智能控制技术综述【范本模板】

智能控制技术的综述

学院:数理与信息工程学院姓名: 程玉柱

专业:电气工程及其自动化学号： 1609110203

智能控制技术的综述

摘要：从控制论角度来看，电网是一个典型动态大系统，电力网络地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满日益增强，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵，以及电力网的不断增大，使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征,一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。

关键词：智能控制；综合智能控制；电网规划

一、综合智能控制技术：

智能控制的概念

智能控制是当今多学科交叉的前沿领域之一。以1987 年召开的第一界智能控制国际会议为标志,智能控制已经开始成为一门新的学科。

纵观智能控制产生、发展的历史背景与现状,其研究中心始终是解决传统控制理论、方法(包括古典控制、现代控制、自适应控制、鲁棒控制、大系统方法等）所难以解决的不确定性问题。控制学科所面临的控制对象的复杂性、环境的复杂性、控制目标的复杂性愈益突出，智能控制的研究正提供了解决这类问题的有效手段,集中表现在控制工程中运用智能方法解决复杂系统的控制已取得了相当多的成功；另一方面，智能控制的研究虽然取得了一些成果，但实质性进展甚微,理论方面尤为突出，应用则主要是解决技术问题，对象具体而单一。1992 年美国国家科学基金会发出发展智能控制研究建议指出：智能控制研究工作的中心应放在系统问题描述和智能控制器设计等方面的新方法的研究上，而不是在下级拼凑诸如 PID 控制器之类的传统控制技术方法与监控级基于规则的控制器相连结所构成的松耦合系统。应当着重于基础控制工程方法的开发而不是技术演示。. 智能控制作为多学科交叉的产物,其研究现状与存在的问题固然与交叉学科的发展密切相关，但传统的方法论也在一定程度上束缚了它的发展。事实上，在人们久已习惯的还原论思想及传统控制思路的引导下，智能控制面临的一些关键问题均难以突破，宏观上需要寻求新的思路.

二、智能控制理论（Intelligent Control Theory）

对智能控制的理解，不同的研究者总是从不同的侧面出发,阐述

各自的观点，Saridis 的解释是：通过驱动自主智能机来实现其目

标而无需操作人员参与的系统称为智能控制系统； Meystel 则认为，智能控制是一有效的计算机程序，这个程序指引一个未充分表示的

复杂系统，在没有充分说明怎样做的情况下达到目标。智能控制作

为一种规则，将计划与在线误差补偿结合在一起，它要求对系统和

环境的学习都应作为系统过程的一部分。两种理解包含了一个共同

观点：追求系统的高度自治性。事实上,在自动控制界的认识中，智

能控制系统与高度自治的控制系统划上了等号〔17，18〕,对此需要

作认真仔细的分析,

它对于智能控制学科的发展产生着深刻的影响，以下对自动控制、人工智能、控制论与智能控制相互关系的历史作一反思,以探索

智能控制的本质内涵。

1.从智能系统到智能控制系统—-人工智能学科的智能控制观点

智能控制最先表现为人工智能与自动控制的交叉，在这层意义

上可以说人工智能与自动控制是智能控制的两大基石。诞生于50

年代的人工智能是研究以机器模拟人类智能的学科，40 多年来，一

直围绕对人类智能的模拟这一中心展开研究，经历了人工智能的史

前时代、普适理论时代、“个性”设计时代及综合集成时代〔20〕。基于人工智能的观点,智能控制系统被纳入智能系统的范畴之中，立

足于从更广泛的意义上研究智能系统的问题。文献〔19〕从系统科

学的角度，提出了智能控制系统是一类人机交互系统，属于开放复

杂巨系统范畴；人工的智能控制系统属于简单系统范畴,是对开放复

杂巨系统的某种近似.进而将智能控制系统分成两种类型：属于人机

交互类型的智能控制系统,让机器做人的助手；作为智能控制系统一

种近似的人工智能控制系统,让机器做人的高级助手。

2.控制论与智能控制——智能控制的四个层次

1948 年，Wiener 发表了《控制论——或关于在动物和机器中

控制和通讯的科学》一书〔21〕,它将动物(包括人）和机器的信息

传递、加工、控制和通讯联系起来加以研究，抽取了动物智能和机

器智能的共同本质，控制论（Cybernetics)象一条纽带，把自动控制、人工智能、信息科学、系统科学等许多 5 科学领域紧密地联系

在了一起，它涵盖了控制(Control)、调节、管理、规划、组织、协调、决策、指挥、通讯等概念，而这些概念同时又是智能的有机成

分。“智能控制”更多地涉及到智能问题，对它的理解应该是多层

次的,不能给予简单的描述。

①学科层次.智能控制是一门多学科交叉的新学科,它是自动控

制学科的延伸与深化;作为智能科学的一个分支，它又是人工智能的

控制应用.在维纳控制论的意义下,智能控制与控制论有相同的学科

内涵，它把智能研究作为中心任务之一.其学科理论基础是以相交叉

学科的理论为有机成分,包括人工智能、自动控制、系统科学、计算

机科学、认知科学、运筹学、神经生理学、生物控制论、非线性科学、信息科学等，智能控制理论的建立与发展有赖于这些基础学科

理论的发展与沟通。

②技术层次.智能控制同时又是一门技术，包括交叉学科的技术,如人工智能技术、控制技术、计算机技术等.

③目标层次.智能控制目标定位于解决复杂系统控制问题,复杂

系统是指具有复杂结构、复杂环境、复杂目标或兼而有之的系统，

这种复

杂系统控制较之传统自动控制具有更深刻的意义、更广泛的范围，而在狭义的控制范围内，智能控制适合于传统自动控制难以解

决的控制问题.

④系统层次.智能控制以构成智能控制系统的方式来实现其功能，可从三方面理解:（a)学科意义上，是指实现智能控制的系统，即以

智能控制的理论、方法、技术实现的控制系统即是智能控制系统;（b)技术上，是指具有一定智能的控制系统,这是站在控制学科的观点，主要指通常的人工的智能控制系统；（c) 应用上,是指智能系

统的控制应用,这是站在人工智能学科的认识。

3.智能控制的综合集成方法论

人工智能的发展中,早期的符号主义学派把智能描述为一种深

思熟虑的行为，智能行为完全通过符号处理来实现,在逻辑思维的模

拟方面获得了成功(专家系统）;80 年代兴起的联结主义学派把智能

理解为相互联结的神经元竞争与协作的结果,人工神经网络具备的学

习能力弥补了符号系统适应能力的不足，在模拟直觉思维方面对符

号主义是一种超越（BP 网络、Hopfield 网络)；解决小范围不确

定性(有明确统计特性的问题)。随着研究问题复杂程度的逐渐增加（系统、环境、目标、精度等),出现了非线性控制、引入人工智能

技术的控制(如启发式搜索优化、学习控制、专家控制）、模糊控制、