼器和智能材料驅(qū)動(dòng)器等智能減振控制裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)容易、能耗小、反應(yīng)迅速、時(shí)滯小，在結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制、被動(dòng)控制中有廣闊的應(yīng)用前景。
對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制，應(yīng)依據(jù)不同的部位，采取響應(yīng)的振動(dòng)控制措施。例如，對(duì)于橋梁主體的風(fēng)振控制目前主要采用減振技術(shù)。比較成熟的控制裝置有調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD）、調(diào)諧液體阻尼器（TLD）等，其中以TMD應(yīng)用最為廣泛。對(duì)于斜拉橋、懸索橋的索塔風(fēng)振控制裝置多采用主動(dòng)質(zhì)量驅(qū)動(dòng)器（AMD）及懸掛式TMD。對(duì)于拉索振動(dòng)控制，由于其振動(dòng)機(jī)理比較復(fù)雜，因而拉索控制方式的探索也較活躍。大致有三種：其一，耗能減振方式，即采用高阻尼橡膠做成膠圈，安裝在拉索的鋼導(dǎo)管中。其二，采用專(zhuān)門(mén)的阻尼減振器，即在拉索與橋面相交處設(shè)置一對(duì)阻尼器，用以減小拉索自由長(zhǎng)度，反饋拉索振動(dòng)時(shí)的相對(duì)位移和相對(duì)速度。其三，采用減振副索，即用不銹鋼絲繩將斜拉索連起來(lái)，借以增強(qiáng)拉索間的互相約束，增大附加阻尼。
4重點(diǎn)研究方向
鑒于橋梁風(fēng)致振動(dòng)控制當(dāng)前存在的不足，應(yīng)對(duì)其成橋后和施工狀態(tài)下的風(fēng)振理論及控制進(jìn)行進(jìn)一步的研究，主要有：空氣振動(dòng)的控制理論、控制措施、裝置及相應(yīng)的試驗(yàn)研究；數(shù)值模擬風(fēng)洞及空氣的動(dòng)力穩(wěn)定性計(jì)算的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)研究；大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系的空氣動(dòng)力穩(wěn)定性研究及相應(yīng)的全橋模型實(shí)驗(yàn)；施工階段空氣動(dòng)力穩(wěn)定性研究及相應(yīng)試驗(yàn)；空氣動(dòng)力參數(shù)的識(shí)別方法、評(píng)價(jià)及相應(yīng)的風(fēng)洞試驗(yàn)。以上問(wèn)題的研究和解決勢(shì)必為橋梁的建造產(chǎn)生直接的指導(dǎo)作用，使橋梁的振動(dòng)控制研究更加科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、可靠。
5結(jié)語(yǔ)
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2015）02-57-02
Construction and exploration on research curriculum intelligent control
Zhu Peiyi， Xu Benlian， Shi Jian
（School of Electrical and Automation Engineering， Changshu Institute of technology， Changshu， Jiangsu 215500， China）
Abstract： The research curriculum is aimed at integrating the teacher's scientific research into a customary knowledge system with hierarchical and different module. The latest intelligent control research achievement is transferred into the teaching resources effectively by adopting enquiry-based， discussion-based， project-based and display-based teaching approaches. The students' practical ability is focused on in the teaching process. Concentrating on "theory， experiment， research project"， the curriculum is designed to arouse the students' interest in learning， enhance the connotation of curriculum and improve the students' ability of research problems and innovation consciousness. It lays a solid foundation for subsequent engineering practice.
Key words： research curriculum； intelligent control； teaching research； engineering applications
0 引言
研究性教學(xué)就是引導(dǎo)學(xué)生在一定的情境中，通過(guò)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題而獲得知識(shí)、形成能力、發(fā)展個(gè)性的教學(xué)方法。它的實(shí)質(zhì)就是讓學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中體驗(yàn)科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用科學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題等不同類(lèi)型的研究過(guò)程[1]。早在2005年，在《教育部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》 中明確提出了“積極推動(dòng)研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”的要求[2]。如何在專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中實(shí)施研究性教學(xué)，提高本科生的科學(xué)研究能力，是高校理工科教學(xué)改革面臨的重要課題[3-5]。
“智能控制”是我校一門(mén)理論性與應(yīng)用性結(jié)合非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，它不僅涉及自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科門(mén)類(lèi)交叉[6]。作為應(yīng)用型本科高校，我們將該課程直接面向自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)械制造及自動(dòng)化等本科生和碩士研究生，在注重理論知識(shí)傳授的同時(shí)，直接面向具體工程應(yīng)用實(shí)例。通過(guò)雙語(yǔ)研討式教學(xué)方式，以項(xiàng)目應(yīng)用為紐帶，闡述模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能計(jì)算在工程中的應(yīng)用與原理，讓學(xué)生直接感觸理論對(duì)應(yīng)用的支撐，應(yīng)用需要理論指導(dǎo)這一基本工程邏輯。
1 研究性課程設(shè)計(jì)理念
“智能控制”研究性課程旨在將教師的科研成果分層次、分塊地融入到原有課程知識(shí)體系之中，通過(guò)采用探究式、討論式、專(zhuān)題式、成果展示式等多種教學(xué)方式，將智能控制研究領(lǐng)域最新的成果有效地轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，它不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且更有利于課程內(nèi)涵提升。較一般的課程更強(qiáng)調(diào)教學(xué)的研究性和有效性，是一種強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，注重過(guò)程教學(xué)的開(kāi)放式教學(xué)方式，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將結(jié)合自身及國(guó)內(nèi)外學(xué)者在智能控制領(lǐng)域的最新研究成果和教學(xué)思想確定課程內(nèi)容，課程采用先進(jìn)的知識(shí)內(nèi)容和分析方法，采用英文教材，實(shí)行雙語(yǔ)教學(xué)，動(dòng)態(tài)地補(bǔ)充和更新教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中充分展示創(chuàng)新給智能控制帶來(lái)的無(wú)窮生命力，同時(shí)創(chuàng)造多機(jī)會(huì)來(lái)培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，例如實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程的小論文、學(xué)術(shù)論壇和綜合設(shè)計(jì)等，提高他們的綜合科學(xué)素質(zhì)以及在工程實(shí)踐中分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。重視理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合，突出實(shí)踐性教學(xué)的時(shí)效性和可觀測(cè)性，在課程內(nèi)增加討論課，增加小設(shè)計(jì)和小論文，充分激勵(lì)學(xué)生探索和研究的熱情，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法，把能力的培養(yǎng)落在實(shí)處。
2 研究性課程理論教學(xué)
2.1 課程定位
針對(duì)我校本二學(xué)生實(shí)際和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)對(duì)該領(lǐng)域知識(shí)的基本要求，本課程的基本定位如下。
⑴ 理論引入與應(yīng)用感受相并重。為此，在課程安排時(shí)，將理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排相等，讓更多學(xué)生通過(guò)相應(yīng)的實(shí)踐鍛煉來(lái)體會(huì)人工智能技術(shù)的奧妙。
⑵ 科研最新成果及時(shí)向教學(xué)資源轉(zhuǎn)化。對(duì)于“智能控制”的三大知識(shí)模塊，均有不同程度的研究成果轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的教學(xué)資源，如群智能在圖像信息處理中的應(yīng)用、模糊控制在倒立擺控制中的應(yīng)用等等。
⑶ 教學(xué)方法與手段與教學(xué)內(nèi)容同步更新。研究性課程的一個(gè)重要特征是教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，為此，課程組一直致力于研究行之有效的雙語(yǔ)教學(xué)手段。以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo)，做好成果展示、課題研討、自我實(shí)現(xiàn)的三段教學(xué)新方法。
針對(duì)上述課程定位，我們確定了課程建設(shè)最終形成的目標(biāo)：按照研究性雙語(yǔ)課程要求與規(guī)律進(jìn)行全面設(shè)計(jì)與整體建設(shè)；自主出版一套符合我校學(xué)生實(shí)際的英文版“智能控制”教材；通過(guò)豐富的實(shí)驗(yàn)科研項(xiàng)目，讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)方式體驗(yàn)人工智能技術(shù)及其新進(jìn)展；融合科學(xué)與科研團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)教師培養(yǎng)與學(xué)生培養(yǎng)雙贏。
2.2 課程重難點(diǎn)及解決思路
教學(xué)內(nèi)容組織方式上主要采取“三個(gè)相結(jié)合”，即理論與實(shí)際相結(jié)合、課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合、常規(guī)課堂教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)“讓學(xué)生在系統(tǒng)中學(xué)習(xí)系統(tǒng)”的教學(xué)。智能控制的重點(diǎn)主要圍繞模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算三大塊展開(kāi)系統(tǒng)地理論與實(shí)踐并重雙語(yǔ)教學(xué)。要求學(xué)生重點(diǎn)掌握如下內(nèi)容。
第一模塊主要圍繞模糊控制中模糊集合與模糊關(guān)系，模糊邏輯與模糊推理及其應(yīng)用。
第二模塊主要圍繞基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型結(jié)構(gòu)，監(jiān)督式與非監(jiān)督式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法及其應(yīng)用。
第三模塊主要圍繞進(jìn)化計(jì)算中遺傳算法，蟻群算法和粒子群算法，講述這些算法的原理及其應(yīng)用思想。
該教學(xué)思想是通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，不僅掌握三個(gè)模塊知識(shí)，而且還能將三大模塊知識(shí)合成一個(gè)體系或系統(tǒng)，使學(xué)生全面掌握“智能控制與系統(tǒng)”這一自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的精髓，既樹(shù)立“智能”理念，又能培養(yǎng)具有“系統(tǒng)”理念，能將智能控制技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制等領(lǐng)域，且應(yīng)用得好。
“智能控制”課程的難點(diǎn)在于模糊推理的方法、模糊控制器的設(shè)計(jì)、監(jiān)督式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)原理、遺傳算法原理和蟻群算法原理、各種智能控制器設(shè)計(jì)及其應(yīng)用。智能控制多為仿生或擬人控制，其控制機(jī)理存在于自然界和生物界。因此，對(duì)各種控制機(jī)理的介紹要從有趣的生物和自然現(xiàn)象入手，引人入勝地介紹智能控制原理。通過(guò)深入淺出、形象比喻、并結(jié)合多媒體技術(shù)進(jìn)行講解。
針對(duì)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，首先在備課時(shí)對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容做到心中有數(shù)，在講授時(shí)花較多的時(shí)間以較慢的節(jié)奏進(jìn)行重點(diǎn)介紹與討論，提醒學(xué)生把注意力集中在這些問(wèn)題上，并特別關(guān)注學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解情況。其次在課堂上進(jìn)行啟發(fā)式、研討式，并布置課外思考題，引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)習(xí)重點(diǎn)放在重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容上，有針對(duì)性地建議學(xué)生訪問(wèn)與本課程配套使用的智能控制網(wǎng)絡(luò)課程。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課和綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐，加深對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解。要經(jīng)常了解與收集學(xué)生對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的聽(tīng)講意見(jiàn)，及時(shí)進(jìn)行答疑，必要時(shí)在課堂上進(jìn)行集體解答與討論。
3 研究性課程實(shí)踐教學(xué)
3.1 實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想
“智能控制”課程實(shí)踐性教學(xué)的主要目的是使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮主動(dòng)性，研究探討智能控制系統(tǒng)的運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，提出思路并積極驗(yàn)證和探索自己的思路，從而更好地理解人工智能，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新能力，逐步培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
實(shí)踐性教學(xué)的設(shè)計(jì)思想我們歸納為四個(gè)體現(xiàn)。
⑴ 理論性：通過(guò)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生加深對(duì)理論的理解。如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含模糊控制系統(tǒng)的推理。
⑵ 系統(tǒng)性：通過(guò)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生加深對(duì)控制系統(tǒng)的理解。開(kāi)設(shè)的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有：溫度控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)等。
⑶ 研究性：通過(guò)激勵(lì)式鼓勵(lì)教師將最新的研究成果引入實(shí)踐教學(xué)中，讓學(xué)生體驗(yàn)新技術(shù)帶來(lái)的樂(lè)趣，如將蟻群算法應(yīng)用在生物信息圖像處理與信息融合領(lǐng)域。
⑷ 工程性：讓學(xué)生在一個(gè)與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相符合的環(huán)境下完成實(shí)踐環(huán)節(jié)，從而增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，如模糊控制技術(shù)在機(jī)器人避障中的應(yīng)用。
通過(guò)實(shí)踐性教學(xué)的這四個(gè)體現(xiàn)，學(xué)生不僅有相對(duì)扎實(shí)的智能控制知識(shí)，而且還具備一定的智能控制思想并應(yīng)用至具體控制對(duì)象設(shè)計(jì)中去。
3.2 實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排重點(diǎn)
課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)是智能控制教學(xué)任務(wù)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，在抓住主要三大知識(shí)模塊的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和將來(lái)學(xué)生從事工作實(shí)際，在課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容安排上注重以下幾點(diǎn)。
⑴ 貼切應(yīng)用。實(shí)踐內(nèi)容的安排絕大多數(shù)來(lái)自生活或生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)建模、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)試，逐步驗(yàn)證方法的正確性等等，讓學(xué)生從系統(tǒng)中學(xué)會(huì)了應(yīng)用，從應(yīng)用中找到人工智能應(yīng)用的強(qiáng)大功能。
⑵ 貼切學(xué)生實(shí)際。針對(duì)本二學(xué)生，所關(guān)心的重點(diǎn)是如何將理論轉(zhuǎn)化成實(shí)際的效果。在實(shí)踐內(nèi)容安排上，強(qiáng)調(diào)的是目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，而不是問(wèn)題的優(yōu)化，讓絕大多數(shù)學(xué)生能完成實(shí)踐任務(wù)與目標(biāo)，從實(shí)踐中體驗(yàn)知識(shí)帶頭的快樂(lè)。
⑶ 一切圍繞“問(wèn)題”。教師在問(wèn)題中教學(xué)，學(xué)生在問(wèn)題中學(xué)習(xí)，尋找學(xué)習(xí)與實(shí)踐的交叉點(diǎn)，通過(guò)研討和分組，讓學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇實(shí)踐項(xiàng)目。
⑷ 豐富與不斷更新實(shí)踐項(xiàng)目。通過(guò)將研究成果轉(zhuǎn)化教學(xué)資源，不斷更新實(shí)踐教學(xué)資源，目標(biāo)保持至少10個(gè)以上實(shí)踐項(xiàng)目供學(xué)生自主選擇。
4 研究性課程教學(xué)方法與教學(xué)手段改革
4.1 教學(xué)方法改革
本著因材施教的教學(xué)方針，我們積極引入靈活的教學(xué)方法，如探究式、討論式、專(zhuān)題式、成果展示式等教學(xué)方法，充分激發(fā)了學(xué)生求知的潛能和學(xué)習(xí)的主體作用。結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，選用國(guó)外知名大學(xué)英文原版教材和自己編寫(xiě)的智能控制基礎(chǔ)教材相結(jié)合，進(jìn)一步豐富課程內(nèi)容。適當(dāng)增加討論課，提倡小設(shè)計(jì)和小論文，充分激勵(lì)學(xué)生探索和研究的熱情，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法，提高解決問(wèn)題的能力；實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想始終貫徹理論聯(lián)系實(shí)際、重視實(shí)踐、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情的指導(dǎo)方針，自行開(kāi)發(fā)與引進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置相結(jié)合，提供基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)條件，鼓勵(lì)學(xué)生自主開(kāi)發(fā)智能控制系統(tǒng)，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)、控制與研究，并驗(yàn)證其效果。
4.2 教學(xué)手段改革
采用“多媒體投影+黑板”的技術(shù)手段加速了課程內(nèi)容的呈現(xiàn)，提高了課堂講解的表現(xiàn)力，如：針對(duì)該課程內(nèi)容難度大，信息涵蓋量大，知識(shí)面廣的特點(diǎn)，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)越性，課堂授課方法以多媒體課件為主，實(shí)現(xiàn)圖、文、聲、像并茂的視聽(tīng)一體化教學(xué)，并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合，讓學(xué)生共同參與教學(xué)的全過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)有效地支持了自主性學(xué)習(xí)，如：雙語(yǔ)課程網(wǎng)站提供了智能控制課程豐富的教輔資源，網(wǎng)絡(luò)多媒體課件及學(xué)術(shù)論壇為學(xué)生提供交互式學(xué)習(xí)平臺(tái)，使學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)、答疑、自由論壇等各個(gè)環(huán)節(jié)密切配合，有效地支持了學(xué)生自主性的學(xué)習(xí)。同時(shí)，利用多媒體課件可以做到教學(xué)資源共享，便于教師之間彼此交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
5 結(jié)束語(yǔ)
智能控制是一門(mén)具有較強(qiáng)理論綜合性和實(shí)踐性、學(xué)科交叉及應(yīng)用廣泛的專(zhuān)業(yè)課程。深度發(fā)掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)智能控制課程研究性教學(xué)從課程設(shè)計(jì)理念、理論教學(xué)改革、實(shí)踐教學(xué)改革以及教學(xué)方法與教學(xué)手段改革等四個(gè)方面進(jìn)行了具體的實(shí)踐探索，取得了一定效果。通過(guò)研究性教學(xué)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)研究精神，鼓勵(lì)研究熱情，引導(dǎo)學(xué)生逐漸積累專(zhuān)業(yè)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目的。但是智能控制課程的開(kāi)設(shè)一般都選擇在大四上學(xué)期，如何有效激起所有同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，以及分層次、分專(zhuān)業(yè)背景的授課方式將是本課程未來(lái)所研究的主要內(nèi)容。
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