与传统控制相比智能控制的优点

发布网友发布时间：2022-04-30 23:08

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热心网友时间：2022-06-20 03:04

最本质的区别是解决问题的思路不一样。
经典控制与现代控制虽然看起来完全不同，但是本质上都一样，就是建立控制对象的数学模型，然后设计一个数学模型形式的控制器达到控制目的，区别只是前者建立的是微分方程或者叫做pid控制，后者建立的是状态方程，类似于数学当中的线性微分方程组。而最优控制，鲁棒控制等问题不论是基于经典控制理论还是基于现代控制理论，都脱离不了本质——必须建立被控对象的数学模型，也包括02年提出的foc控制。
智能控制则采取的是全新的思路。它采取了人的思维方式，建立逻辑模型，使用类似人脑的控制方法来进行控制。
我正好在做这个作业，就拿我的作业为例子进行说明吧。
控制一个热水器的水温，传统的控制方法当中，不论你要建立一个微分方程还是建立一个状态方程，总归要把加热功率和水温，加热功率的变化率和水温的变化率之间建立出来数学模型，不论是寻求最优控制方法还是提取变量敏感度进行鲁棒控制，总归要有数学模型才能做。
智能控制则采取截然不同的方法。例如使用模糊控制器，我们首先把所有的变量模糊化，通过一定的算法把水温，水温的变化率，加热功率，加热功率的变化率等变成语言变量，比如形容为非常大，比较大，稍微大，正好，稍微小，比较小，非常小。然后像人那样制定规则库，if水温...and水温的变化率.....then加热功率......。然后通过一些算法把规则库和模糊关系制定成表输入到运算芯片的flash即可工作。
再例如使用人工神经网络，我们仿照人脑建立计算机神经网络模型，每个人工神经元都含有很多带权重的轴突，一个带激发判定的细胞体和若干带输出函数的树突，然后很多人工神经元按照一定逻辑分成进行连接，然后把热水器采集到的大量信息拿过来，分别加到输入端和输出端，通过一定算法改变人工神经元之间的连接权重和激发因子，最终使得所有已知的训练量都能满足这个人工神经网络，在足够训练量的情况下，控制精确度能达到很高。
综合起来说，普通控制是完全基于数学的控制，而智能控制则是基于逻辑规则，使用人类思维的模型或者经验模型甚至是仿照人类神经网络来进行训练学习的模型。
优缺点的话就很明显了，经典控制和现代控制都有一个明显的好处——稳定点非常精确，即使是超调量，最快响应时间等各有缺陷，但是总归在平衡位置上是异常精确的。而智能控制不论是采用扎德还是麦克丹尼的理论，都不可避免的有不精确的成分，但是无疑的很多控制对象都不是那么容易建立方程的，而且很多控制对象即使能建立方程，也是现在的数学理论还不能探讨的。例如一个烧锅炉的师傅往往会根据火候和炉壁摸着烫不烫作为输入量来决定加多少煤，让他总结经验是很容易的，但是如果要求这个烧锅炉的师傅建立一个方程那显然是不可能的。
实际工程上用的时候往往是智能控制和普通控制综合使用。例如一个控制模型，先做一个判决算法判定是否到达平衡位置，如果未到达则采用智能控制器使其快速响应，在超调量等参数到达一定范围以后，切换才经典控制器或者现代控制器进行运算。
以上仅为工程和研究经验的总结，有可能作为材料成文，未经允许谢绝转载。