现代控制技术在电气工程中的应用

现代控制技术在电气工程中的应用

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摘要:伴随电气工程体系的进步,传统的控制观点早就不能充分满足现代电气工程提出的新要求。当前我国对于控制观点的深入挖掘,给电气工程自动化的深入开发奠定了坚实的技术支持。本文根据对现代控制理论里边的智能化、模糊化以及非线性技术的使用特征调查,找到了传统电气控制技术中的一些缺陷,还有现代控制科技在实际运用的情况。

关键词:现代控制;电气工程;智能控制;技术

引言:伴随全球化的科研技术发展节奏加快,许多具有领先意义的工程控制观点逐渐被提出同时这些技术也开始慢慢被运用到工业生产。电气工程是当代工业生产以及城市规划中关键的组成元素,其控制程度开始作为约束增强经济发展和社会产能升级的核心条件,在整体上将会更加趋于复杂,其非线特点、时变特点以及小确定参数也将会更明显。不但如此,针对电气工程里的控制也开始更加难以把控,一些关于现代控制的书本理论以及实践技术逐渐被提出并得到推广,起到了出色的效果。

1电气系统的智能控制

电气工程自动化逐渐开始成为电气体系未来的发展指引,在这其中,智能控制则是电气自动化的核心部分。目前电气体系里智能控制的实施领域极其宽广,其涵盖了关于电气体系开关量、系统模拟量等类型的数据做出及时收集并解决;对电气体系以及各类设备的工作状态的监控;对于系统错误做出迅速的反应并记录这些出错数据。

1.1控制系统的优化设计

电气仪器的控制体系的改善方案是智能控制实施过程里的关键部分,同时它也是一种先进控制技术,是对现代控制理论和控制经验的充分组合,亦是一种搜索方式,以遗传算法优化为基础。在关于电气产品的升级方案中,智能化科技的实行通常表现在遗传算法以及专家体系的使用,在这其中,遗传算法是一种优势较为明显的计算方式,并且它的计算准确程度很高。在传统的电气产品规划里,设计工程师一般是根据过去产品设计的经验和缺陷做出对应的总结,在利用多种试验途径针对计划思维以及改进后的想法做出核实。这样的设计模式不但任务量巨大,进度缓慢,更关键的是,由于缺少对应的理论支持,所得的改良设计缺乏科学性。计算机控制及其辅助设计的普遍推广可以给现代控制技术和观点的进步提供强劲的技术支持,工程师能够通过利用计算机辅助系统完成对产品构思、计划、制作的整体改善,让产品的控制能力得到充分的提高,还可以减少了其制作时长。

1.2控制系统的故障诊断

在工业范畴内,电气产品占据着举足轻重的位置,所以其可靠性是一个很重要的性能指标。电气产品最重要的功能就是控制系统,它的故障检查以及判断的功能的准确程度直接关系到电气产品的工作状态是否能够正常运行。电气产品以及其相关的设备的故障表现形式一般都在非线性,并且拥有极大的不确定性,以往的一些故障检查方法无法精确的找到故障出现的位置。而在故障检测技术中添加智能控制,就可以故障检查程度更加精准,还可以缩短排除故障的时长,进一步的增强产品的稳定性。

2电气系统的模糊控制技术

当下大部分的电机调速控制用的都是PID控制手段,因为这种控制手段构造方便,稳定性高,因此其推广程度特别高。但在PID控制技术的大面积推广过程中,这个体系本身的一些问题也浮出水面,这项技术实施的核心为对于系统进行精准的测量以及判断之后,自发的对系统做出修改。可是,当前很多工业工程大多数都是非线性变化,PID尽管能够把这个过程简单化,同时能够把它作为基础线性模型做出控制,可是一直不能完全解决负载以及模型参数的大范围变化的问题。

2.1基于简单模糊控制器的速度控制

在电气系统调速系统的控制中,设计模糊控制器是实现模糊控制的基础。简单来说,设计模糊控制器的意思就要利用一定模糊控制规则,并计算出模糊控制规则决定的模糊关系;最后,输出信息的模糊判决,并将模糊量转换到精确量。简单模糊控制器应用在电气系统中,主要是代替传统的PI调速器,进而确保系统的动态性能。如果应用简单模糊控制器,在电气系统的控制的过程中只需要调节一个参数(模糊控制器的控制面为非线性形状),就可以大大减少响应时长。

2.2基于自适应和自学习、自组织模糊控制器的速度控制

从一般意义上讲,在模糊控制系统中,模糊控制的规则是需要依赖于开发者对被控过程的认识及总结的操作经验来实现具体控制的。被控制对象的非线性、高阶性、时变性、随机性等特征都让模糊控制系统的控制规则看上去显得比较粗糙,从一定程度上而言模糊系统的稳定性也受到质疑。以自适应、自组织、自学习为基础的模糊控制可以依据现场的实际变化,及时作出自动调整、修改和完善模糊控制的参数与规则,能够使模糊控制系统的控制功能不断改进,不断地升级,从而达到最终对系统的稳定控制。

2.3非线性控制

线性控制理论在电气工程自动化中已经应用十分广泛,也取得了一些令人惊喜的成果。可是实际运用中,线性控制技术是通过对电气产品工作中局部线性的稳定来进行模型简化设计的,并且没有考虑到电气产品和设备本身固有的非线性性征,所以在这方面线性控制技术也一直存在不小的控制缺陷。举一个简单的例子,线性控制要依赖于产品运行中随时反馈的状态变量来实施控制,但是在系统运行中有很多变量的测量很难开展,另外,类似于机端电压并不属于系统状态变量,通过加权系数综合考虑多因素虽然能在一定程度上改善动态品质,但电压反馈增益不足,所以也并不能充分满足电压调节的需求。

3.结束语

现代控制理论和技术为电气工程自动化的发展提供坚实了技术支持。随着现代控制理论的不断完善,电气产品在各个工业领域的生产中的应用范围越来越广泛,同时也将逐渐趋于科技化、智能化。我们相信,随着科技的进步,关于电气控制理的先进理论将会不断被提出,它在电气工程自动化控制中占据位置也会越来越重要,其功能性和稳定性也会得到进一步提高。

参考文献:

[1]卢强,梅生伟,孙元章.电力系统非线性控制[M].北京:清华大学出版社,2008.

[2]王浩.浅谈现代控制技术在电气工程系统中的应用[J].河北企业,2011(7).

[3]张惠平,戴波,杨薇.现代控制理论在过程工业中的应用和发展[J].2006(9).

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