智能控制论文范例

智能控制论文

智能控制论文范文1

音频分析技术

广义上的动物健康可分为生理健康及情绪健康,音频分析技术一般都是针对患有呼吸道疾病的动物咳嗽声处理实现生理健康监测。为此应首先提取患病动物咳嗽声特征,Ferrari等[8-9]通过临床检查筛选染病猪并采集其咳嗽声,与柠檬酸诱发的健康猪咳嗽声对比发现染病猪咳嗽音频的标准化压力均方差及峰值频率均值均低于健康猪,而染病猪咳嗽持续时间及咳嗽频率则高于健康猪。针对染病猪咳嗽音频特征参数构建参考模板,将日常生产中利用定向麦克风采集到的猪咳嗽声与该参考模板做模式匹配,可以实现呼吸道疾病疑似病猪智能识别。在圈舍群养的猪饲养方式下,很难实现猪个体咳嗽声的采集,可将圈设定为监测对象,使用麦克风阵列定位具备病猪咳嗽音频特征的咳嗽声[10],将出现病猪咳嗽声频率高的圈设定为高危圈,养殖人员重点关注高危区内动物健康状况,及早隔离确诊病例,这不仅有效降低了人工劳动强度,而且提高了患病猪识别效率,降低了规模化养殖场由于动物疾病带来的经济损失。动物情绪健康更多是动物福利关注的问题,目前音频分析技术主要用于提取动物在恐惧、孤独、焦虑等不良情绪下的叫声特征,在此基础上可实现动物情绪健康的无损监测。Jahns[11]针对已知的牛饥饿和发情叫声信号提取出先验特征矩阵及其参考模式,利用模式匹配方法识别牛只日常叫声中所蕴含的饥饿及发情信息。Ikeda等[12]利用线性判别分析方法处理声音信号的频谱结构变化特征,进而智能识别母牛饥饿以及与仔牛分隔而产生的两种焦虑状态。猪的情绪健康水准评价研究目前鲜见报道,限位栏饲养母猪和剪牙断尾仔猪的情绪健康问题最值得关注。

以仔猪为例,为了验证剪牙断尾过程会引起仔猪极强的恐惧情绪,可设计独立的仔猪叫声采集室,人为制造令其恐惧的突变环境,采集其叫声音频并提取音频特征构建参考模板,与剪牙断尾时采集的仔猪叫声做模式匹配,实现仔猪恐惧情绪的智能识别。动物采食、饮水、排泄行为异常可用于预测其健康异常,因此这三大行为是畜牧养殖从业人员最为关注的动物行为。及时监测到动物行为模式的突变有利于及早发现疑似发病个体,降低经济损失。音频分析技术目前主要用于牧场放养的牛羊采食行为监测,这种饲养方式下牛羊活动范围广,人工观察方式及机器视觉技术难以监测它们的采食行为。但是牛羊采食主要有咬断及咀嚼草料两种动作,而实际采食量可由咬断草料的次数来判定,因此可通过咬断、咀嚼草料两种动作的不同音频特征识别牛羊采食过程中咬断草料的次数,进而实现采食量的智能监测[6-7]。难以实时、准确掌握养殖动物需求是目前畜牧养殖业面临的挑战之一,而动物叫声是其生理、情绪健康状况的外在表现,准确掌握动物叫声含义有利于养殖人员根据动物自身需求开展养殖工作。动物叫声音频分析的首要目标是针对大量已知含义的动物叫声音频提取特征参数,不断扩充动物叫声音频分析模式库,这是研发动物叫声含义智能识别系统的基础。另外,动物叫声含义分析对音频质量要求高,如何有效降低圈养动物叫声间的相互干扰及环境噪声的影响以实现音频高质量地实时采集,是后续研究中需要解决的问题。

机器视觉技术

在畜牧养殖领域,动物行为与动物健康状况、生存舒适度密切相关,利用动物行为自动分析动物健康及舒适度状况相比人工经验观察而言结果更加客观。随着机器视觉技术在数字化农业领域的广泛应用,近年来,研究人员开始涉足基于动物视频自动分析动物行为及动物生存舒适度的研究领域[13]。行为模型是核心,该模块从动物形体姿态特征、行为间内在联系以及行为与环境间联系三个方面针对动物行为进行定义、表示和建模。视频流是动物行为分析的信息源,目前一般是在养殖舍顶部架设连接PC的摄像机实现视频流信息采集[14-17],而关注动物腿部运动姿态的研究一般会单独构建规则通道,侧方位架设摄像机,在动物经过通道时采集其运动视频[18]。运动目标分割步骤从视频流原始图像中分割出监测对象,特征提取步骤主要工作是提取足够的动物形体特征,以区分不同的动物行为,这些形体特征包括位置、姿态、运动速度、轮廓等等信息,该步骤首先需要解决视频序列中研究目标的检测与跟踪问题。目前针对群养猪个体跟踪的最新方法能够准确识别、跟踪3头猪长达8min,为猪只行为特征提取奠定了良好的基础[14]。行为特征提取的目的是区分不同的动物基本行为,所谓基本行为是指诸如休息、探究、采食等能够持续一定时间的独立行为。临产母牛的站立、躺卧、摄食等基本行为可用于预测母牛分娩时间,Canger等[15]研究了这些基本行为对应的主轴线方向、臀围长度、体型宽长比、背部面积等图像特征,实现了基本行为的自动识别,该研究成果使得设计一种基于母牛行为的人工助产自动预警系统成为可能。

复杂行为由一个或多个具有时空关联的基本行为组成,复杂行为分析也可称为动物行为模式分析,其主要工作是挖掘动物基本行为间或基本行为与环境间的内在联系。Shao等[16]针对群养猪睡眠时的红外图像选取图像不变矩、背景前景像素转换频率以及猪群紧密程度作为特征向量,使用最小欧几里德距离方法区分环境温度寒冷与舒适两种状况下猪的睡眠姿态。基于此,养殖人员可根据动物睡眠姿态判断其环境温度舒适度,实现养殖环境参数的按需调节,该研究对探索环境因子对猪生长的影响也具有重要的学术意义和实用价值。动物行为模式是发现动物反常行为的基础,而反常行为是动物个体出现健康异常或环境发生突变的外在表现。动物反常行为的及时发现可用于动物疾病或环境调节预警。朱伟兴等[17]利用安装于猪舍排泄区的嵌入式监控设备对群养猪的排泄行为进行24h监控,对于单日排泄次数超过系统阈值的猪只,认定其排泄行为出现异常。Song等[18]将牛行走过程中同侧前后蹄接触地面中心点间距离定义为形迹重叠参数Δ,并挖掘出健康牛行走行为模式:行进过程中Δ值小于或等于0。将行进过程中Δ>0的牛只认定为患有跛腿残疾。仅从畜牧信息的无损监测角度而言,基于机器视觉技术的动物行为监测是目前最好的方法,这种技术以无接触方式记录动物行为信息,对动物活动没有任何影响。但是该方法的技术实现难度较大,受现场光照条件影响大,摄像机视距、拍摄范围有限,一般只能监测圈养动物信息。后续研究中除了需要针对动物行为进行更精确的行为建模外,还需要解决养殖动物个体识别与跟踪的问题,以猪行为监测为例,目前最新研究进展能够准确识别、跟踪3头猪8min时间[14]。而中国群养猪的单栏养殖密度一般都大于3头/栏,仔猪单栏养殖密度则更高,在这种应用场景下,如何在大通量的视频信息中识别跟踪某一行为异常的个体是后续研究需要重点解决的问题。#p#分页标题#e#

无线传感器网络技术

无线传感器网络是由部署在监测区域内众多的微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个自组织无线网络系统,可用于监测复杂多变的环境条件,如温度、湿度、噪声等级等,也可监测节点附着对象的运动特征,如速度、加速度、运动方向等[19]。无线传感器网络丰富的传感器资源使其在畜牧信息监测应用中具有得天独厚的优势,无线通信方式不仅解决了养殖现场布线困难的问题,而且使得网络节点可以穿戴在养殖动物躯体上,能够满足动物行为、体征等参数信息监测的连续性和实时性要求。适宜的养殖环境可以充分发挥养殖动物的生产潜力,增强动物抵抗力,减少疾病的发生,继而提高畜牧业的生产效益[20],同时,良好的环境也是动物福利的要求。畜牧生产中重点关注的养殖环境指标主要有温湿度、光照强度及有害气体浓度。利用无线传感器监测养殖环境指标信息主要有以下3个挑战:一是于节点监测范围受限,单个节点监测结果不能客观反映整个养殖舍环境信息;二是养殖舍内多种气体传感器存在交叉敏感的问题;三是实际生产中需经常冲洗圈舍,网络节点不能布署于舍内较低的位置,这就带来节点无法测得动物高度层的实际环境信息的不足。针对第一个问题,滕翠凤等[21]提出采用自适应加权融合算法融合同类传感器组的多源数据,利用D-S证据推理理论融合温度湿度和光照度环境参数,提高了环境监测的精确度。针对第二个问题,俞守华等[22]利用小波变换提取气体信号动态反应过程的局部特征,利用遗传算法对小波系数特征值进行筛选,降低特征维数并简化神经网络结构,进而提高基于BP神经网络的有害气体定性测定准确率。对于第三个问题,可将养殖舍内环境看作一个场,研究养殖舍温湿度场、气体浓度场,挖掘出不同高度层的环境参数的关系模型,实际布署网络时将节点布署于养殖舍顶部,根据顶部环境指标结合不同高度环境参数关系模型,得到养殖动物所处高度层的实际环境信息。无线传感器网络监测的环境参数可通过3G网络[23]或其它无线通信方式由基站(或网关节点)发送到服务器端。对于采集到的环境参数目前主要有两种处理方案:一种是当养殖环境监测值超过系统设定阈值时由服务器自动向管理人员或养殖人员报警[1];第二种是由服务器自动控制养殖场环境调控设备,这种处理方案中控制算法设计是关键,目前主要采用的是模糊控制算法[22,24]。综合运用养殖环境监测与反馈调节技术,可以设计完整的养殖舍环境监控系统[25],为养殖动物创造良好的生存环境。

目前利用无线传感器网络监测的动物个体信息主要包括动物生理指标(体温、心率等)信息及行为(休息、散步、快走等)信息两类,其一般流程如图3所示,流程中首先需要解决的问题是设计适合动物穿戴的高效、耐用的传感器及相应的节点。心率和体温是传统意义上的动物生理健康状况重要指标,Eigenberg等[26]分别针对牛和猪设计了体温和呼吸频率传感器。Martinez等[27]与Warren等[28]设计了一种能安置在瘤胃上的药丸式心电图节点来自动测量牛的心率,但该节点存在射频信号受动物脂肪组织影响而衰减严重的问题,Hoskins等[29]针对这一问题设计了一种电感链路用以将体内节点监测的数据发送到体外数据接收器。在行为监测方面,研究人员提出利用三轴加速度传感器监测养殖动物运动过程中的三向加速度值并基于此对动物行为进行分类[30-34]。Brehme等[35]在已经投入实际应用的电子计步器基础上扩展环境温度传感器、位置信息传感器,设计了一款综合记录动物生理、行为信息的传感器节点,并将该节点应用于奶牛发情周期监测。为了防止动物运动对传感器节点带来的破坏,需要将监测节点合理固定在动物躯体上,利用动物项圈在动物颈部固定节点是目前最常用的方法[36-38],但对于有特殊监测目标的节点而言,应灵活调整固定位置。Watanabe等[39]将三轴加速度传感器固定在牛的下颚部以监测其下颚运动特征,进而分析牛咬断、咀嚼草料以及休息3种行为。Robert等[31]将三轴加速度传感器固定于牛脚踝处以实现远程监测牛行走、站立和躺卧等行为。Warren等[28]为监测牛心率参数将传感器节点通过手术固定在牛瘤胃上。附属于动物躯体的传感器节点按设定时间间隔监测动物体温、心率、肢体运动三轴加速度等参数,将监测数据无线发送到数据收集器(如基站或网关节点)的方法目前主要有两类:第一类是节点将监测数据缓存于存储器,当动物活动到数据接收器(一般置于动物饮水器或食槽上)附近时,将缓存的监测数据无线发送到数据接收器[31,40-41];第二类是设计无线传感器网络数据路由协议,利用节点转发监测数据到数据收集器,这些路由协议需重点解决节点移动带来的网络拓扑实时动态变化的问题[36]。

对于传感器网络监测到的动物生理指标参数信息,可设计养殖专家知识库自动分析生理指标所蕴含的动物健康状况,并针对健康异常个体发出报警。对于监测到的动物行为数据,需要研究相应的动物行为模型以实现行为自动分类,动物行为模型主要解决传感器数据与行为类型之间的关联问题。目前针对三轴加速度值的行为建模主要采用的数学方法有动态线性模型、尔曼滤波[32-34]、K-均值聚类算法[42]及支持向量机[43]。动物行为模型是分析动物运动能力特征的基础,可为母猪、奶牛发情的初步鉴定提供判定依据[32,34,44]。目前已经投入实际使用的传感器节点大多针对生产环境相对规范稳定的工业现场设计,但是畜牧业生产环境复杂,有些应用场合甚至具有高温高湿的特点,而且在动物个体信息监测应用中,需要将节点固定在养殖动物躯体上,在动物躺卧甚至相互争斗时都可能破坏传感器节点。因此,畜牧业中应用的传感器节点应该具备比工业生产现场更好的抗高温抗高湿及抗损坏性能,然而畜牧业生产特点决定了其使用的传感器节点不能代价高昂。高性能、高稳定性、低成本间的矛盾是无线传感器网络在畜牧业中应用需要重点解决的问题。

RFID技术

随着物联网技术的兴起,RFID技术在畜牧业中得到广泛应用[45-47]。RFID是一种非接触式的自动识别技术[48],具有数据储存量大、可读写、环境适应性好等特点,可以实现多目标识别[49]。RFID产品成本低,在畜牧养殖中应用在经济上具备可行性[50]。目前在动物行为监测研究领域一般将被动RFID标签以耳标形式固定在动物体上,当动物出现在读写器磁场范围内时,其耳标接受读写器射频信号,凭借感应电流所获得的能量向读写器发送芯片中存储的标识信息,读写器根据获取的耳标号识别出位于其读写范围内的动物个体。一个完整的RFID系统由电子标签、读写器和天线三部分构成,电子标签一般以耳标形式固定在动物耳朵上,读写器的位置需要根据不同的监测目标灵活设置。如Reiners等[51]为监测仔猪采食行为,将RFID读写器及天线安装在仔猪喂料器上;钟芳葵[52]为监测群养母猪的采食行为将RFID读写器安装在母猪食槽上;Ostersen等[53]为了监测母猪与公猪的亲近行为,将RFID读写器安装在公猪栏上的接触窗口上,记录通过接触窗口亲近公猪的母猪耳标值、亲近行为开始时间、结束时间,然后利用动态线形模型分析亲近行为频率和时长,实现母猪发情的自动鉴定。将电子耳标出现在读写器读写范围内认定为一次行为发生的做法对于仅关注行为频率的监测目标而言是可行的[51-52],但对于动物个体采食量、饮水量的监测目标,则需要扩展秤重、流量监测等功能,才能实现动物行为信息的准确监测。Tu等[54]设计了一套由RFID模块、电子地磅模块及通信模块构成的实时、远程监测火鸡采食行为的自动化系统,自动记录采食火鸡标签号,采食前后体重变化情况,为选择食物转化效率高的优良品种提供参考,同时也为群养火鸡个体行为分析提供了有力工具。RFID技术配合水流量计可以实现群养母猪个体饮水行为远程监测的目标,改造母猪饮水点,确保一次只有一头母猪接近饮水器。将RFID读写器安装在饮水器上方,记录饮水母猪个体耳标号,利用嵌入式系统技术处理水流量计输出信号得到群养母猪个体的饮水频率及饮水量信息,饮水行为的实时监测有利于及时发现饮水模式的突变,为母猪健康评判提供参考依据。#p#分页标题#e#

智能控制论文范文2

系统构成,以夏季空调制冷为例:通常中央空调的循环水系统关键是包括着两个水循环系统,也就是使用敞开式系统冷却水循环系统以及使用封闭式系统冷冻水循环系统,以及制冷机组和风机盘管与冷却塔。需要进行降温的房间之内会装设风机,这里的风机关键是进行冷空气吹入至房间,进而能够促使房间内热交换程度加快便于实现降温。工作原理,为了能够促使室内温度保持在一个非常舒适的范围之内,冬季的室内温度过低时中央空调体系会把循环热水送进风机盘管中,再将室外的低温空气进行循环经过风机盘管时,对应低温空气同样是和风机盘管铝片实行热交换来把风机盘管铝片热量传送于低温空气中,促使低温空气在进行加热之后送进房间之内,促使其室内温度得以有效升高;在夏季的室温过高时,中央空调系统就会运用水泵把经过制冷器主机所提供的冷冻水循环式送进风机盘管内,以便于在温度降低时风机盘管之内铝片及循环进的室外高温空气进行接触时能够展开热交换,最终将所得到的冷空气送进室内进行降温。

2基于LonWorks的中央空调智能控制系统

该空调机组所控制的相关现场总线系统工作原理是温湿度控制器测出温度以及湿度之后,再经过运算得到对应阀门调节输出,此时的输出是经过Lon网络送至对应智能阀处以产生阀门开度。智能阀数量以及空调系统结构有着极大的关联。开关量控制器是用在启停机组上的,以便于有效监测空调实时状态以及进行警报。

2.1系统硬件设计

关于智能阀门设计,相关智能阀门应该是直接连接于Lon网络之上的,并经过Lon总线接收其阀门的开度指令,此指令是以网络对应变量形式出现的。智能阀门关键硬件设计,从某种程度上来讲智能阀门是要求对应运算量和储存容量较少的,所以运用了神经元NeuronMC143120芯片和FTT-10A式的双绞线变压器耦合收发器,还有其电源是运用了LM2575式的降阶电压调节器芯片,其在进行滤波之后可以获得非常稳定的+5V电压,串行A/D转换器是使用TCL1549芯片,这样可以充分的满足于对应阀门开度有效控制精确度,继电器是使用了JGX-1F型式的固态继电器,该型号的继电器驱动能力较大且生命周期较长。

2.2温湿度控制程序软件有效实现

温湿度控制器是最关键的主控制器,其是要求具备较大储存空间以及处理能力,所以是使用了3150CPU模块。关于温湿度控制程序软件的实现应该分为两大部分,节点内部功能,这包括着相关模拟量采集以及处理和显示,并且具有四个PID回路,可以充分的达到参数修改以及运算和网络变量形式输出结果至其余控制器或者是智能阀处;还有就是主控制器,也就是温湿度控制器务必要具有及上位机可以通信的功能。依据其工艺技术的要求,温湿度控制器之内具有专门开辟的储存区域,这是存放上位机组态之后所形成的相关程序链,并且控制器经过详细分析程序能够对储存区域之内各类数据展开分析,再合理的调用子程序来充分实现各类功能及完成控制。

3中央空调节能理论分析

中央空调系统是经由制冷主机以及冷却泵和冷冻泵,还有冷却塔风机和风机盘管所组成的。应该说其制冷主机是经过压缩机来促使制冷剂快速冷冻循环水温度降低,通常通过制冷主机进行制冷之后的水温度大约是7摄氏度,这也是中央空调的冷源提供场所。冷冻水泵主要是将冷冻水进行加压至空调系统的对应末端系统,冷却水是经过冷却水泵将对应制冷主机中热量充分带走,通过冷却塔将这些热量有效的释放至空气中,之后就会回到冷水机组中。冷却风机能够合理的带动空气进行快速运动,经过空气带走冷却水热量,同时能够有效促使蒸发以致水温迅速降低。温度降低之后相关冷却水会进行再次循环,并进入制冷主机中,再次带走制冷机所存在的多余热量。中央空调系统可以说是多变量复杂且时变的系统,相关过程要素主要是非线性以及大滞后、强耦合的关系。模糊控制是基于模糊集合论以及模糊语言变量、模糊逻辑推理的计算机智能化控制理论,能够充分的适应于中央空调各个方面控制要求及需求。模糊控制下的变频调速技术能够充分达到中央空调水系统极好的温差变以及压差变和流量变的运行模式,可以促使控制系统具备极高跟随性以及应变能力,还能够依据相对被控制的动态过程特性识别来自主调节其运行参数,以便于得到最优化控制效果。模糊控制能够充分地适应于多变性特征,不过也正是因为该类复杂非线性才促使模糊控制极好地控制并克服了对应被控中央空调各个方面的要求及需求,进而实现极高的控制能力以及最佳运行状态。停机控制也就是确保空调区域完成运作后还能够具备较为舒适的环境,并有效计算出能够提前停止空调的最长时间。并且,在停止运用空调区域之前就有效控制区域空调关闭。

4结束语

智能控制论文范文3

我国的在制冷空调行业起步较晚,但是经过了几十年的发展,虽然还存在一些不完善的方面,但是总体来说已经取得了一定的成绩。但是与发达国家先进的制冷空调相比较,我国的制冷空调在节能技术方面存在很大不足,大多是采用的国外先进技术,并没有自己的研发成果。瑕不掩瑜,我国的制冷企业已经充分注意到制冷空调节能技术的重要性,特别是近年来大力推动了新技术、新工艺的研发工作,目前已经具备了一定程度的研发能力,与西方发达国家在制冷空调节能技术之间的差距正在不断缩小。

2制冷空调技能技术

制冷空调节能技术主要的目的就是要实现合理用能,并且降低电力高峰期的符合,现阶段主要的制冷空调节能技术主要有七种,分别是:蓄冷技术、燃气技术、太阳能技术、热电冷联产技术、热泵技术、热声制冷技术以及人工智能技术。

2.1蓄冷技术

现阶段空调用电量已经占据了人们生活总耗电量中的70%左右,并且由于电力紧张以及能源紧缺现状的不断加剧,促进了制冷空调新技术的研发。蓄冷技术是在这种条件下被研发出来的,该技术就是使空调在非高峰期用电来保持最佳节能状态,此时空调系统的冷负荷由所需的潜热的形式释放冷量来满足,也就是通常所说的,空调系统冷负荷使用融冰释放的冷量来满足,蓄冷设备也就是储存冰的容器,这样的空调不仅可以提高本身的经济效率,还能够增强系统稳定性。按照我国每年新增3亿m2的商用建筑,如果均使用蓄冷空调系统,每年可为国家节电40亿元,节煤330万吨。

2.2燃气制冷技术

燃气空调的使用,不仅可以降低空调使用对于电网的负荷,也可以提高能源的一次利用率,对于减少污染,平衡冬夏季燃气用量具有非常重要的意义。经过相关部门的测算,如果燃气制冷量1×107万RT,消耗天然气约6×108m3,这些制冷量就相当于少发电3.5×107KW,这种技术不仅提高了电力设备的运转利用率,还能够节约发电设备的投资。随着我国城市燃气管网的逐步完善,燃气空调必然得到快速的发展和应用,此外国家也推出了一系列的政策支持燃气空调的发展,其对于提高能源利用率、缓解夏冬季用电高峰、提高能源供应安全具有非常重要的意义。

2.3太阳能制冷技术

目前太阳能空调主要有两条技术路线,分别是通过光热转换,以热能制冷,另一种是以光电转换,利用电力制冷,而现阶段应用较多的就是热能制冷。作为一种可再生的资源,太阳能的应用对于缓解能源供需矛盾、控制环境污染具有非常明显的效果。但是太阳能光伏/光热发电再制冷的技术在制冷空调中的应用并未取得显著地效果,一个原因是成本过高,另一个就是能源利用率较低。而利用太阳能进行光热直接驱动的空调虽然性能系数赶不上传统的机械式空调,但是由于其成本较低,并且具有较高的能源利用率,因此其是目前应用最为广泛的一种太阳能制冷空调。虽然太阳能具有可再生的特性,但是由于其能量供应具有随机性而且能源密度也较低,给其大规模扩展应用带来了一定的阻力。现阶段的太阳能制冷技术的应用首先就要解决其可靠性、稳定性,并且相应的提高系统性能系数以及效率。最后,也可以将太阳能制冷技术与其他能源技术结合,形成一个多能源系统,充分利用废热、废气以及其他能源。

2.4热泵技术

热泵技术主要有两种,分别是水源热泵技术和土壤源热泵技术。热泵技术具有性能可靠、无污染、高效节能的优点,可以在夏季制冷、冬季制热,并提供一定数量的生活热水,此外配套的热泵系统还具有结构简单、可靠性高、节能效果好的优点。鉴于其明显的节能降耗优势,其已经在国外得到了广泛的应用,并且在我国也有了很多的应用实例,通过对比,我们总结出:虽然热泵技术的初期投入与中央空调基本持平,但是其投入运行后的使用费用远远低于传统的中央空调。据相关部门估算,我国地级以上城市每年浅层地热能可利用资源量相当于3.56亿吨标准煤,扣除消耗电量,可节约相当于2.48亿吨标准煤。

2.5热电冷联产技术

作为一种综合利用能源的系统,热电冷联产技术不仅增加了热电联产中的夏季热负荷,提高了汽轮机组的负荷率,实现了机组效率的提升,还能够提高低品位热能的利用率。燃气轮机发电是以天然气为动力源,并且将废热直接排放到吸收式冷热水机组,长生了用于制冷的冷冻水,并且将热量应用在除湿型空调上面,这样就可以大幅度增加热电冷联产的综合效率。该技术的节能效果非常显著,至少在10%以上,因此我国近年来也开展了该技术的应用,例如上海的黄浦区中心医院以及浦东国际机场都采用了燃气轮机热电冷联产系统,具有非常明显的节能效果。

2.6热声制冷技术

作为一种新发展起来的制冷技术,热声制冷技术与传统的蒸汽压缩式制冷技术相比,取消了对于环境具有破坏作用的制冷剂,直接使用惰性气体或者惰性气体的混合物作为制冷剂,减少了对于温室效应的危害以及臭氧层的破坏。而且热声制冷技术具有结构简单可靠、无需特殊材质,在制造成本具有非常大的优势,而且它减少了活塞、润滑剂的使用,在维护成本上同样具有非常明显的优势。此外,热声制冷技术几乎没有现阶段制冷系统的缺点,因此其可以成为未来制冷空调节能技术的主要发展方向。

2.7人工智能技术

随着科学技术的不断发展,人工智能技术已经广泛应用在了人工工作和生活中的各个方面,人工智能技术主要应用在智能控制、负荷预测以及故障检测和诊断等方面。但是由于人工智能技术在制冷空调中的应用仍处于初期阶段,仍存在很多的不足,所以我们应将传统的方针系统与人工智能制冷技能技术相结合,通过计算机技术的广泛应用,实现空调制冷效率的最大提升,并且实现最大化的节能效果。

3结束语

智能控制论文范文4

在社会发展的多个领域,都能够发现智能化技术的应用。智能化技术具有综合性的特点,包含着多种学科内容,例如控制学。从字面的理解来看,智能化技术的实际应用是借助一定技术手段的实施,完成人工智能的机器操作目标,并且解决一些人力不能完成的问题。在较长时间的实践应用中,智能化技术逐渐走向成熟,在各个社会领域发挥的作用更加明显。在电气工程领域,利用智能化技术实现较好的自动化控制,经过了较长时间实践,应用了多方面的电气工程内容,才得出了较强的实用性结论。因为智能化技术的应用术语属于高端的计算机技术,所以,自动化控制工作中引入智能化技术,必须有一定的计算机理论基础,否则将影响智能化技术的作用发挥。在智能化技术的不断实践应用中,极大提高了自动化控制系统的运行速度,较好改善了电气自动化控制工作,降低了工作成本,减轻了工作压力,实现了人力资源配置的合理优化。

二、智能化技术的应用优势

(一)免去了控制模型的建立

在电气工程的传统工作中,自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是,在实际的操作中,被控制对象往往需要十分复杂的动态方程,这就影响了精确效果的获得。由此,在设计对象模型的环节中,经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而,智能化系统的出现,使这些困难得到了较好解决,极大促进了工作效率的提升,同时对于一些不可控制的因素,也实现了较好的控制,大大提升了自动化控制器的准确性。

(二)实现了便捷的电气系统控制

智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制,随时都可以完成对系统控制程度的有效调整,极大提升了系统的整体工作性能,是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到,和传统的自动化控制器相比较,在任何条件下,智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能,在电气工程的自动化实践应用中占据优势。

(三)实现了一致性的智能化控制

在自动化控制中的数据处理环节,智能化控制器可以实现一致性的智能化控制,很好解决了不同数据的处理困难。而且,在自动化控制的标准执行上,即使遇到陌生的数据,也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是,如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果,一定要全面排查工程的各个细节,细致地进行分析,不能盲目的否定智能化控制技术。

三、智能化技术的实践应用

(一)系统病因诊断

在电气工程诊断工作中,采用传统的人工手段具有较强的复杂性,虽然对工作人员要求十分严格,但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中,实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题,这是不可能避免的,采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性,而且处理效果也不佳。但是,智能化技术的广泛应用,使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且,定时检测诊断应用,有效避免了一些不必要的问题。

(二)系统设计优化

在电气工程发展中,传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良,而且,在这一工作过程中,对工作人员的工作素质也有着较高的要求,既需要工作人员掌握一定的专业设计知识,还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是,在实际的设计工作中,工作人员往往不能做到全面的考虑,经常会漏掉一些具体的问题。所以,一旦发现复杂问题,很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现,较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成,也可以借助于相关的软件完成,既保证了设计中数据的准确性,也实现了设计样式的丰富化,更能够做到对复杂问题的及时处理,较好保证了自动化控制的稳定性。

(三)系统的自动化控制

在电气工程中,智能化技术可以应用于多个控制环节,能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的,一是模糊控制,二是专家系统控制,三是神经网络控制。运用这三种控制手段,极大提升了自动化控制效率,使远距离的自动化控制成为可能,增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制,能够实现算法的反向学习,在信号处理方面得到了较大应用。

四、结语

智能控制论文范文5

系统以MSP430F2616微控制器为核心,这款单片机有良好的低功耗性能,适宜开发家用电子产品。当系统上电运行后,WSN节点会通过湿度测量模块对当前湿度进行采集,湿度测量模块选用HS1101湿敏电容与NE555构成多谐振荡器,以此将空气湿度变化转变为电容值的变化,单片机通过采集多谐振荡脉冲频率,可得到湿度值。STC12C5A50S2单片机获得湿度值后,通过NRF24L01传递给主控单片机并显示于TFT液晶,用户可通过按键(“加湿开”、“加湿关”、“干燥开”、“干燥关”“、复位”)进行人机交互。湿度数据与预设湿度范围相比较,若超出范围,MCU可通过控制继电器来驱动加湿与抽湿执行机构。此外,主控系统拥有华为GTM900-CGSM通信模块,支持短信查询功能,用户可借由手机软件平台对湿度进行查询与控制现信息的远距离传输与闭环控制。为满足系统供电需要,选用220V-12V电源适配器进行供电输入,作为加湿器,抽湿器电源;开关集成稳压芯片LM2596输出5V为单片机、NRF24L01模块、TFT液晶逻辑供电;线性稳压元件LM1117稳压输出3.3V为无线主接收模块、TFT液晶背光供电。

2系统软件设计

主程序开始,先初始化各个模块,然后等待命令,若有命令则判断是控制命令还是查询命令,若为查询命令,则向客户端发送信息,若为控制命令,执行控制动作;若无控制命令,判断无线接收数据,若有则做数据处理,若无则数据更新显示,并返回等待命令。

3实验测试及分析

3.1测试方案

系统测试采用先模块单独调试再系统联调的方法。①测试电源模块的输出,得到功率,电压电流信息。②硬件仿真测试单片机,测试液晶显示是否正常。③湿度传感器测试湿度是否采集值成正比,同时测试加湿干燥机构在供电正常情况下能否正常工作。④用PC机的串口调试和GSM模块之间串行通信。⑤整机系统连接好,重复以上步骤,测试数据接收。通过以上测试,可判断整机运行是否正常。

3.2测试数据

测试数据包括以下四部分:①通过万用表测试电源模块的输出:+5V和+3.3V的误差在±0.1Y以内,接上所有负载后输出的电流达1A;②通过设置不同的标准状态值:测试到系统的超标自动发送短信至终端功能正常;③终端发送查询指令至系统:测试到手持机终端接收到的数据和TFT液晶显示屏显示的数据完全吻合;④终端发送控制信息至系统:得到动作与指令相同。

3.3结果分析

经过各项性能的测试,系统指标和参数基本达到预期的效果,如果能考虑到实际的能效,系统将更加完善。

4结束语