引論：我們?yōu)槟砹?3篇智能化控制論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
2.1手動(dòng)化到自動(dòng)化
電氣控制技術(shù)的初始階段是手工控制階段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，手工操作逐漸邁向了半自動(dòng)化操作階段，并隨著應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。其主要的表現(xiàn)形式為控制方法和控制設(shè)備的自動(dòng)化，這一階段的電氣控制技術(shù)是一次革命化的變化，極大解放了人力資源，優(yōu)化了人力資源配置，為電氣控制技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2.2簡單化到智能化
電氣控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單的自動(dòng)化后，還需要借助人力的操作，因此其故障率一直比較的高，同時(shí)這些失誤通過控制人力操作是難以避免的。因此，相關(guān)的專家把研究的重點(diǎn)放在了更高級(jí)的電氣控制技術(shù)上，尤其是智能化技術(shù)更是科學(xué)家研究的重點(diǎn)，自動(dòng)化的電氣控制技術(shù)不可避免的會(huì)出現(xiàn)故障問題，人為故障比率較高，但是智能化控制技術(shù)則提高了機(jī)器的改錯(cuò)能力，極大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，因此，電氣控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能化的控制是一次深層次的革命，實(shí)現(xiàn)了控制技術(shù)的質(zhì)的飛躍。
2.3邏輯化到網(wǎng)絡(luò)化
電氣控制技術(shù)在漫長的發(fā)展歷史中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化的發(fā)展模式，但是隨著人們需求的提高，智能化的控制技術(shù)已經(jīng)不能滿足時(shí)展的需求，因此進(jìn)行控制技術(shù)的革新勢(shì)在必行，尤其是簡化控制技術(shù)是革新的重點(diǎn)。當(dāng)前電器控制技術(shù)面臨著從邏輯化到網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)，海量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理發(fā)展到了信息化的處理模式，電氣控制技術(shù)的控制原理也從單一的觸頭硬接線邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到了微處理器或者微計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制系統(tǒng)，同時(shí)其控制設(shè)備的體積減小，設(shè)備操作更加簡潔。
3智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用
智能化技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用取得了很好的效果，在自動(dòng)化控制、設(shè)備故障監(jiān)測(cè)、工程優(yōu)化等方面發(fā)揮著重要作用，提高了自動(dòng)化程度、加快了電氣工程的設(shè)備事故監(jiān)測(cè)維修速度，極大地優(yōu)化了電氣工程。
3.1智能化技術(shù)理論基礎(chǔ)
人工智能技術(shù)的概念在20世紀(jì)50年代提出，隨后被其他領(lǐng)域行業(yè)普遍接受采納，并且智能化技術(shù)的應(yīng)用廣泛推展。電氣工程是人類從事各種生產(chǎn)活動(dòng)的基本技術(shù)要素，作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中高端分支的智能化技術(shù)正逐漸被應(yīng)用其中。人工智能技術(shù)通過模擬人的智能的方法和技術(shù)，開發(fā)研究升級(jí)的科學(xué)技術(shù)，人工智能的工作目的是設(shè)計(jì)出和人類智能相似的機(jī)器，以解決工作出現(xiàn)的復(fù)雜情況變化，提高工作的效率和精度，通過調(diào)查研究顯示，在電氣工程的自動(dòng)化控制中使用智能化操作技術(shù)能合理整合電氣工程中的資源配置，降低成本。
3.2智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
智能化技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用，涉及的工作領(lǐng)域較多，分工較為明確，是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，需要有極強(qiáng)的技術(shù)和人才支撐，同時(shí)還需要控制人員有較高的責(zé)任感和操作能力。另外，要加強(qiáng)電氣控制中人工智能的有效使用，電氣控制是整個(gè)工程中的重要一環(huán)，在電氣工程中，要加強(qiáng)自動(dòng)化控制的保護(hù)，把GPS定位系統(tǒng)安裝在電氣控制線路中，通過定位系統(tǒng)控制電氣控制的線路工作，以便于能及時(shí)的傳輸、反饋電氣工程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并做出智能化分析，及時(shí)采用有效的智能化控制措施。
3.3智能技術(shù)在電氣工程故障檢測(cè)分析中的應(yīng)用
在電氣工程中，可以使用智能化的控制手段進(jìn)行系統(tǒng)故障的監(jiān)測(cè)，通過問題的及時(shí)反饋，進(jìn)行智能化的數(shù)據(jù)分析，以便于進(jìn)行故障的維修，并能夠進(jìn)一步的實(shí)施監(jiān)控措施，在故障檢測(cè)中常用的方法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等。對(duì)于電氣的變壓器、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)進(jìn)行有效的監(jiān)控，利用智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能清晰的判斷故障的所在，通常在系統(tǒng)中采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)來分析，從而提高了工作效率和精度。尤其是在變壓器的故障監(jiān)控中，傳統(tǒng)的診斷方法技術(shù)是通過檢測(cè)變壓箱中的氣體來判斷故障，其方法較為復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間長，檢測(cè)精確度差，很難有效的解決故障。
3.4智能技術(shù)在電氣工程電氣設(shè)備優(yōu)化中的應(yīng)用
主要包含兩個(gè)方面：①智能化技術(shù)的遺傳算法，這種算法是通過模仿生物遺傳，利用生物的進(jìn)化規(guī)律進(jìn)行智能搜索和運(yùn)算，利用生物遺傳規(guī)律的完美型來優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部缺陷。②智能化專家系統(tǒng)，通過設(shè)置完善的數(shù)據(jù)分析軟件，把存在的問題和缺陷進(jìn)行自我優(yōu)化。在實(shí)際的工程中，一般要結(jié)合兩種優(yōu)化措施，以便達(dá)到最佳的優(yōu)化效果。此外，在智能化系統(tǒng)中，也采用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行設(shè)備的優(yōu)化升級(jí)，其主要的作用原理是：利用物理學(xué)的方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行設(shè)備和計(jì)算機(jī)算法的升級(jí)優(yōu)化，從而解決了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的速度問題，極大地提升了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行處理速度和智能化反應(yīng)速度。
4數(shù)控技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用
4.1數(shù)控技術(shù)的電氣工程中的應(yīng)用前景
數(shù)控技術(shù)是一種數(shù)字化的控制方式，借助于精密的信息處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，同時(shí)通過傳輸系統(tǒng)把相關(guān)指令傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心配備的高效、即時(shí)的控制系統(tǒng)，可以快速處理傳輸數(shù)據(jù)，并做出相關(guān)的指令。數(shù)控技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，數(shù)控在20世紀(jì)末技術(shù)已經(jīng)逐漸得到了完善，各種系統(tǒng)內(nèi)的漏洞也逐漸完善化，從而解決了一系列的工程問題，因此為了更好的實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)的安全，保證了電氣工程人員的人身安全，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化、無人化、程序化、數(shù)據(jù)化的操作模式應(yīng)當(dāng)前數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。
4.2數(shù)控技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用的合理性與科學(xué)性
電氣工程系統(tǒng)較為復(fù)雜，同時(shí)也是一個(gè)連續(xù)性的工程，因此，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)結(jié)合電氣工程的實(shí)際，確保電氣工程中數(shù)控技術(shù)運(yùn)用的合理性與科學(xué)性。數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)是數(shù)控體系，通常而言，數(shù)控體系的完成需要借助于服務(wù)主機(jī)和控制器，并通過兩者之間的連接方式來確定系統(tǒng)的安全性和可靠性。當(dāng)前KVM主機(jī)在電氣工程中應(yīng)用廣泛，常采用CATS鏈接和KVM鏈接兩種模式與數(shù)控系統(tǒng)機(jī)房進(jìn)行連接，而本地的控制中心則通過KVM主機(jī)收集的信息數(shù)據(jù)來了解整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性做出相應(yīng)的評(píng)估。服務(wù)器的功能則是將系統(tǒng)的運(yùn)行狀況轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的電信號(hào)，同時(shí)擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)取功能，這就提高了系統(tǒng)信息存儲(chǔ)的科學(xué)化和全面，方便了控制工作的進(jìn)行。此外控制中心也可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行做出相應(yīng)的指令調(diào)整，而指令調(diào)整的信息也以同樣的方式存儲(chǔ)早服務(wù)器主機(jī)中，方面以后的信息調(diào)取工作。遠(yuǎn)程控制中心則是利用各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電氣系統(tǒng)與本地控制中心實(shí)現(xiàn)有效鏈接，在同一時(shí)內(nèi)監(jiān)控多個(gè)電氣系統(tǒng)，常常應(yīng)用于較為高層的片區(qū)系統(tǒng)。
4.3數(shù)控技術(shù)對(duì)電氣工程設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)控
數(shù)控技術(shù)在電氣工程的一個(gè)重要作用就是運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)控，包括對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、管理環(huán)境的監(jiān)控。對(duì)于電氣系統(tǒng)環(huán)境的監(jiān)控包括運(yùn)行環(huán)境濕度和溫度、電壓、電量等，根據(jù)設(shè)置的參數(shù)來確定外部環(huán)境和內(nèi)部控制系統(tǒng)的匹配度，如果電氣控制監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常，例如溫度不穩(wěn)、電壓過大或者過小等情況都會(huì)造成內(nèi)部環(huán)境的異常，而這些數(shù)據(jù)都會(huì)被及時(shí)反饋到控制中心，控制中心接收到相關(guān)數(shù)據(jù)信號(hào)后就會(huì)與預(yù)先設(shè)定的警戒值進(jìn)行比較，從而根據(jù)比對(duì)的數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的判斷，同時(shí)發(fā)出有效的指令信號(hào)。
篇2
（一）免去了控制模型的建立
在電氣工程的傳統(tǒng)工作中，自動(dòng)化系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)必須有控制模型的建立。但是，在實(shí)際的操作中，被控制對(duì)象往往需要十分復(fù)雜的動(dòng)態(tài)方程，這就影響了精確效果的獲得。由此，在設(shè)計(jì)對(duì)象模型的環(huán)節(jié)中，經(jīng)常會(huì)遇到無法科學(xué)預(yù)測(cè)、無法準(zhǔn)確估量的一系列困難。然而，智能化系統(tǒng)的出現(xiàn)，使這些困難得到了較好解決，極大促進(jìn)了工作效率的提升，同時(shí)對(duì)于一些不可控制的因素，也實(shí)現(xiàn)了較好的控制，大大提升了自動(dòng)化控制器的準(zhǔn)確性。
（二）實(shí)現(xiàn)了便捷的電氣系統(tǒng)控制
智能化控制器的實(shí)際應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了更加便捷的電氣系統(tǒng)控制，隨時(shí)都可以完成對(duì)系統(tǒng)控制程度的有效調(diào)整，極大提升了系統(tǒng)的整體工作性能，是對(duì)自動(dòng)化控制順利實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步保障。從這一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)中就可以看到，和傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制器相比較，在任何條件下，智能化控制器都具有更加完善的調(diào)解控制功能，在電氣工程的自動(dòng)化實(shí)踐應(yīng)用中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
（三）實(shí)現(xiàn)了一致性的智能化控制
在自動(dòng)化控制中的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，智能化控制器可以實(shí)現(xiàn)一致性的智能化控制，很好解決了不同數(shù)據(jù)的處理困難。而且，在自動(dòng)化控制的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行上，即使遇到陌生的數(shù)據(jù)，也依舊可以獲得具有較高準(zhǔn)確度的估計(jì)。但是，如果發(fā)現(xiàn)智能化控制器在實(shí)際的應(yīng)用中沒有發(fā)揮出理想的效果，一定要全面排查工程的各個(gè)細(xì)節(jié)，細(xì)致地進(jìn)行分析，不能盲目的否定智能化控制技術(shù)。
三、智能化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用
（一）系統(tǒng)病因診斷
在電氣工程診斷工作中，采用傳統(tǒng)的人工手段具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，雖然對(duì)工作人員要求十分嚴(yán)格，但是也無法獲得較為準(zhǔn)確的診斷病因。在電氣工程工作中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的過程中經(jīng)常會(huì)遇到一些如設(shè)備、數(shù)據(jù)等方面的問題，這是不可能避免的，采用傳統(tǒng)的人工診斷辦法不能確保病因處理的及時(shí)性，而且處理效果也不佳。但是，智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得自動(dòng)化控制工作的診斷效率得到大幅度提升。而且，定時(shí)檢測(cè)診斷應(yīng)用，有效避免了一些不必要的問題。
（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
在電氣工程發(fā)展中，傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)需要工作人員進(jìn)行多次重復(fù)的實(shí)驗(yàn)操作和改良，而且，在這一工作過程中，對(duì)工作人員的工作素質(zhì)也有著較高的要求，既需要工作人員掌握一定的專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)，還需要工作人員能夠很好的將知識(shí)理論應(yīng)用于實(shí)踐工作中。但是，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，工作人員往往不能做到全面的考慮，經(jīng)常會(huì)漏掉一些具體的問題。所以，一旦發(fā)現(xiàn)復(fù)雜問題，很多情況下都不能做到及時(shí)解決。而智能化技術(shù)的出現(xiàn)，較好解決了這一問題。設(shè)計(jì)工作可以借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成，也可以借助于相關(guān)的軟件完成，既保證了設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)樣式的豐富化，更能夠做到對(duì)復(fù)雜問題的及時(shí)處理，較好保證了自動(dòng)化控制的穩(wěn)定性。
（三）系統(tǒng)的自動(dòng)化控制
在電氣工程中，智能化技術(shù)可以應(yīng)用于多個(gè)控制環(huán)節(jié)，能夠很好的實(shí)現(xiàn)整體性的自動(dòng)化控制。智能化技術(shù)的主要控制工作是借助于三種手段實(shí)現(xiàn)的，一是模糊控制，二是專家系統(tǒng)控制，三是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。運(yùn)用這三種控制手段，極大提升了自動(dòng)化控制效率，使遠(yuǎn)距離的自動(dòng)化控制成為可能，增強(qiáng)了對(duì)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行反饋。特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)算法的反向?qū)W習(xí)，在信號(hào)處理方面得到了較大應(yīng)用。
篇3
不同智能控制系統(tǒng)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，復(fù)合智能系統(tǒng)就是將各種不同種類的控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合使用，這樣可以在克服各個(gè)控制系統(tǒng)缺點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的綜合。目前常用的復(fù)合系統(tǒng)主要是有模糊滑模控制、模糊專家控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制。模糊專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)是種特殊的專家系統(tǒng)，即在知識(shí)獲取、表示、處理的整個(gè)環(huán)節(jié)中都加入了模糊技術(shù)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)就是，即使初始信息獲取的不夠完整或者準(zhǔn)確，但該系統(tǒng)還是可以較為有效的人類專家思維模擬，在既有的不完整的信息下提出最優(yōu)化的解決方案。模糊專家系統(tǒng)是模擬人類有關(guān)專家進(jìn)行有關(guān)問題解決的思路，因此是一種較容易開發(fā)應(yīng)用的復(fù)合系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)。該系統(tǒng)起源于上世紀(jì)九十年代的日本，它有效的利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)任意函數(shù)映射，具有良好的學(xué)習(xí)性，可處理殘缺、粗糙、模糊的信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)是兩種系統(tǒng)的有效結(jié)合，它在實(shí)現(xiàn)模糊邏輯利用少量信息進(jìn)行知識(shí)表達(dá)的同時(shí)，也可通過聯(lián)想進(jìn)行有關(guān)知識(shí)的應(yīng)用，這使得該控制方法實(shí)現(xiàn)了表達(dá)和學(xué)習(xí)能力的綜合提升。模糊滑模控制?；？刂谱畲蟮膬?yōu)點(diǎn)就是不受系統(tǒng)不確定性的影響，魯棒性較佳；其缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在未建模動(dòng)態(tài)及補(bǔ)償干擾的高控制增益，此外在高頻轉(zhuǎn)換時(shí)易產(chǎn)生一定的抖振。綜合模糊系統(tǒng)以后的模糊滑?？刂凭秃芎玫目朔诉@些問題，它將二者不依賴性及魯棒性好的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了一定的結(jié)合，因而可以有效實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象的轉(zhuǎn)換。該控制方法具有很好的應(yīng)用前途。
3智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用
3.1對(duì)單元機(jī)組負(fù)荷的控制
非線性、不確定、時(shí)變以及耦合等是單元機(jī)組負(fù)荷控制的難題所在，對(duì)此，可以設(shè)計(jì)出建立在機(jī)跟爐與爐跟機(jī)上的具有自適應(yīng)性的兩種神經(jīng)元模擬負(fù)荷控制系統(tǒng)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)下各權(quán)系數(shù)學(xué)習(xí)收斂明顯提速，且效果自適應(yīng)性及控制性均較理想。此外，結(jié)合神經(jīng)元控制與模糊邏輯算法并將其應(yīng)用在單元機(jī)組負(fù)荷控制上，此時(shí)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性、抗干擾性、魯棒性都有顯著的增強(qiáng)，系統(tǒng)的響應(yīng)速度也明顯提升。
3.2對(duì)過熱汽溫的控制
過熱汽溫對(duì)于鍋爐的正常運(yùn)行有著極為重要的意義。改變減溫水是實(shí)施鍋爐過熱汽溫控制的常用方法，大慣性、時(shí)滯性，以及動(dòng)態(tài)特性的隨便是該系統(tǒng)主要面對(duì)的問題。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)引入到過熱汽溫系統(tǒng)中來，這使得系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、控制質(zhì)量及適應(yīng)性都有了明顯的提升。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制下的過熱汽系統(tǒng)魯棒性較優(yōu)，即使在調(diào)峰機(jī)組變工時(shí)也可以實(shí)行很好的運(yùn)行和控制，因此有效的克服了原先過熱汽溫控制的時(shí)滯及不穩(wěn)定問題。
3.3對(duì)鍋爐燃燒過程的控制
鍋爐燃燒易受到煤種煤質(zhì)、變量耦合、時(shí)滯等多種因素的干擾，且其燃燒率很難實(shí)行頸椎的測(cè)區(qū)。將專家控制應(yīng)用到鍋爐燃燒過程的控制中以后，通過專家系統(tǒng)逐次的判斷、分析和推理，可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)式的系統(tǒng)，具體包括對(duì)緊急事故、工況判斷子集、送風(fēng)調(diào)節(jié)子集、執(zhí)行機(jī)構(gòu)診斷子集、煤厚調(diào)節(jié)子集等多內(nèi)容的判斷。此外，將模糊控制融入鍋爐燃燒系統(tǒng)以后能夠有效解決原系統(tǒng)不確定性問題，并同時(shí)提升系統(tǒng)的魯棒性與控制質(zhì)量。
3.4對(duì)中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的控制
磨負(fù)荷信號(hào)較難測(cè)量、數(shù)學(xué)建型復(fù)雜以及被控參數(shù)耦合，是中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)主要的問題所在，此時(shí)就可以利用模糊語言規(guī)則克服其延遲與非線性的問題，具體內(nèi)容包括，將操作人員的經(jīng)驗(yàn)以數(shù)據(jù)的形式存入計(jì)算機(jī)并進(jìn)行計(jì)算，然后通過預(yù)測(cè)和分級(jí)進(jìn)行兩種模糊控制。此外，將神經(jīng)元解耦及模糊控制融入到磨煤機(jī)控制系統(tǒng)中，這樣以來，球磨機(jī)制粉時(shí)滯以及耦合的問題就得到了很好的解決。
3.5對(duì)給水加藥的控制
給水加藥工作主要涉及的是氨與聯(lián)胺的加入，前者可以使給水與高凝結(jié)水處于較高的堿性，避免酸性水腐蝕高低壓給水設(shè)備；而后者是通過聯(lián)胺的化學(xué)作用控制水內(nèi)氧和二氧化碳的含量，從而避免相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕、生垢等問題。實(shí)際生產(chǎn)中加藥量的大小易受到水處理工況、蒸發(fā)量等因素的影響，因此很難對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效的控制。在給水加藥系統(tǒng)中使用模糊控制系統(tǒng)，這樣以來，專家有關(guān)經(jīng)驗(yàn)的信息就會(huì)融入到控制系統(tǒng)中，從而使系統(tǒng)控制的質(zhì)量得到大大的提升。在變頻器輸出頻率的控制中使用模糊控制，能夠有效的進(jìn)行加藥泵機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，這種融入模糊控制的給水加藥系統(tǒng)能夠避免人工加藥引起的各種不良后果，從而提高了給水加藥的工作質(zhì)量。此外，模糊控制下的假藥系統(tǒng)具有較好的魯棒性，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)也比較快速，因此具有很好的使用經(jīng)濟(jì)性。
篇4
智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用的原理主要是實(shí)現(xiàn)控制的智能化、人性化，減少控制中的失誤，節(jié)約人力物力。當(dāng)前，智能化控制在電氣自動(dòng)化控制上與傳統(tǒng)控制相比主要有以下優(yōu)勢(shì)：
2.1智能化技術(shù)對(duì)電氣系統(tǒng)調(diào)整更加便捷智能化控制器可以通過魯棒性和響應(yīng)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制，可以有效地提高工作效率，增加自動(dòng)化控制的精確性。同時(shí)，智能化控制器在控制中通過相關(guān)數(shù)據(jù)的改變來實(shí)現(xiàn)控制，不需要技術(shù)人員的參與，節(jié)省了人力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，為電氣自動(dòng)化控制帶來了極大便利。
2.2智能化技術(shù)提升了控制精密度傳統(tǒng)的控制方式會(huì)在控制過程中由于控制對(duì)象的復(fù)雜性而不能準(zhǔn)確掌握控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)，從而在控制中出現(xiàn)無法預(yù)測(cè)的客觀因素，因此設(shè)計(jì)出來的模型因精確性不夠而不能實(shí)現(xiàn)很好的控制效果。智能化控制器在控制中不需要建立對(duì)象模型，使得不確定性的因素減少，提高了自動(dòng)化控制的精密度。2.3智能化技術(shù)的一致性強(qiáng)在處理不同的數(shù)據(jù)問題時(shí)，輸入不同的數(shù)據(jù)獲得的結(jié)果較為理想，滿足自動(dòng)化控制的要求?？刂茖?duì)象的不同也會(huì)導(dǎo)致控制效果的不同，控制器并沒有針對(duì)每個(gè)控制對(duì)象都有控制要求，但控制效果較為理想。同時(shí)，部分控制對(duì)象的改變也會(huì)導(dǎo)致控制效果達(dá)不到相關(guān)要求，因而在自動(dòng)化控制設(shè)定時(shí)，一定要從實(shí)際情況出發(fā)。在對(duì)控制進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，不能對(duì)智能化控制盲目否定，要認(rèn)真找到出問題的具體原因，加以解決。
3智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
3.1診斷電氣工程中出現(xiàn)的故障電氣工程自動(dòng)化控制是一個(gè)機(jī)器系統(tǒng)，在運(yùn)行中難免會(huì)出現(xiàn)故障，智能化技術(shù)的運(yùn)用，往往能夠及時(shí)診斷出自動(dòng)化控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。變壓器是電氣工程中的重要電氣元件，對(duì)整個(gè)電力運(yùn)行起著重要作用，電壓器故障是電氣工程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障，這種故障帶來的影響較大。自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用能夠通過變壓器的滲漏油分解氣體進(jìn)行分體，對(duì)變壓器故障作出診斷，對(duì)故障位置進(jìn)行排查，從而協(xié)助工作人員做出檢修方案，維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。智能化技術(shù)的運(yùn)用，大大提升了維修的速度與效率，提升了電力企業(yè)的效益。
3.2實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化的智能控制智能技術(shù)運(yùn)用到電氣自動(dòng)化控制之中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，工作人員只需在控制室中，就可以通過相關(guān)控制器控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這種操作的無人化、自主化和高效化擴(kuò)大了智能化控制的發(fā)展空間，體現(xiàn)了智能化控制的優(yōu)越性，使得智能化控制在其他能與能夠進(jìn)一步發(fā)展。
3.3優(yōu)化電氣工程的設(shè)計(jì)電氣工程自動(dòng)化控制是通過對(duì)控制元件的編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，在設(shè)計(jì)中，過程繁雜，技術(shù)性和專業(yè)性要求高，對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)也有相關(guān)要求。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式是通過試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方式在操作上容易出錯(cuò)，而且效率低，修改起來不方便。在當(dāng)前技術(shù)條件下，電氣自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)主要通過智能化CAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，在時(shí)間控制上，這種設(shè)計(jì)能夠最大限度的節(jié)約時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高效化設(shè)計(jì)，同時(shí)還可以保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。遺傳算法是優(yōu)化設(shè)計(jì)中的重要方式，對(duì)電氣自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)起到重要作用。
3.4其他應(yīng)用此外，在電氣工程自動(dòng)化控制控制中，PLC技術(shù)的使用，是智能化控制的重要組成部分。它通過繼電控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)工藝流程的控制，繼而協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)。在電力企業(yè)中，PLC技術(shù)的使用，可以極大提高控制的準(zhǔn)確性和可靠性。
篇5
2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
2.1性能發(fā)展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
(3)工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。
(4)實(shí)時(shí)智能化早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。
2.2功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。
(2)科學(xué)計(jì)算可視化科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>
(4)內(nèi)裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。
2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。
(2)模塊化硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
(3)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
篇6
錢七虎院士在中國地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)展、挑戰(zhàn)及對(duì)策中指出隧道工程建設(shè)信息化技術(shù)的發(fā)展方向，包括開展基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的TBM/盾構(gòu)施工的分析與控制研究，以及數(shù)字隧道向智慧隧道的發(fā)展，提出智慧隧道“智”體現(xiàn)四個(gè)方面:透徹感知、全面互聯(lián)、深度整合、智能服務(wù)。
巖土工程施工工序復(fù)雜、工種繁多，施工事故不僅與設(shè)計(jì)、操控有關(guān)，還與地層、地下水、環(huán)境等因素相聯(lián)系，造成很多事故機(jī)理難以完全摸清，且在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中，由于人類本身經(jīng)驗(yàn)的相對(duì)缺乏、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的時(shí)間不充裕，或者風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)施者主觀的不確定性等原因，可能造成風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別不全面、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可參考性不強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策不合理等后果，從而使得風(fēng)險(xiǎn)管理達(dá)不到其原定的目標(biāo)，甚至失效。為了充分、有效地利用人類以前的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)，吸取以往的事故教訓(xùn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、（BR（ （ase-Based Reasoning，案例推理）、RBR（ Rule-Based Reasoning，規(guī)則推理）等智能化分析工具應(yīng)用于巖土工程施工安全評(píng)估能夠很好地解決風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中時(shí)間、經(jīng)驗(yàn)不足的問題。
華中科技大學(xué)的劉博基于案例((（BR）和基于規(guī)則((RBR）混合模式設(shè)計(jì)地鐵施工安全事故案例庫的結(jié)構(gòu)化模型，其搜集了國內(nèi)外(國內(nèi)為主）71個(gè)地鐵工程施工安全事故案例，分析典型案例的表示形式、內(nèi)容特征及統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并通過對(duì)特征的相似性、案例庫的有效性和可操作性分析，論證歷史案例重用的可行性。葉婷婷等將案例推理的原則應(yīng)用到構(gòu)建集成情境的地鐵施工安全動(dòng)態(tài)辨識(shí)知識(shí)庫中，運(yùn)用案例推理和專家識(shí)別的方法構(gòu)建知識(shí)庫的主要運(yùn)轉(zhuǎn)方式，分別運(yùn)用案例推理、專家識(shí)別實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫自動(dòng)識(shí)別器、人機(jī)識(shí)別器的運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過雙方相互融合、相互促進(jìn)實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫運(yùn)轉(zhuǎn)。李興高針對(duì)泥餅等盾構(gòu)掘進(jìn)中典型事故，基于典型事故掘進(jìn)參數(shù)數(shù)據(jù)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)故障識(shí)別和分析，對(duì)于泥餅故障，文獻(xiàn)選用了扭矩、推力、推進(jìn)速度、閘門壓力、出土溫度作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入指標(biāo)，以事故發(fā)生與否作為輸出指標(biāo)。
林鵬研發(fā)了一種在混凝土壩區(qū)為工人提供安全保護(hù)和各種服務(wù)的實(shí)時(shí)隧道定位系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)跟蹤、智能識(shí)別功能，還具有工人緊急呼叫、跟蹤歷史和位置查詢等功能，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該算法可靠、準(zhǔn)確(3-5米精度），可提供實(shí)時(shí)定位服務(wù)。
篇7
20世紀(jì)60年代中期，世界建筑業(yè)啟動(dòng)了新一輪的發(fā)展，建筑物單體的高度與體量急驟增加，二、三百米的超高層建筑，單體超過10萬平方米的大型建筑已十分普通。建筑物規(guī)模的增大與工程建設(shè)的技術(shù)難度不僅體現(xiàn)在高度與面積上，建筑物的多功能使用(同一幢建筑物內(nèi)分層區(qū)具有辦公、酒店、商場(chǎng)、公寓、娛樂等使用功能)。各類使用者對(duì)建筑物的服務(wù)要求多樣化與服務(wù)性能日趨提高，越來越重視生活條件與環(huán)境的舒適性、與社會(huì)和人際溝通的便捷性、生存空間的安全性、設(shè)施服務(wù)的完善性、管理組織的嚴(yán)密性等。在解決這些復(fù)雜難題的過程中逐步形成了智能建筑的概念。
1智能建筑的理論體系
長期以來，對(duì)智能建筑是否存在理論與學(xué)科特征，一直未能形成比較一致的認(rèn)識(shí)。有些人士認(rèn)為智能建筑就是把計(jì)算機(jī)、控制及電子設(shè)備運(yùn)用于建筑物，只是高新技術(shù)的綜合應(yīng)用而已，并無理論可言。
然而，筆者認(rèn)為經(jīng)過二十年的實(shí)踐，智能建筑已不如早期那么神秘朦朧，在長期的建設(shè)、應(yīng)用與管理中，已經(jīng)凸現(xiàn)其深層的特征，有必要對(duì)此進(jìn)行探討。圖1所示為智能建筑理論的結(jié)構(gòu)，下面將分別進(jìn)行闡述。
a.應(yīng)用對(duì)象層。智能建筑為人類活動(dòng)提供信息化、自動(dòng)化的工作和生活場(chǎng)所，它的應(yīng)用對(duì)象就是建筑物的使用者、管理者與服務(wù)提供者。
b.特定功能層。只要是按現(xiàn)代化、信息化運(yùn)作的機(jī)構(gòu)所在地都有智能建筑的需求，因此智能建筑早已不是辦公建筑的專利，公共建筑、住宅建筑、工業(yè)建筑、軍事建筑都可以按智能建筑建設(shè)。近十年來，中國與全球一樣建成了大量智能型的辦公樓、酒店、體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、醫(yī)院、學(xué)校、法院、圖書館、劇院、博物館、機(jī)場(chǎng)、車站、住宅、電子廠、食品廠、化工廠、發(fā)電廠、軍營、應(yīng)急指揮中心等建筑物，這些建筑物在世界的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)中起著極為重要的作用。在這一層面上，智能化系統(tǒng)功能需求與設(shè)備配置往往受建筑物個(gè)性、建設(shè)目標(biāo)，管理模式和投資力度的影響而有較大的差別。
c.應(yīng)用技術(shù)層面。這是智能建筑的技術(shù)基礎(chǔ)，由通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和綜合管理技術(shù)等組成。在這些技術(shù)領(lǐng)域中，最新的技術(shù)成果及其形成的裝備會(huì)以最快的速度應(yīng)用于建筑業(yè)。如在5年前，當(dāng)軟件工程界剛開始討論中間件技術(shù)時(shí)，市場(chǎng)上立即推出了采用中間件技術(shù)的智能建筑系統(tǒng)集成軟件iz bms集成化智能建筑管理系統(tǒng))。又如當(dāng)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)突破，隨即出現(xiàn)了基于工業(yè)以太網(wǎng)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。
d.基礎(chǔ)理論層。雖然從表面上看，智能建筑嵌人了許多令人目眩的五光十色的技術(shù)，但實(shí)質(zhì)上智能建筑并不僅是新技術(shù)的綜合與新裝備的組合，而在其深層次中是有基礎(chǔ)理論的支撐。
1945年奧地利人貝塔朗菲創(chuàng)建系統(tǒng)論形成了“系統(tǒng)哲學(xué)”，這是把世界看作一個(gè)巨大組織的機(jī)體主義世界觀，它包括了系統(tǒng)本體論、系統(tǒng)認(rèn)識(shí)論、系統(tǒng)價(jià)值論和系統(tǒng)方法論。系統(tǒng)理論的概念(等級(jí)秩序、漸進(jìn)分化、反饋、開放等)與方法(圖論、集論、控制論、對(duì)策論、排隊(duì)論等)是智能建筑總體設(shè)計(jì)與工作流程規(guī)劃中的重要工具。
美國人香農(nóng)在1948年奠定了信息論的理論基礎(chǔ)，使人類傳統(tǒng)的科學(xué)從以材料與能量為中心的體系，轉(zhuǎn)變?yōu)橐圆牧稀⒛芰颗c信息為中心。當(dāng)建筑物的智能水平日益提高后，人們已不滿足僅在通信信道容量、噪聲抑制、數(shù)據(jù)加密上應(yīng)用信息論，而需要進(jìn)一步通過統(tǒng)計(jì)及隨機(jī)過程的分析來討論語義分析、信息的嫡的應(yīng)用。
“以人為本”在如今似乎已成為一句時(shí)尚的語句，但在智能建筑的功能設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理中，如果缺乏針對(duì)使用者與管理者的工作和生活便利考慮，缺乏以人機(jī)工效學(xué)對(duì)人機(jī)界面、機(jī)器與人的共享空間的設(shè)計(jì)，缺乏在智能化、數(shù)字化環(huán)境下對(duì)不同職能與層次人的行為處理分析和對(duì)策，那么任何再先進(jìn)的智能化系統(tǒng)也是失敗的。
智能建筑不僅僅是當(dāng)前高新技術(shù)的盡情應(yīng)用，而且必須從可持續(xù)發(fā)展的角度對(duì)建筑物的一切進(jìn)行考量:設(shè)備與材料的環(huán)保、系統(tǒng)運(yùn)行方式的綜合能效設(shè)計(jì)、建筑物節(jié)能模式的選擇、建筑物管理的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都需要從有利于協(xié)調(diào)“自然·社會(huì)·經(jīng)濟(jì)”關(guān)系，提高“人口·資源·環(huán)境”可持續(xù)發(fā)展的水平來考慮。這些工作要有助于建立7項(xiàng)工作:選擇資源節(jié)約型的經(jīng)濟(jì)體系、推進(jìn)社會(huì)公平化的社會(huì)體系、重視提高國家綜合實(shí)力的科技體系、保持自然生產(chǎn)能力的生態(tài)體系、促進(jìn)環(huán)境質(zhì)量提高的環(huán)境體系、提高國民整體素質(zhì)的人口體系和規(guī)范合理行為的政策法規(guī)體系?！翱沙掷m(xù)發(fā)展”是我國的基本國策之一，已深人到整個(gè)社會(huì)。智能建筑自然也在“可持續(xù)發(fā)展”政策的覆蓋之下。
顯然，在智能建筑所有的相關(guān)領(lǐng)域，以上的理論都在工作過程中起著宏觀導(dǎo)向與微觀指導(dǎo)的作用。
2智能建筑理論的特征
通過上述分析可見，智能建筑不僅存在理論，而且其理論結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，還具有以下三個(gè)特征。
a.多目標(biāo)的優(yōu)化智能建筑不是機(jī)械的技術(shù)與設(shè)備集合，而是一個(gè)大系統(tǒng)，需要多視角地考慮技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境等因素的大系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)，并且調(diào)動(dòng)各種手段使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的綜合目標(biāo)。即系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為:s=f<技術(shù)、效率、價(jià)格、智能建筑理論與工程實(shí)踐—程大章發(fā)展、環(huán)境、人氣等)。
b.多學(xué)科的綜合這一點(diǎn)是顯然的，智能建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理，所涉及的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)、管理以及法律問題，都必須有效地應(yīng)用各學(xué)科的知識(shí)成果來解決。
c.多因素的相關(guān)性智能建筑與社會(huì)信息化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、管理模式、裝備技術(shù)發(fā)展、政府導(dǎo)向等具有十分密切的關(guān)系，盡管就表面來看智能建筑僅是一種建設(shè)行為與經(jīng)營管理方法。但是從建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(見圖2)來看，當(dāng)某種設(shè)備與技術(shù)采用后，可改變其生命周期中許多相關(guān)的分項(xiàng)狀態(tài)。
比如采用完善的ba(建筑設(shè)備自動(dòng)化)系統(tǒng)進(jìn)行照明系統(tǒng)的節(jié)能控制(按照度、時(shí)間、夜間最低照度、分區(qū)等)，可以有效降低電耗與照明設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，而照明設(shè)備因此而延長壽命減少了照明設(shè)備的維護(hù)更新費(fèi)用。這可使建筑物生命周期成本中的能耗費(fèi)與設(shè)備更新費(fèi)用減少。但是要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要設(shè)置完善的ba系統(tǒng)，要增加建設(shè)的一次投資.同時(shí)，降低能耗的效益并不僅僅體現(xiàn)在lcc的圖中，它對(duì)于廣義的環(huán)境保護(hù)價(jià)值更是巨大的。
3智能建筑工程實(shí)踐的分析
近年來，隨著中國綜合國力的增強(qiáng)，全國各地的智能建筑熱潮有漲無退。由于我們已經(jīng)歷了較長期的探索，在工程建筑中有許多成功的經(jīng)驗(yàn)，也有不少失敗的教訓(xùn)，無論是建設(shè)方/業(yè)主，工程技術(shù)人員，還是物業(yè)管理人員，都逐步趨于成熟。因而最近起步建設(shè)智能建筑的地區(qū)(暫稱為后行地區(qū))，往往可以比北京、上海、廣州等先行開發(fā)建設(shè)的大城市(暫稱為先行地區(qū))有更好的建設(shè)效果。我們將之稱為后發(fā)優(yōu)勢(shì)，見圖3
智能化系統(tǒng)工程先行地區(qū)由于一開始處于探索前進(jìn)的過程，不可避免地在早期建設(shè)中存在著各種過份的行為(控制論中稱之為超調(diào))，隨后又出現(xiàn)因失誤而放棄的行為(稱之為振蕩過程)，最后趨向于合理的裝備與功能水平。而后行地區(qū)由于可以借鑒先行地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，可以比較合理穩(wěn)妥地確定自己的智能化系統(tǒng)工程建設(shè)目標(biāo)與行為，雖然起步稍遲，但最終可以與先行地區(qū)趨向于同樣的建設(shè)效果，而他所化的代價(jià)則比先行地區(qū)要小得多(如早期智能住宅小區(qū)建設(shè)成本高達(dá)230元/mz，而近年來則在60元/mz左右，而且裝備的性能與質(zhì)量更好)。
4智能建筑已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)鏈
建筑業(yè)是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要抓手。中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史與現(xiàn)實(shí)清楚地告訴我們，國民經(jīng)濟(jì)狀態(tài)上升建筑業(yè)必然興旺，建筑業(yè)發(fā)達(dá)了，國民經(jīng)濟(jì)必然形勢(shì)大好。中國近年來持續(xù)的經(jīng)濟(jì)增長其中就有1---2個(gè)百分點(diǎn)來自建筑業(yè)貢獻(xiàn)。
隨著中國城市化進(jìn)程的加快，全國的基本建設(shè)規(guī)模不斷增大，北京市2008年的奧運(yùn)會(huì)與上海市2010年的世博會(huì)，大大刺激了建筑業(yè)發(fā)展，智能建筑與智能住宅小區(qū)則成為建筑業(yè)的精品。在工業(yè)建筑物、民用建筑物、軍事建筑物與市政建筑物中的電氣設(shè)備投資已從上世紀(jì)80年代總投資的6%一7%，增長到總投資的10%----18%，并且還在不斷上升。與此同時(shí)，市場(chǎng)中的各類智能建筑電氣設(shè)備不僅引進(jìn)了大量國外先進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)品，也推出了一定數(shù)量具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，與智能建筑電氣設(shè)備相關(guān)的國內(nèi)企業(yè)約有6---8千家，智能建筑電氣設(shè)備的民族企業(yè)在穩(wěn)定成長。目前智能建筑行業(yè)，已基本形成了一條穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈的各方關(guān)系可以用圖4來描述。
圖中箭頭表示各方的相互關(guān)系:①提供建筑化系統(tǒng)設(shè)備工程與技術(shù)服務(wù);②提供智能化系統(tǒng)設(shè)備功能信息、設(shè)備使用改進(jìn)意見;③提品與設(shè)備技術(shù)信息;④提供系統(tǒng)設(shè)備需求信息與系統(tǒng)設(shè)備功能信息;⑤人才與技術(shù)的需求與供應(yīng)。
圖4智能建筑的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D
圖4所示的關(guān)系中，工作的基礎(chǔ)是國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(注:gb/t50314為《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，gb50339為《智能建筑施工及驗(yàn)收規(guī)范》)。
5智能建筑應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
隨著文明的進(jìn)步，人們對(duì)工作與生活的環(huán)境要求不斷地提高，建筑物的功能與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也逐步提升.智能建筑作為現(xiàn)代建設(shè)技術(shù)的核心，面臨著新的挑戰(zhàn)。
篇8
1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征
光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢(shì)向"軟件化"和"智能化"。
1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場(chǎng)的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2發(fā)展趨勢(shì)
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：
（1）激光技術(shù)
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測(cè)量時(shí)，可極大地提高測(cè)量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
（2）傳感檢測(cè)技術(shù)
1）激光準(zhǔn)直，能夠測(cè)量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測(cè)量。
2）激光測(cè)距，其探測(cè)距離遠(yuǎn)，測(cè)距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測(cè)器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測(cè)器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
（3）激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng)，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭能力。
（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]劉志，朱文堅(jiān).光機(jī)電一體化技術(shù)，現(xiàn)代制造工程，2001（12）
[2]梁進(jìn)秋.微光機(jī)電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進(jìn)展.光機(jī)電信息，2000（8）
篇9
1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征
光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢(shì)向"軟件化"和"智能化"。
1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場(chǎng)的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2發(fā)展趨勢(shì)
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：
（1）激光技術(shù)
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測(cè)量時(shí)，可極大地提高測(cè)量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
（2）傳感檢測(cè)技術(shù)
1）激光準(zhǔn)直，能夠測(cè)量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測(cè)量。
2）激光測(cè)距，其探測(cè)距離遠(yuǎn)，測(cè)距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測(cè)器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測(cè)器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
（3）激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng)，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭能力。
（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]劉志，朱文堅(jiān).光機(jī)電一體化技術(shù)，現(xiàn)代制造工程，2001（12）
[2]梁進(jìn)秋.微光機(jī)電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進(jìn)展.光機(jī)電信息，2000（8）
篇10
一、當(dāng)前《管理學(xué)》課程論文教學(xué)中存在的問題
(一)寫作前準(zhǔn)備不足，目標(biāo)不明確。課程論文教學(xué)模式要求教師在寫作前做大量的準(zhǔn)備工作，但作為一種比較新的教學(xué)方式，當(dāng)前不少高校對(duì)課程論文教學(xué)還沒有相應(yīng)明晰的管理規(guī)范。教師對(duì)課程論文教學(xué)的隨意性也比較大。在教學(xué)中有的教師為了完成課程論文的教學(xué)環(huán)節(jié)，甚至只對(duì)學(xué)生在字?jǐn)?shù)或格式上有所要求，至于論文的選題、內(nèi)容、形式等則由學(xué)生自定了。這種形式在一定程度上是有利于那些有學(xué)習(xí)興趣和積極性的同學(xué)發(fā)揮其主動(dòng)性和創(chuàng)造性的。但《管理學(xué)》涉及的內(nèi)容廣，對(duì)于多數(shù)同學(xué)這種沒明確寫作目標(biāo)的情況大大影響了課程論文的教學(xué)質(zhì)量。
(二)寫作過程中投入不足。有質(zhì)量的課程論文不僅寫作前要有明確的目標(biāo)，而且還應(yīng)該是學(xué)生在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自己的分析思考，或與教師和同學(xué)溝通討論后，認(rèn)真撰寫出來的。但現(xiàn)在在就業(yè)導(dǎo)向的推動(dòng)下，相當(dāng)多的學(xué)生把大部分時(shí)間投入到考證過級(jí)或考研課程的學(xué)習(xí)上，真正用于專業(yè)課程學(xué)習(xí)的時(shí)間和精力并不多，特別是《管理學(xué)》這類學(xué)生們自認(rèn)為可以完全看得懂教科書的課程。學(xué)生學(xué)習(xí)投入的不足造成其專業(yè)知識(shí)和學(xué)術(shù)論文寫作能力明顯不足，有的同學(xué)甚至不知道如何系統(tǒng)性地檢索和查閱文獻(xiàn);有的同學(xué)為了應(yīng)付，甚至直接提交的是網(wǎng)絡(luò)上下載粘貼的內(nèi)容。而與此同時(shí)，高校教師受高?？蒲袑?dǎo)向的影響，也沒有太多時(shí)間精力幫助學(xué)生解決課程論文寫作過程遇到的問題，撰寫專業(yè)課課程論文的任務(wù)也敷衍了事了。
(三)寫作后評(píng)價(jià)體系不健全。關(guān)于課程論文的評(píng)價(jià)，目前還沒有非?？茖W(xué)完善的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。而且《管理學(xué)》本身就是科學(xué)性和藝術(shù)性的結(jié)合，對(duì)管理問題的評(píng)價(jià)也是見仁見智，要確定統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有一定的難度。當(dāng)前對(duì)課程論文的評(píng)價(jià)，一般都是任課教師根據(jù)自己的標(biāo)準(zhǔn)判定成績等級(jí)。多數(shù)教師會(huì)從學(xué)生的專業(yè)寫作能力和寫作態(tài)度兩個(gè)大方面來考查，而這其中又會(huì)有很多應(yīng)該考查的指標(biāo)。但各個(gè)任課教師根據(jù)自定標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)，不可避免地會(huì)帶有片面性、主觀性。評(píng)價(jià)體系的不健全不僅會(huì)影響課程論文寫作這種教學(xué)模式的發(fā)展，而且也可能在一定程度上影響到學(xué)生課程論文寫作的積極性。
二、系統(tǒng)控制的相關(guān)理論觀點(diǎn)
控制作為確保目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要手段，主要是指監(jiān)視活動(dòng)的進(jìn)行，如果發(fā)生偏差，糾正偏差的過程。根據(jù)控制論的觀點(diǎn)，控制活動(dòng)按其作用時(shí)點(diǎn)的不同，可以分為前饋控制、同期控制、反饋控制三大類。前饋控制又稱事前控制、預(yù)先控制，是指盡可能在系統(tǒng)發(fā)生偏差之前，根據(jù)預(yù)測(cè)的信息采取相應(yīng)的措施，防止偏差的產(chǎn)生。同期控制，又稱為現(xiàn)場(chǎng)控制、實(shí)時(shí)控制，是指在活動(dòng)的進(jìn)行過程中，一旦發(fā)現(xiàn)偏差出現(xiàn)，立即糾正偏差。同期控制的目的是要將偏差消除在萌芽狀態(tài)。反饋控制是一種在計(jì)劃執(zhí)行一段時(shí)間或結(jié)束后進(jìn)行的事后控制，主要為下一步計(jì)劃的實(shí)施總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。前饋控制、同期控制、反饋控制各有優(yōu)缺點(diǎn)。
(一)前饋控制的優(yōu)點(diǎn)。前饋控制的主要優(yōu)點(diǎn)是能防患于未然，避免偏差可能造成的損失;控制措施對(duì)事不對(duì)人，不會(huì)引起被控對(duì)象的心理不滿;適用性廣，能用于各種組織的多種工作;有
利于促使管理人員科學(xué)地預(yù)測(cè)在計(jì)劃執(zhí)行中可能發(fā)生的事件。但前饋控制需要投入的資源和精力較大，運(yùn)用起來比較復(fù)雜，只有對(duì)計(jì)劃與控制系統(tǒng)作認(rèn)真深入的分析，才能提升預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。(二)同期控制的優(yōu)點(diǎn)。同期控制的優(yōu)點(diǎn)主要是能在偏差剛剛出現(xiàn)時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決，減少偏差所造成的損失;有利于發(fā)現(xiàn)那些在實(shí)施中才會(huì)暴露出的趨勢(shì)性問題;可借助技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)同期控制的自動(dòng)化與智能化。但現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)管理人員處理應(yīng)急事件的能力要求較高;易造成控制者與被控制者之間的矛盾;自動(dòng)化及智能化的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)成本高;有的工作難以實(shí)施同期控制。
(三)反饋控制的優(yōu)點(diǎn)。反饋控制是一種針對(duì)結(jié)果的控制，其優(yōu)點(diǎn)主要是具有良好的抗干擾性，便于總結(jié)規(guī)律，為下一步工作的實(shí)施創(chuàng)造條件;不斷地進(jìn)行信息反饋，有利于實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，提高效率。但反饋控制是通過事后的檢查活動(dòng)才發(fā)現(xiàn)偏差，有滯后性，在糾偏前，偏差已出現(xiàn)，甚至損失已造成，無法挽回。
三、基于系統(tǒng)控制思想的《管理學(xué)》課程論文教學(xué)模式
為解決當(dāng)前課程論文教學(xué)中所存在的問題，確保教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，借鑒系統(tǒng)控制理論中事前、事中和事后控制的思路，構(gòu)建基于全過程控制的課程論文教學(xué)模式是十分必要的。
(一)寫作前做好充分準(zhǔn)備。
1．選擇合適的時(shí)機(jī)。課程論文是課程教學(xué)的環(huán)節(jié)之一，因此為了較好地配合課程教學(xué)的內(nèi)容，在安排課程論文時(shí)要注意選擇合適的時(shí)機(jī)。不同研究主題要選擇不同的時(shí)機(jī)，但一般在《管理學(xué)》課程論文寫作前，應(yīng)已完成對(duì)管理學(xué)的學(xué)科內(nèi)容概述、管理的基礎(chǔ)概念，以及管理思想和理論的發(fā)展這些內(nèi)容的教學(xué)。讓學(xué)生先了解本門課程的主要內(nèi)容、特點(diǎn)，以及管理的基礎(chǔ)概念和理論的發(fā)展沿革這些內(nèi)容，即在學(xué)生對(duì)課程總體有一個(gè)清晰認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上再開始進(jìn)入課程論文環(huán)節(jié)。
2．精心設(shè)計(jì)研究主題。教師需要針對(duì)課程的性質(zhì)和特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的能力，在滿足教學(xué)目標(biāo)的前提下，對(duì)課程論文的選題進(jìn)行認(rèn)真篩選和精心設(shè)計(jì)。教師可先指定比較寬泛的研究主題，然后在學(xué)生中開展啟發(fā)式討論。在啟發(fā)討論氛圍中，不斷運(yùn)用管理學(xué)的理論和方法，引導(dǎo)學(xué)生明確自己的課程論文主題，這樣既能讓學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維，也可以培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。
3．明確寫作目標(biāo)要求。教師不僅要在寫作前對(duì)課程論文的寫作目標(biāo)、內(nèi)容，以及基本寫作規(guī)范等進(jìn)行明確要求，還應(yīng)向?qū)W生介紹相關(guān)的研究方法和參考書目。
4．將課程論文作為課程考核的內(nèi)容。寫作前教師應(yīng)向?qū)W生明確課程論文的成績是該門課程考核的內(nèi)容之一，使學(xué)生在思想上重視，合理安排時(shí)間精力。
(二)寫作過程中做好指導(dǎo)。課程論文作為《管理學(xué)》立體化教學(xué)改革的主要方式之一，其目的不僅可以檢查學(xué)生對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的掌握情況，而且也有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)研究和寫作能力。
1．指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)。相關(guān)文獻(xiàn)是科學(xué)研究的重要二手資料。在論文寫作過程中，學(xué)生需要查閱相關(guān)文獻(xiàn)，教師首先需要指導(dǎo)他們解決“找什么、哪里找、怎樣找”的問題。文獻(xiàn)找到后還要指導(dǎo)學(xué)生閱讀文獻(xiàn)，并對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行述評(píng)。
2．?dāng)M定具體題目和論文框架。雖然在寫作前學(xué)生基本確定了一個(gè)研究主題，但教師還需要進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生確定具體可寫的題目和論文的框架結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)查閱的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生深入思考如下問題:“研究題目大小適中嗎?研究有創(chuàng)新性嗎?應(yīng)該從哪幾個(gè)方面來展開研究論述?研究所涉及到的數(shù)據(jù)能收集到嗎?有足夠的時(shí)間和能力完成論文嗎?”。當(dāng)學(xué)生對(duì)這樣一系列問題進(jìn)行思考和判斷后，其論文的具體題目和框架也就產(chǎn)生了。
3．進(jìn)一步明確寫作規(guī)范。教師可以通過優(yōu)秀的碩博論文、期刊論文，向?qū)W生展示規(guī)范的論文格式;也可以利用一些優(yōu)秀的往屆學(xué)生論文作范本，指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范撰寫摘要、關(guān)鍵詞、引言、正文、圖表，以及參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。
4．開通師生互動(dòng)平臺(tái)，及時(shí)答疑解惑。在論文的寫作過程中，教師要盡量安排時(shí)間，通過面對(duì)面指導(dǎo)、郵件或其它交流平臺(tái)和學(xué)生建立有效的聯(lián)系，及時(shí)解答學(xué)生在寫作過程中的疑惑。
(三)寫作后科學(xué)評(píng)價(jià)。
1．建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。制定課程論文評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)分規(guī)則。通?？梢詮倪x題、文獻(xiàn)綜述、研究方法和研究結(jié)論、論文寫作規(guī)范四大方面來確定二級(jí)指標(biāo)和指標(biāo)權(quán)重。
2．采用教師評(píng)價(jià)和學(xué)生互評(píng)相結(jié)合的方式。讓學(xué)生參與最終成績的評(píng)價(jià)，將學(xué)生互評(píng)成績與教師評(píng)價(jià)成績相結(jié)合。如果是以小組方式完成的課程論文，為避免任課老師由于信息不完全給課程論文評(píng)價(jià)帶來的片面性，則可以由小組成員自行對(duì)論文貢獻(xiàn)率進(jìn)行分配，有效避免小組中存在的“搭便車”行為。
3．反饋評(píng)價(jià)結(jié)果。當(dāng)課程論文的最后成績?cè)u(píng)定后，教師應(yīng)將成績及時(shí)反饋給學(xué)生。在肯定學(xué)生們努力的同時(shí)，明確指出他們需要在哪些方面進(jìn)行改進(jìn)。四、結(jié)語《管理學(xué)》作為管理學(xué)科的基礎(chǔ)課程，其課程教學(xué)目標(biāo)不僅在于傳授管理的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理與方法，而且更重要的是對(duì)學(xué)生管理專業(yè)素質(zhì)與能力的培養(yǎng)。課程論文教學(xué)不僅能以有形的論文形式顯示作者利用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行分析、綜合、概括和歸納等方面的能力，而且也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。本文構(gòu)建的基于系統(tǒng)控制思想的《管理學(xué)》課程論文教學(xué)模式，分別在事前、事中和事后對(duì)課程論文教學(xué)的全過程進(jìn)行控制，能有效促進(jìn)課程論文教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
作者:唐泳 張強(qiáng) 盧啟程 單位:云南財(cái)經(jīng)大學(xué)商學(xué)院
參考文獻(xiàn):
［1］程云喜．高?！豆芾韺W(xué)》課程教學(xué)改革的再思考［J］．管理觀察，2015，15:113～115
篇11
1、人工智能應(yīng)用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence)，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬，延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)．并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器 該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別 自然語言處理和專家系統(tǒng)等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學(xué)會(huì)上提出以后，人工智能研究飛速發(fā)展，成為以計(jì)算機(jī)為主．涉及信息論．控制論， 自動(dòng)化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)的一門學(xué)科。人工智能研究的一個(gè)主要目標(biāo)是使機(jī)器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜的工作。
當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的方方面面．計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的日新月異催生自動(dòng)化生產(chǎn)，運(yùn)輸 傳播的快速發(fā)展。人腦是最精密的機(jī)器，編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋．所以模仿模擬人腦的機(jī)能將是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要途徑。電氣自動(dòng)化控制是增強(qiáng)生產(chǎn)．流通、交換、分配等關(guān)鍵一環(huán)．實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運(yùn)作的效率。
2、人工智能控制器的優(yōu)勢(shì)
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但Al控制器例如：神經(jīng)、模糊、模糊神經(jīng)以及遺傳算法都可看成一類非線性函數(shù)近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解．也有利于控制策略的統(tǒng)一開發(fā)。這些Al函數(shù)近似器比常規(guī)的函數(shù)估計(jì)器具有更多的優(yōu)勢(shì)．這些優(yōu)勢(shì)如下：
(1)它們的設(shè)計(jì)不需要控制對(duì)象的模型(在許多場(chǎng)合，很難得到實(shí)際控制對(duì)象的精確動(dòng)態(tài)方程，實(shí)際控制對(duì)象的模型在控制器設(shè)計(jì)時(shí)往往有很多不確實(shí)性因素，例如：參數(shù)變化，非線性時(shí)，往往不知道)。
(2)通過適當(dāng)調(diào)整(根據(jù)響應(yīng)時(shí)間 下降時(shí)間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如模糊邏輯控制器的上升時(shí)間比最優(yōu)PID控制器快1.5倍 ，下降時(shí)間快3.5倍， 過沖更小。
(3)它們比古典控制器的調(diào)節(jié)容易。
(4)在沒有必須專家知識(shí)時(shí)．通過響應(yīng)數(shù)據(jù)也能設(shè)計(jì)它們。
(5)運(yùn)用語言和響應(yīng)信息可能設(shè)計(jì)它們。
總而言之，當(dāng)采用自適應(yīng)模糊神經(jīng)控制器、規(guī)則庫和隸屬函數(shù)在模糊化和反模糊化過程中能夠自動(dòng)地實(shí)時(shí)確定。有很多方法來實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，但主要的目標(biāo)是使用系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的解，并且找到最簡單的拓樸結(jié)構(gòu)配置．自學(xué)習(xí)迅速，收斂快速。
3、人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，許多高等院校及科研機(jī)構(gòu)就人工智能在電氣設(shè)備的應(yīng)用方面展開了研究工作，如將人工智能用于電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)，故障預(yù)測(cè)及診斷、控制與保護(hù)等領(lǐng)域。
3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)
電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作 它不僅要應(yīng)用電路、電磁場(chǎng)、電機(jī)電器等學(xué)科的知識(shí)，還要大量運(yùn)用設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是采用簡單的實(shí)驗(yàn)手段和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用手工的方式進(jìn)行的．因此很難獲得最優(yōu)方案。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從手工逐漸轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。人工智能的引進(jìn)．使傳統(tǒng)的CAD技術(shù)如虎添翼．產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率及質(zhì)量得到全面提高。用于優(yōu)化設(shè)計(jì)的人工智能技術(shù)主要有遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法是一種比較先進(jìn)的優(yōu)化算法，非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此電氣產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)大部分采用此種方法或其改進(jìn)方法。
3.2 故障診斷
電氣設(shè)備的故障與其征兆之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，具有不確定性及非線性．用人工智能方法恰好能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。已用于電氣設(shè)備故障診斷的人工智能技術(shù)有：模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
變壓器由于在電力系統(tǒng)中的特殊地位而備受關(guān)注，有關(guān)方面的研究論文較多。目前對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷最常用的方法是對(duì)變壓器油中分解的氣體進(jìn)行分析．從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術(shù)在發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)方面的研究工作也較為活躍。
3.3 智能控制
篇12
石家莊?050003）
中圖分類號(hào)：G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）25-0047-02
工程碩士專業(yè)學(xué)位是我國研究生教育體系中的一個(gè)重要組成部分，其設(shè)置適應(yīng)了國家經(jīng)濟(jì)體制的改革，適應(yīng)了在崗人員進(jìn)一步提高自身能力素質(zhì)的需要。工程碩士與工學(xué)碩士相比，它們雖然處于同一層次，但由于其生源的顯著差異，其培養(yǎng)目標(biāo)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)模式等均有較大不同。要使工程碩士成為高層次技術(shù)和管理人才，符合未來社會(huì)發(fā)展的需要，就必須貫徹“以人為本，因材施教”的教育原則，制訂一套科學(xué)、合理的培養(yǎng)方案，并建立與之相適應(yīng)的培養(yǎng)模式。
為了提高工程碩士培養(yǎng)質(zhì)量、規(guī)范培養(yǎng)模式和培養(yǎng)流程、明確評(píng)估辦法等，2005年7月召開了第二屆全國工程領(lǐng)域教育協(xié)作組組長全體會(huì)議，提出“建立規(guī)范化的工程碩士學(xué)位標(biāo)準(zhǔn)”的設(shè)想，并選擇了控制工程等五個(gè)領(lǐng)域，以課題研究的形式，率先開展工作。2007年全國控制工程領(lǐng)域工程碩士教育協(xié)作組頒布了“控制工程領(lǐng)域工程碩士專業(yè)學(xué)位標(biāo)準(zhǔn)（試行）”，對(duì)我院控制工程領(lǐng)域工程碩士的培養(yǎng)起到了很好的指導(dǎo)性作用。考慮我院控制工程領(lǐng)域工程碩士的培養(yǎng)主要是面向部隊(duì)、基地等情況，在對(duì)“專業(yè)學(xué)位標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則”修訂中，培養(yǎng)方案在符合學(xué)科內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，要兼顧生源單位需求，在研究方向的確定、課程設(shè)置等方面突出應(yīng)用性、針對(duì)性，切實(shí)使培養(yǎng)的工程碩士在相應(yīng)的工作崗位上發(fā)揮應(yīng)有的作用。
一、以武器控制系統(tǒng)為中心確定培養(yǎng)方案的主要研究方向
現(xiàn)代兵器裝備的特點(diǎn)是精確化、遠(yuǎn)程化、智能化，以導(dǎo)彈、無人機(jī)、指揮系統(tǒng)等為代表的武器裝備更突出了這一特點(diǎn)，這些特點(diǎn)的基礎(chǔ)之一是自動(dòng)化技術(shù)。根據(jù)我院生源主要分別來自武器裝備論證、武器裝備試驗(yàn)、軍代表、部隊(duì)技術(shù)保障、部隊(duì)裝備管理單位等崗位特點(diǎn)，依托控制工程領(lǐng)域培養(yǎng)工程碩士，應(yīng)該以武器裝備為大背景，在控制工程學(xué)科內(nèi)涵的基礎(chǔ)上緊緊以武器控制系統(tǒng)為中心，來確定相應(yīng)的研究方向，因此我院控制工程領(lǐng)域工程碩士專業(yè)研究方向確定的基本思路是：涵蓋我軍武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗(yàn)優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控、武器控制系統(tǒng)性能測(cè)試與故障診斷、武器控制系統(tǒng)信息化管理等方面，為軍代表系統(tǒng)、武器裝備試驗(yàn)基地、部隊(duì)修理所、部隊(duì)裝備管理等單位培養(yǎng)具有我軍特色的高層次應(yīng)用型、復(fù)合型工程技術(shù)和管理人才。具體如下：
1.武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗(yàn)優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控
該方向以提高復(fù)雜武器控制系統(tǒng)綜合戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能為目標(biāo)，以數(shù)學(xué)、力學(xué)、控制理論、系統(tǒng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗(yàn)優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控的方法。主要研究內(nèi)容包括：火控、指控、無人機(jī)和導(dǎo)彈等復(fù)雜武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗(yàn)優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控的方法及武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估等。
2.武器控制系統(tǒng)性能測(cè)試與故障診斷
該方向以提高武器系統(tǒng)技術(shù)保障人員的裝備保障能力、試驗(yàn)技術(shù)人員的工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，以自動(dòng)測(cè)試技術(shù)、故障診斷技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)，研究武器系統(tǒng)的性能檢測(cè)、故障診斷的技術(shù)與方法及靶場(chǎng)試驗(yàn)中技術(shù)保障的關(guān)鍵技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括：新標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試總線的應(yīng)用、測(cè)試系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)、武器系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷、測(cè)試診斷設(shè)備研制等。
3.武器系統(tǒng)信息化管理
該方向以提高各級(jí)裝備保障管理人員的管理自動(dòng)化、信息化、智能化水平為目標(biāo)，以人工智能、裝備保障理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為基礎(chǔ)，研究裝備保障管理的自動(dòng)化、信息化、智能化技術(shù)和系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括：研究制訂適合裝備保障信息化管理的標(biāo)準(zhǔn)體系，研究建立統(tǒng)一的適合裝備保障管理信息化的數(shù)據(jù)交換代碼，基于裝備的狀態(tài)信息、故障信息、維修信息等進(jìn)行研究裝備保障領(lǐng)域的全程可視化信息管理系統(tǒng)。
二、以適應(yīng)培養(yǎng)方向要求為出發(fā)點(diǎn)確定適宜的課程體系
課程教學(xué)是工程碩士培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)于構(gòu)建合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)、打下扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)起著相當(dāng)重要的作用。當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，知識(shí)更新不斷加快，只有打下牢固的基礎(chǔ)，才能自如地實(shí)現(xiàn)向新領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變，才具有可靠的應(yīng)變能力的堅(jiān)實(shí)后勁；只有在頭腦中存儲(chǔ)了大量的知識(shí)、事例和經(jīng)驗(yàn)，才能運(yùn)用它們來進(jìn)行創(chuàng)造性思維。課程設(shè)置在整個(gè)課程教學(xué)工作中起著基石性和原本性的作用，只有合理的課程設(shè)置才有可能使研究生具有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，才有可能在課程學(xué)習(xí)過程中激發(fā)研究生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。
考慮到工程碩士的培養(yǎng)模式是“進(jìn)校不離崗”，邊工作邊學(xué)習(xí)，在職攻讀學(xué)位的特點(diǎn)，在課程學(xué)習(xí)上，我院采取的是“兩階段”學(xué)習(xí)方式，即第一階段主要學(xué)習(xí)公共和領(lǐng)域必修課程，在學(xué)院集中學(xué)習(xí)；第二階段主要學(xué)習(xí)選修課，采取先寄發(fā)教材供學(xué)員自學(xué)，再到學(xué)院集中輔導(dǎo)兩次，每次為期兩周，最后集中進(jìn)行考試。因此課程設(shè)置一方面要充分考慮這些特點(diǎn)、安排，另一方面更要考慮所設(shè)置課程應(yīng)與各培養(yǎng)方向相適宜。對(duì)控制工程領(lǐng)域工程碩士研究生來說，應(yīng)具備以控制論、系統(tǒng)論、信息論原理為核心的知識(shí)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，還要具備基于與數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、各種傳感器和執(zhí)行器等相結(jié)合的、針對(duì)具體應(yīng)用方向的知識(shí)面。這些知識(shí)結(jié)構(gòu)、知識(shí)面要通過一類課程群的設(shè)置來落實(shí)。由于培養(yǎng)時(shí)間、教學(xué)時(shí)數(shù)的限制，課程的門數(shù)設(shè)置受到了約束，這樣就要求對(duì)課程的選擇必須反復(fù)斟酌，切實(shí)使選擇的課程具有較強(qiáng)的針對(duì)性，有利于學(xué)生建立合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生進(jìn)行后續(xù)的學(xué)位論文研究工作。我院工程碩士專業(yè)學(xué)位課程設(shè)置包含兩大部分。一部分是適用各個(gè)研究方向的必修課，包括公共必修課和領(lǐng)域必修課。公共必修課主要包含自然辯證法、英語、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、科技信息檢索。領(lǐng)域必修課主要有線性系統(tǒng)理論、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。另一部分是為不同研究方向設(shè)置的選修課。選修課設(shè)置的基本思想是在保證對(duì)一個(gè)控制工程領(lǐng)域工程碩士研究生而言，至少應(yīng)掌握一個(gè)課程群的知識(shí)要求的基礎(chǔ)上，引入專題講座形式來開闊學(xué)生視野，增大學(xué)生知識(shí)面。根據(jù)學(xué)科培養(yǎng)方案設(shè)置的三個(gè)研究方向，結(jié)合部隊(duì)崗位需求，我們按優(yōu)化、控制類課程群、控制系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷課程群、信息傳輸與處理類課程群的要求設(shè)置領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)類選修課課程。
具體地講，為三個(gè)研究方向設(shè)置的選修課程分別是：
為武器控制系統(tǒng)分析論證、試驗(yàn)優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控研究方向設(shè)置了優(yōu)化、控制類為主的課程，包含軍事運(yùn)籌分析、系統(tǒng)決策與建模、智能控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、防空武器系統(tǒng)效能分析以及專題講座。
為武器控制系統(tǒng)性能測(cè)試與故障診斷研究方向設(shè)置了故障檢測(cè)與診斷為中心的課程，包含測(cè)試與接口技術(shù)、軍用電子系統(tǒng)測(cè)試、電子系統(tǒng)故障診斷、故障分析與預(yù)測(cè)、人工智能原理以及專題講座。
為武器系統(tǒng)信息化管理研究方向設(shè)置了信息傳輸與處理為中心的課程，包含數(shù)字信號(hào)處理、戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用、圖像工程、多媒體技術(shù)、人工智能原理以及專題講座。
三、結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，武器控制系統(tǒng)性能不斷的提高，武器裝備涉及高新技術(shù)的增多，控制工程領(lǐng)域工程碩士專業(yè)學(xué)位標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則也需要進(jìn)行相應(yīng)的修訂，在這其中最需要關(guān)注的是培養(yǎng)方案的修訂，特別是涉及的研究方向和課程設(shè)置。在相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，其應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的、開放性的，以適應(yīng)工程碩士培養(yǎng)單位崗位發(fā)展的需要。
篇13
(DecisionSupportSystem,DSS)的基礎(chǔ)上集成人工智能(ArtificialIntelligence,AI)及專家系統(tǒng)(ExpertSystem,ES)而形成的,其核心思想是將人工智能與其它相關(guān)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,使DSS具有人工智能,能夠更充分地應(yīng)用人類的知識(shí)。IDSS既充分發(fā)揮了專家系統(tǒng)以知識(shí)推理形式解決定性分析問題的特點(diǎn),又發(fā)揮了決策支持系統(tǒng)以模型計(jì)算為核心解決定量分析問題的特點(diǎn),充分做到了定性和定量分析的有機(jī)結(jié)合,使得解決問題的能力和范圍得到一個(gè)大的發(fā)展。
1決策支持系統(tǒng)及其在林業(yè)中的應(yīng)用
DSS是在20世紀(jì)70年代初由美國MSScottMorton首先提出[3],并在80年代迅速發(fā)展起來的新型計(jì)算科學(xué)。DSS是以管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論和行為科學(xué)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)和信息技術(shù)為手段,針對(duì)半結(jié)構(gòu)化的決策問題,支持決策活動(dòng)的具有智能作用的人機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?yàn)闆Q策者提供決策所需的數(shù)據(jù)、信息和背景材料,幫助明確決策目標(biāo)和進(jìn)行問題的識(shí)別,建立或修改決策模型,提供各種備選方案,并且對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選,通過人機(jī)交互功能進(jìn)行分析、比較和判斷,為正確決策提供必要的支持。
DSS實(shí)質(zhì)上是在管理信息系統(tǒng)和運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它把管理信息系統(tǒng)和模型輔助決策系統(tǒng)結(jié)合起來,使得數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理融為一體,提高了輔助決策的能力。它的產(chǎn)生基于以下原因:(1)傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)要靠人來實(shí)現(xiàn)模型間的聯(lián)合和協(xié)調(diào),解決復(fù)雜的、多模型輔助決策效率低下,而決策支持系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)組織和協(xié)調(diào)多模型的運(yùn)行和數(shù)據(jù)庫中大量數(shù)據(jù)的存取和處理,達(dá)到更高層次的輔助決策能力;(2)解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題的需要。
DSS由3個(gè)系統(tǒng)組成[3],即人機(jī)交互系統(tǒng)(對(duì)話部件)、模型庫系統(tǒng)(模型部件)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(數(shù)據(jù)部件)。
20世紀(jì)80年代以來,決策支持系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于林業(yè),并在林業(yè)資源與環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林病蟲草害防治等領(lǐng)域取得了豐碩的成果。中國林業(yè)科學(xué)研究院建立了基于Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫[4],包含了森林資源狀況、林業(yè)社會(huì)情況、林業(yè)經(jīng)濟(jì)情況、林業(yè)工程建設(shè)情況、林業(yè)營林情況和林業(yè)自然資源等歷史數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)運(yùn)行采用了基于Internet的3層結(jié)構(gòu)模式,即用戶/WEB服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運(yùn)行模式,可提供數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)查詢、管理和維護(hù)功能,為分析和決策提供支持。
WCSchou等人開發(fā)了航空噴霧決策支持系統(tǒng)(SpraySafeManager,SSM)[5]。我們知道除草劑被普遍用于森林雜草防除,但除草劑脫靶噴霧沉積和漂移是一個(gè)重要的環(huán)境問題,因此在清楚噴藥工具對(duì)環(huán)境的影響及作用效果、運(yùn)用效率的前提下,可靠地進(jìn)行除草劑噴灑是必要的。SSM的特點(diǎn)就是將噴霧沉淀和漂移的預(yù)測(cè)與生物反應(yīng)模型融合在一起。該系統(tǒng)包含了一系列除草劑/雜草和除草劑敏感植物霧滴反應(yīng)模型及產(chǎn)量模型。第二代SSM(SSM2)將噴霧沉淀和地理信息系統(tǒng)(GIS)融合在一起,增加了斜坡沉積修正模型和飛行路線確定模型,從而可在真實(shí)的空間背景下區(qū)分噴霧區(qū)邊界和敏感區(qū)域。由于使用者能夠即時(shí)、直觀地“看到”噴霧區(qū)地圖上的圖像及數(shù)據(jù),使得SSM2的模擬更加真實(shí)。
2智能決策支持系統(tǒng)及其在林業(yè)中的應(yīng)用
2.1智能決策支持系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)
圖1為智能決策支持系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)[6],其中知識(shí)庫用來存放各種規(guī)則集、專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及其因果關(guān)系;數(shù)據(jù)庫存放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、決策信息和事實(shí)性知識(shí);模型庫用來存放各種決策、預(yù)測(cè)及分析模型;多庫協(xié)同器從知識(shí)、數(shù)據(jù)、模型、方法等各個(gè)方面為決策服務(wù),協(xié)調(diào)各部分之間的關(guān)系,為管理決策提供多方面、多層次的支持和服務(wù)。
2.2智能決策支持系統(tǒng)的研究進(jìn)展
隨著Internet/Intranet技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的智能決策支持系統(tǒng)面臨著一些新的問題:(1)分析、決策用的數(shù)據(jù)不再集中于一個(gè)物理節(jié)點(diǎn),而是分散到網(wǎng)絡(luò)上的不同節(jié)點(diǎn);(2)分布、決策模型和知識(shí)處理方法也從一臺(tái)機(jī)器上的集中處理,變成在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布或分布加并行的處理方式。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來,人工智能(機(jī)器學(xué)習(xí)、模糊技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Internet/Intranet技術(shù)的發(fā)展為IDSS提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。20世紀(jì)80年代興起的Agent技術(shù)為智能決策支持系統(tǒng)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。Agent是一個(gè)能夠持續(xù)自主駐留、活動(dòng)于真實(shí)的或虛擬的復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境中的問題求解實(shí)體[7]。Agent具有相當(dāng)程度的獨(dú)立性、自主性、協(xié)作性、適應(yīng)性和社會(huì)性,并在一定程度上具有人的部分智力。將Agent技術(shù)融合到智能決策支持系統(tǒng)中所集成的基于Agent的智能決策支持系統(tǒng)具有傳統(tǒng)IDSS所沒有的一些特性:(1)開放性。即能夠與外界交互,系統(tǒng)資源不足時(shí)能夠向外界請(qǐng)求幫助,同時(shí)具有對(duì)外提供資源的功能;其二是系統(tǒng)部件的易于增減,保持系統(tǒng)完整而不含多余的計(jì)算過程。(2)IDSS是分布式的、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的。(3)資源可重復(fù)使用。不但決策程序、決策方法可重復(fù)使用,而且系統(tǒng)資源(決策知識(shí)、決策經(jīng)驗(yàn)、決策模型等)能被不同的決策程序多次調(diào)用。(4)集成群體的經(jīng)驗(yàn)和智能。(5)突破靜態(tài)的程序化決策方式,實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能結(jié)合。
目前多Agent技術(shù)已成為人工智能研究的熱點(diǎn)。多Agent系統(tǒng)(Multi-AgentsSystem,MAS)是一個(gè)松散耦合的Agent網(wǎng)絡(luò),這些Agent通過交互解決超過單個(gè)Agent的能力或知識(shí)的問題。多Agent系統(tǒng)具有如下特征:每個(gè)Agent擁有解決問題的不完全的信息或能力;沒有系統(tǒng)全局控制;數(shù)據(jù)和知識(shí)是分散的;處理是異步的;Agent是異質(zhì)的、分布的;系統(tǒng)是開放的。
2.3智能決策支持系統(tǒng)在林業(yè)中的應(yīng)用
隨著數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、3S與DSS技術(shù)的發(fā)展,以及精確林業(yè)自身發(fā)展的需要,國內(nèi)外開始研究智能決策支持系統(tǒng)在林業(yè)中的應(yīng)用,如防護(hù)林體系建設(shè)、森林防火、變量施肥等。
北京林業(yè)大學(xué)研制出區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林體系建設(shè)模式智能決策支持系統(tǒng)[8]。該系統(tǒng)由4個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫管理、圖形及圖形庫管理、模型及模型管理庫、專家系統(tǒng),并以數(shù)據(jù)及圖形系統(tǒng)為基礎(chǔ),以模型系統(tǒng)為分析手段,以專家系統(tǒng)為智能決策核心,各模塊相對(duì)獨(dú)立,以數(shù)據(jù)管理模塊為中介,組成有機(jī)整體?？蓪?shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)、區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)診斷、土地分類及生態(tài)評(píng)價(jià)、林種的水平及立體配置、區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等功能。
東北林業(yè)大學(xué)與黑龍江大興安嶺防火指揮中心課題組通過3個(gè)階段的研究,建立了基于WEB與3S技術(shù)的森林防火智能決策支持系統(tǒng)[9],實(shí)現(xiàn)了林火數(shù)據(jù)庫、林火預(yù)防預(yù)報(bào)、林火蔓延模型、撲火指揮決策等方面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理。它包含了森林防火滅火系統(tǒng)中的地形圖繪制,防火機(jī)構(gòu)、歷史火災(zāi)和各種代碼等數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù),火點(diǎn)定位、火場(chǎng)蔓延、派兵撲火、清理看守火場(chǎng)和損失評(píng)估等模型的建立,與上下級(jí)單位的數(shù)據(jù)交換,在火災(zāi)發(fā)生前可作出林火預(yù)報(bào)和預(yù)防;當(dāng)林火發(fā)生時(shí),可模擬林火的蔓延,并提供火場(chǎng)定位、派兵、撲火、清理火場(chǎng)、看守火場(chǎng)等輔助決策方案,為指揮員作出正確決策提供參考;火災(zāi)發(fā)生后可作出火災(zāi)損失評(píng)估。
RaymondKFink等人[10]利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法分析空間土壤肥力、土壤物理性質(zhì)和產(chǎn)量數(shù)據(jù),在可變量施肥系統(tǒng)中利用基于規(guī)則的決策支持工具(DSS4Ag)降低施肥量、增加產(chǎn)量。利用標(biāo)準(zhǔn)的GIS工具將農(nóng)田進(jìn)行網(wǎng)格化,分成10×30m的矩形方塊。根據(jù)歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)、歷史性質(zhì)數(shù)據(jù)(土壤物理性質(zhì)、土壤化學(xué)性質(zhì)、坡度、地貌等)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,采用CART回歸樹運(yùn)算法則(Beriman等,1984)確定產(chǎn)量模型,根據(jù)當(dāng)前性質(zhì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格等,按照經(jīng)濟(jì)效益最大的原則確定施肥量的大小(如果施肥費(fèi)用大于增加產(chǎn)量的產(chǎn)值則不予施肥)。從測(cè)試結(jié)果看,采用DSS4Ag系統(tǒng)進(jìn)行變量施肥,產(chǎn)量增加不很明顯,但施肥總量明顯減少,降低了成本,且降低的成本超過了必要的土壤測(cè)試和變量施肥裝置的花費(fèi),整體經(jīng)濟(jì)效益得到提高。
3精確林業(yè)智能決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1精確林業(yè)的概念
精確林業(yè)是綜合利用地球空間信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助決策技術(shù)、林業(yè)工程技術(shù)等現(xiàn)代高新科技,建立一體化、數(shù)字化、智能化的現(xiàn)代化林業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系,最大限度地獲得森林的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[10~12]。簡言之,精確林業(yè)就是實(shí)現(xiàn)以最小資源投入、最小環(huán)境危害獲得最大林業(yè)效益。其中,地球空間信息技術(shù)主要有全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感、數(shù)據(jù)通訊;計(jì)算機(jī)輔助決策技術(shù)主要有管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng);林業(yè)工程技術(shù)主要有林業(yè)機(jī)械自動(dòng)化、森林病蟲草害防治、森林土壤類型分析、林地適應(yīng)性評(píng)價(jià)、立地類型與立地條件分析、林木育種、施肥、林木采伐,等等。精確林業(yè)的研究與發(fā)展有助于我國人口、資源與環(huán)境方面重大問題的解決,有助于林業(yè)資源的高效利用和林業(yè)環(huán)境保護(hù),是發(fā)展林業(yè)的重要途徑。
3.2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖
建立GIS和ES集成的精確林業(yè)智能決策支持平臺(tái),可為林業(yè)生產(chǎn)者、管理人員和科技人員提供網(wǎng)絡(luò)化、智能化、形象直觀的信息服務(wù)。根據(jù)歷史上病蟲草害發(fā)生情況和森林保護(hù)專家在長期研究與生產(chǎn)實(shí)踐中獲得的知識(shí),進(jìn)行病蟲草害統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)模型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,建立農(nóng)藥使用技術(shù)專家系統(tǒng),并根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、噴霧目標(biāo)特征和病蟲草害防治目標(biāo)閾值,建立智能決策支持系統(tǒng),從而可針對(duì)不同林業(yè)生產(chǎn)情況及病蟲草害發(fā)生類型、程度等實(shí)際需要確定農(nóng)藥投入的種類、數(shù)量等,指導(dǎo)自動(dòng)執(zhí)行變量投入決策,控制可變量噴頭實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的農(nóng)藥精確定量噴霧,最大程度上杜絕非目標(biāo)農(nóng)藥沉積,減輕環(huán)境污染。同時(shí),病蟲草害防治后的一系列數(shù)據(jù)可作為來年病蟲草害預(yù)測(cè)和森林病蟲草害防治戰(zhàn)略的儲(chǔ)備參考。
根據(jù)我們的研究和實(shí)踐,提出精確林業(yè)智能決策支持系統(tǒng)(PFIDSS)的總體設(shè)計(jì)框圖(圖2)。
3.3系統(tǒng)的功能
(1)GIS數(shù)據(jù)倉庫包括3個(gè)基本功能:①數(shù)據(jù)獲取。負(fù)責(zé)從外部獲取數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)分類,重新組合成面向全局的數(shù)據(jù)視圖,從而解決IDSS中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)格式不一致問題;②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)倉庫的內(nèi)部維護(hù)和管理,包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織、維護(hù)、分發(fā)等;③信息訪問。它屬于數(shù)據(jù)倉庫的前端,面向不同種類的最終用戶,由系統(tǒng)的各種工具組成。數(shù)據(jù)倉庫的最終用戶在這里提供信息、分析數(shù)據(jù)集。
