智能控制-全64集 | 易學族自學網

智能控制的發展

智能控制器是以自動控制技術和計算機技術為核心，集成微電子技術、電力電子技術、信息傳感技術、顯示與界面技術、通訊技術、電磁兼容技術等諸多技術而形成的高科技產品。作為核心和關鍵部件，智能控制器內置於設備、裝置或系統之中，扮演「神經中樞」及「大腦」的角色。

20 世紀90年代中期之後，智能控制器行業日益成熟，作為一個獨立的行業，其發展受到了雙重動力的驅動，其一是市場驅動，市場需求的增長和市場應用領域的持續擴大，致使智能控制器至今已經在工業、農業、家用、軍事等幾乎所有領域得到了廣泛應用;其二是技術驅動，隨著相關技術領域的日新月異，智能控制器行業作為一個高科技行業得到了飛速發展。

根據《2013-2017年中國智能控制器行業發展前景與投資預測分析報告》統計，2012年全球智能控制器行業市場規模接近6800億美元。從地域分佈上看，歐洲和北美市場是智能控制產品的兩大主要市場，市場規模佔全球智能控制市場的56%，主要是由於這兩大區域在小型生活電器、汽車、大型生活電器、電動工具等領域的市場發展比較成熟，產品普及率高，未來幾年內歐洲和北美將繼續佔有主要市場地位。智能控制產品在中國等發展中國家的應用仍處於初級階段，現階段市場規模不大，但是增長速度較高，擁有巨大的發展空間。據前瞻網統計，目前我國智能控制器行業規模為 4200億元，2004年以來的年均增長率接近19%。汽車電子和大型生活電器是中國電子智能控制產品傳統主要應用領域，市場佔有率分別為31%和10% 左右。小型生活電器產品種類眾多，目前我國小型生活電器智能控制產品應用還不普及，正處於高速發展階段，市場空間巨大。此外，電動汽車、智能建築及家居等新興領域的崛起也將帶動智能控制器需求的快速增長。

智能控制產品行業由於下游廠商需求分散造成了產品差異較大、產能較分散，因此全球智能控制產品行業總體集中度較低。根據市場規模、技術實力，全球智能控制產品廠商可以分為三個檔次：第一集團：技術實力領先，市場遍佈全球，向全球跨國電器、整機廠商提供高端智能控制產品和服務，主要廠商有英國英維斯、德國代傲等;第二集團：中等規模智能控制廠商，擁有自己的技術研發團隊，能夠根據客戶需求獨立開發並提供智能控制產品和服務，具有同第一集團競爭的潛力，主要廠商有拓邦股份、英唐智控、和而泰、金寶通等;第三集團：中小規模智能控制廠商，產品研發能力欠缺，在競爭中處於相對較弱的地位。

智能控制的基本概念

智能控制的定義一：智能控制是由智能機器自主地實現其目標的過程。而智能機器則定義為，在結構化或非結構化的，熟悉的或陌生的環境中，自主地或與人交互地執行人類規定的任務的一種機器。

定義二： K.J.奧斯托羅姆則認為，把人類具有的直覺推理和試湊法等智能加以形式化或機器模擬，並用於控制系統的分析與設計中，以期在一定程度上實現控制系統的智能化，這就是智能控制。他還認為自調節控制，自適應控制就是智能控制的低級體現。

定義三：智能控制是一類無需人的干預就能夠自主地驅動智能機器實現其目標的自動控制，也是用計算機模擬人類智能的一個重要領域。

定義四：智能控制實際只是研究與模擬人類智能活動及其控制與信息傳遞過程的規律，研製具有仿人智能的工程控制與信息處理系統的一個新興分支學科。

智能控制的特點

一個系統如果具有感知環境、不斷獲得信息以減小不確定性和計劃、產生以及執行控制行為的能力,即稱為智能控制系統. 智能控制技術是在向人腦學習的過程中不斷發展起來的,人腦是一個超級智能控制系統,具有實時推理、決策、學習和記憶等功能,能適應各種複雜的控制環境。

智能控制與傳統的或常規的控制有密切的關係,不是相互排斥的. 常規控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常規控制的方法來解決「低級」的控制問題,力圖擴充常規控制方法並建立一系列新的理論與方法來解決更具有挑戰性的複雜控制問題.

智能家居報警系統

1. 傳統的自動控制是建立在確定的模型基礎上的,而智能控制的研究對像則存在模型嚴重的不確定性,即模型未知或知之甚少者模型的結構和參數在很大的範圍內變動,比如工業過程的病態結構問題、某些干擾的無法預測,致使無法建立其模型,這些問題對基於模型的傳統自動控制來說很難解決.

2. 傳統的自動控制系統的輸入或輸出設備與人及外界環境的信息交換很不方便,希望製造出能接受印刷體、圖形甚至手寫體和口頭命令等形式的信息輸入裝置,能夠更加深入而靈活地和系統進行信息交流,同時還要擴大輸出裝置的能力,能夠用文字、圖紙、立體形象、語言等形式輸出信息. 另外,通常的自動裝置不能接受、分析和感知各種看得見、聽得著的形象、聲音的組合以及外界其它的情況. 為擴大信息通道,就必須給自動裝置安上能夠以機械方式模擬各種感覺的精確的送音器,即文字、聲音、物體識別裝置. 可喜的是,近幾年計算機及多媒體技術的迅速發展,為智能控制在這一方面的發展提供了物質上的準備,使智能控制變成了多方位「立體」的控制系統.

3. 傳統的自動控制系統對控制任務的要求要麼使輸出量為定值(調節系統) ,要麼使輸出量跟隨期望的運動軌跡(跟隨系統) ,因此具有控制任務單一性的特點,而智能控制系統的控制任務可比較複雜,例如在智能機器人系統中,它要求系統對一個複雜的任務具有自動規劃和決策的能力, 有自動躲避障礙物運動到某一預期目標位置的能力等. 對於這些具有複雜的任務要求的系統,採用智能控制的方式便可以滿足.

4. 傳統的控制理論對線性問題有較成熟的理論,而對高度非線性的控制對像雖然有一些非線性方法可以利用,但不盡人意. 而智能控制為解決這類複雜的非線性問題找到了一個出路,成為解決這類問題行之有效的途徑. 工業過程智能控制系統除具有上述幾個特點外,又有另外一些特點,如被控對像往往是動態的,而且控制系統在線運動,一般要求有較高的實時響應速度等,恰恰是這些特點又決定了它與其它智能控制系統如智能機器人系統、航空航天控制系統、交通運輸控制系統等的區別,決定了它的控制方法以及形式的獨特之處.

5. 與傳統自動控制系統相比,智能控制系統具有足夠的關於人的控制策略、被控對象及環境的有關知識以及運用這些知識的能力。

智能控制電動襯氟蝶閥

6. 與傳統自動控制系統相比,智能控制系統能以知識表示的非數學廣義模型和以數學表示的混合控制過程,採用開閉環控制和定性及定量控制結合的多模態控制方式.

7. 與傳統自動控制系統相比,智能控制系統具有變結構特點,能總體自尋優,具有自適應、自組織、自學習和自協調能力.

8. 與傳統自動控制系統相比,智能控制系統有補償及自修復能力和判斷決策能力.

總之,智能控制系統通過智能機自動地完成其目標的控制過程,其智能機可以在熟悉或不熟悉的環境中自動地或人─機交互地完成擬人任務。