控制工程文献综述

工程控制基础文献综述院系：班级：姓名：学号：一、引言本学期初步学习了工程控制基础，为了更好地了解和学习该门课程，我通过网络渠道搜集了十篇有关工程控制的期刊文献。深入阅读后，我进行了总结，并对工程控制有了一定深度的理解。本文是对搜集和阅读的文献的综述，旨在简要的介绍工程控制的发展和应用。我所搜集的期刊均来自中国知网，其中包括工程控制的发展史和在车辆、电力及机器人方面应用的文献。二、文献综述1.智能控制工程研究的进展自1985年在纽约召开第一届智能控制学术会议至今，智能控制已经被广泛研究应用于工业、农业、服务业、军事航空等各个领域。近年来，随着人工智能技术和其他信息处理技术，尤其是信息论、系统论和控制论的发展，智能控制在控制机理和应用实践方面均取得了突破性的进展。遗传算法与模糊逻辑、神经网络相互融合，通过模拟人类思维方式和结构来设计用于解决复杂的各种非线性问题的控制策略，并已在各种实际工程项目中得到应用，取得了良好的效果。分布式人工智能中的Agent和MultiAgentSystem已成为研究的热点，构建基于Agent的集散递阶结构的智能控制系统为智能控制注入了新的活力。在理论研究取得进步的同时，国内外的研究者均意识到智能控制的研究不能只停留在计算仿真的层次上，智能控制应该直接面向传统控制难以或无法解决的复杂的非线性系统，面向实际工程应用。2.车间运输小车的智能控制工厂运输是协调生产的重要环节和工厂设施的重要组成部分，它的效率直接影响生产成本及生产率。目前，加工中小产品机械加工车间运输系统主要有空间运输和地面运输两种。空间运输主要是小吨位桥式起重机和电动葫芦，其控制方式多为下拉线式，这种方式有以下缺点：1）设备复杂，功率消耗大，投资高。2）操作不方便，运输效率低。3）只适应车间内部运输。地面运输主要采用叉车及手推运料小车，叉车需专人驾驶且无固定轨道，在车间内运行极不安全，手推运料小车需人为动力，劳动强度大，运输效率低。本设计的有轨运料小车，利用了PLC的编程简单，工作可靠，硬件组合灵活，不增加外部控制电器即可实现任意复杂逻辑控制等特点，实现了运料小车的智能控制。小车应具有两种控制方式，即：呼叫自动响应控制和手动点动控制，正常情况下应使用前一种控制方式。两种控制方式必须实现互锁。呼叫自动响应控制：每个机床处各设一个呼叫按钮。由于意外或故障导致小车在非呼叫工位处停车时，不响应任一工位处的呼叫信号，只能采用手动控制进行纠正。3.自主转向悬挂式独轨车的智能控制该系统是利用周立功单片机公司生产的LPC2000系列实验箱、2个GPRS模块以及iPico公司生产的射频识别模块，在Linux环境下进行模拟实验的。经仿真实验表明，自主转向悬挂式独轨车载在距离标签10m内能够以915MHz的频率通过射频模块识别到前方轨道信息，而且能以115.2Kbyte/s的波特率与GPRS连接，然后接入GPRS网络与远端网络监控站实时通信，进行数据交换。根据实际仿真，GPRS模块的传送差错很低，差错只是在刚刚启动系统时才会出现，加以程序上的改进完全可以去除不稳定因素。由于仿真实验是在低速的状态下完成，考虑到轨道车行进中速度较高，应当将标签设置在距离岔道口一定距离处。由以上数据得出，该系统具有性能稳定、实时性强等特点，具有广泛的应用前景。4.电动机转速模糊控制系统设计本系统使用了模糊控制理论。模糊控制理论作为现代智能控制领域的一个分支，在实际工程中取得了许多成功的应用，目前国内外许多院校都开设了模糊控制理论课。针对直流电动机的调速问题，采用模糊控制算法，利用INTER8098单片机作为控制器，利用PWM技术，实现对电动机转速的智能调节。该系统的模糊控制器设计方法如下：（1）为了设计方便，模糊控制器采用一种常用的二输入单输出结构（2）在直流电动机转速模糊控制系统中，变量有三个，即偏差、偏差变化和控制量。（3）对这些变量执行的模糊化根据实验中的实际操作经验，再经过一定的分析处理之后，总结出控制规则。（4）利用MATLAB工具箱中的FuzzyToolBox的函数，根据上面的模糊化变量及控制规则，编写Fuzzy。m函数模糊控制器的单片机实现的方法：首先把上面求得的模糊控制表存入8098单片机外扩EPROM2764的4300开始的单元，实际运行时根据给定的转速与实测转速计算，量化为相应论域中的元素，然后查找控制规则表，找出脉宽增量值，然后输出去改脉宽值实现对电机转速的调节。5．智能输电网的智能控制中心智能电网控制中心SCC以预防控制为主，通过自治愈在发生故障时实现电网快速恢复；从传统的以考虑电网安全性为主向安全性和经济性并重过渡。正常状态下，通过动态实时/预测态安全分析，降低电网故障发生的概率；报警状态下，通过智能报警，使电网快速回归正常；故障状态下，通过智能故障诊断，使电网故障得以迅速定位和排除，恢复正常；在保证电网安全，稳定运行前提下，实现电网的经济、节能运行。其架构为架构的可扩展性和面向应用的架构，其信息分层和调度为控制中心之间的信息以及分层智能电网控制中心与厂站之间的互动。通过此技术，最终实现高可靠、高效、少维护、强自愈的SCC的信息基础。此外，随着上述变电站级的网络建模和状态估计功能的发展，可推动数字变电站发展为智能变电站。6．智能控制双通道伪随机信号发生器现代工程中，伪随机信号在通讯、导航、雷达、遥控、测量、计算机、密码和自动化等领域中得到广泛的应用，例如，利用伪随机信号进行误码测试，扩频通讯，相关辨识和相关测量，解决了传统方法无法解决的难题。仪器智能控制的核心是MCS—51系列的8031单片机。它采用LED数码管显示，为仪器的使用者提供了友好的人机界面，使用时通过键盘将所选择的控制参数置入，包括信号频率，序列周期长度及两通道信号的相对延迟时间。单片机据此控制伪随机信号的产生和启动。经过大量试验，体现出，该机具有精度高、显示清晰、操作方便、工作可靠、小巧轻便等特点，是伪随机信号研究与应用的有效仪器。7．基于物理模型的拟人智能控制拟人智能控制不依赖被控对象的数学模型，因此不受“线性”约束。由于不受“线性”的约束，在形成控制律时可以针对被控对象的实际情况采取必要的措施，例如非线性补偿等。应用归约和分析得出定性控制律的过程只需设计者有一般学科知识及控制经验，而此过程实际上是建立被控对象动力学模型的过程，其难易程度与一般建模相当，对应用者并没有提出更高的要求。当然如果无法提供物理结构和参数，即没有物理模型，那么此方法是无效的。对于复杂的非线性被控对象，只要有物理模型，拟人智能控制具有方法简单直观、性能良好等优点。8．一种基于模糊神经网络的双足机器人混杂控制基于模型的模糊神经网络逆系统方法是一种将控制律分割方法，在机器人模型基础上建立机器人的α阶逆系统，使得与原系统中的非线性模型结合成为伪线性系统。利用模糊神经网络对机器人逆系统进行逼近。因此，这里模糊神经网络逆系统起的作用就是将机器人系统线性化并解耦，从而把系统简化为n个独立的可以使用简单控制规律的线性系统。该系统提出了一种基于模糊神经网络逆系统的H∞控制，并将其应用于双足步行机器人的控制问题中。逆系统的引入有利于降低原系统的非线性程度及强耦合性，模糊神经网络的逼近能力有效的获取了系统的参数信息为H∞控制提供了基础，H∞控制保证了系统的稳定性并将外扰及逼近误差对系统的影响降低到了较小的程度。这类混杂控制策略也将成为机器人控制方法中的研究趋势。9.国外关于工程控制的研究及相关文献（1）ArequirementsengineeringprocessforcontrolengineeringSoftware控制工程软件中的需求工程进程本文献列举了一些典型的使用控制工程软件求解需求工程的例子。这些例子都是基于一些有很好的实验结果的软件产品进行的。本文中所提到的系统大多是典型的系统，用传统的方法求解会有一定的困难。本文提供了一种很实用的方法，使用软件求解，这也是现代科学研究中较为常见的一种方法，不仅在控制工程领域有着不凡的作用，在其他领域也是大放异彩。将工程控制同软件结合起来会成为今后求解系统的一个大方向。(2)DevelopmentofaFoss-BasedHardware-in-the-loopPlatformforControlEngineeringEducationFoss-BasedHardware-in-the-loop平台在控制工程教育中的发展HIL平台在如今的控制工程教育方面起到了不小的推动作用，利用HIL平台可以仿真出很多系统，在工程控制中显示出很强大的作用。如下都是HIL平台强大的作用：三、总结通过对以上文献的阅读和理解，我已经对工程控制有了一定的理解。通过了解工程控制在实际中的应用，我不仅意识到工程控制在现实中的强大作用，在生活中我们几乎处处在使用系统，而这些系统正是工程控制研究的对象。除此之外，我还初步了解了求解系统的几种方法如模糊算法。而通过阅读外文文献，我还了解到软件在求解系统和进行工程控制中的强大作用，从而，使我意识到在进行解题时应该多用软件。总之，这些文献使我受益匪浅。四、参考文献[1]郝力文,王子文.车间运输小车的智能控制.机械2001年第28卷增刊:150-152[2]李晶,王树臣,西佳军,刘亚秋.电动机转速模糊控制系统设计.佳木斯大学学报(自然科学版).2001年3月.第19卷(第1期):87-96[3]李诚,张明廉.基于物理模型的拟人智能控制.航空学报.2004年3月.第25卷(第2期):148-152[4]刘治,李春文.一种基于模糊神经网络的双足机器人混杂控制.控制理论与应用.2001年8月.第18卷增刊:103-110[5]蔡自兴,陈海燕,魏世勇.智能控制工程研究的进展.控制工程.2003年1月.第10卷(第1期):1-10[6]张涛,李香平,徐立军.智能控制双通道伪随机信号发生器.仪器仪表学报.2002年8月.第23卷(第4期):382-385[7]鲁成勉.智能输电网的智能控制中心.信息与电脑.2009年.第11期:15[8]付磊,王景中.自主转向悬挂式独轨车的智能控制.北方工业大学学报.2007年3月.第19卷(第1期):33-49[9]FernandoValles-Barajas.Arequirementsengineeringprocessforcontrolengineeringsoftware.InnovationsSystSoftwEng(2007)3:217–227[10]FlavioPadilhaQueiroz.FranciscoJoséGomes.LukaParmadeFreitas.ViniciusAthouguiaGama.DevelopmentofaFoss-BasedHardware-in-the-loopPlatformforControlEngineeringEducation.JControlAutomElectrSyst(2013)24:244–252