现代控制技术在中药智能配药系统中的应用

时间:2022-10-15 08:01:28 其他范文 收藏本文 下载本文

现代控制技术在中药智能配药系统中的应用(精选7篇)由网友“IFYo”投稿提供,下面是小编为大家整理后的现代控制技术在中药智能配药系统中的应用,供大家参考借鉴,希望可以帮助您。

现代控制技术在中药智能配药系统中的应用

篇1:现代控制技术在中药智能配药系统中的应用

现代控制技术在中药智能配药系统中的应用

摘要:介绍了新型中药智能配药系统的硬件和软件控制技术。硬件部分采用OMRON的PLC和基于CPLD的电路板进行控制,软件部分则通过组态软件FIX32与界面编辑软件VB相结合对上位机进行控制和通讯。本系统达到国内领先、国际先进的水平,它的研制成功对中药在世界范围内的进一步推广起到了重要的作用。

关键词:中药智能配药系统 PLC CPLD FIX32 VB

中药智能配药系统(Intelligent Dispense System for Chinese Medicine)是随着中医院流程系统管理向电子化、网络化的方向发展而产生的。该系统工作的过程是:首先通过医院内部局域网将在终端电脑上开出的处方传至药房配药主控计算机,然后由主控计算机在查询药品数据库的基础上形成配药指令并下达给配药机器,完成配药过程。同时,主控计算机在配药机器终端的液晶显示屏上显示患者信息,并驱动打印机输出处方的综合信息,将处方综合信息连同配药机器输出的配好的分帖包装中药一起交付患者使用。中药智能配药系统的控制系统可分为机电控制系统和上位机软件控制系统,其结构框图如图1所示。

(本网网收集整理)

1 机电控制系统

机电控制系统为分层分布式结构,采用上位机+下位机+集成电路板的技术进行综合控制。其电路系统结构框图如图2所示。具体介绍如下:

(1)上位机使用PC机,负责管理级和监控调度级的控制。上位机不采用工控机的原因是因系统对于界面、数据库处理及网络联系等均有较高的要求。上位机的主要功能是将人机界面输入的二进制编码信息通过RS-232串口传送给下位机,并对下位机的工作状况进行实时监控,完成药方打印和液晶显示。另外,它与药品管理信息系统之间的信息交互,是通过医院内部的局域网来进行并采用TCP/IP协议实现的。

(2)下位机负责设备级控制。其功能是接收并解码上位机发送的二进制配药信息,然后根据配药信息选定所需药品,驱动相应集成电路板进行下药控制,并驱动机械手进行定位、取出药品、包装成袋,连同打印药方一起交付患者。下位机之所以采用PLC而没有选择价格相对低廉的单片机,原因之一是为了满足中药配药机对高速运作的要求,X轴导轨和Y轴导轨均采用伺服电机驱动,而单片机对伺服电机的控制能力相对较差,很难做到精确控制;原因之二是中药智能配药系统对可靠性的要求很高,而单片机的稳定性与PLC相比要差一些,且容易受到外界电磁的干扰。

(3)下药直流电动机的控制采用以ALTERA

公司的ACEX1K芯片为核心的集成电路板来完成。在该芯片中集成了在Max+plus II开发系统中用VHDL语言编写的控制、计数和定时功能。该电路板的功能是接收从PLC发来的命令和药品质量数,控制电动机的转数,在0.07g/转的精度下完成规定重量的下药。由于本系统使用了多达420个下药直流电机,因此采用可减少I/O点数及PLC布线的集成电路板。该系统的所有下药电机由28块集成电路板分别控制,每块集成电路板控制的下药部分相对独立。这样,检查和维修不受位置限制,具有较高的可靠性和性价比。

1.1 PLC控制

1.1.1 PLC配置

本系统PLC配置采用OMRON公司的C200HE型PLC,并在其基础上扩展了一个16点继电器型开关量输出模块C200H-OC225、一个32点晶体管型开关量输出模块C200H-OD215、两个16点开关量输入模块C200H-ID212和一个四轴位置控制模块C200HE-NC413。各模块的作用为:

(1)两个输入模块用来接收配药机器中各种接触器的位置反馈或动作的故障反馈,对其配置无特别要求;

(2)两个输出模块发出指令,用来操作配药机器。继电器型开关量输出模块驱动电流大,但不能频繁动作,因此用来控制所有电磁阀和各种直流电机、步进电机;晶体管型开关量输出模块则正好相反,且其输出为TTL电平,具有可以与其它集成电路接口的优点,用来驱动集成电路完成下药操作。

图3 伺服电机控制电路

(3)四轴位置控制模块用来控制四轴(X、Y、Z、U)互相独立的两个伺服电机和三个步进电机。在X、Y轴上分别配置了两个伺服电机,而三个步进电机由于工作时间互相错开,全部配置在U轴上。另外,X、Y轴上各有左右限位开关和原点接近开关3个,Z轴有原点接近开关1个,这样,共7个接近开关接到C200HENC413上。该模块以不超过10ms的响应时间从PLC内存取得命令,在500kp/s的高频脉冲下与PLC内存数据建立映射关系,完成通过修改内存数据定位伺服电机和步进电机的位置以及通过内存数据反馈伺服电机和步进电机的位置情况的功能。

1.1.2 伺服电机控制电路

在本系统中,配置了两个OMRON公司的SMARTSTEP A伺服系统,对X、Y轴完成定位操作,具体控制电路如图3所示。其中包括四轴位置控制模块C200HE-NC413、通用控制电缆R88A-CPU002S、伺服驱动器R7D-AP04H、伺服电机R7M-A40030-BS1(为带制动器的带键直轴圆柱形电机)。图中,CN1代表伺服驱动器,CN2代表与伺服电机同轴的分辨率为2000脉冲/转的光学增量型编码器用连接器,它可以完成从驱动器到伺服电机的具有位置反馈和速度反馈的闭环控制。在伺服电机中,M代表电机本身,E代表编码器,B代表动力制动器。由于固定脉冲代表固定距离,因此当伺服电机接收到控制系统发出的若干条脉冲指令后,就可以完成预定的定位。在本系统中,设置电机的分辨率为5000脉冲/转(0.072度/步),伺服电机连接的同轴减速器比例为3?1,其带动导轨移动的速率为60mm/转。因此,伺服电机带动导轨移动的速率为20mm/5000脉冲。伺服电机控制电路的控制原理为:位置控制单元从设备处得到各种控制信号,并根据不同药罐间的距离与20mm/5000脉冲的数据大致算出映射到四轴位置控制模块NC413在PLC中的脉冲数据;然后通过通用控制电缆输出高速脉冲给伺服驱动器,由其驱动伺服电机,使之根据误差反馈自动微调该数据,最终达到精确定位的目的。

图4 步进电机控制电路

1.1.3 步进电机控制电路

步进电机驱动器与C200HE-NC413的连线类似于图3中伺服电机驱动器与C200HE-NC413的连线,而步进电机驱动器与步进电机间的连线则如图4所示。本系统中控制机械手摆动的步进电机采用STONE公司的86BYG250B,驱动器采用STONE公司的混合式步进电机驱动器SH20806C;控制送袋与推袋的两个步进电机采用SANYO公司的103H548,驱动器采用STEP公司的四相混合式步进电机细分驱动器ST4HB03X。步进电机的控制类型为不具有位置反馈功能的开环控制,控制方法为在确定运动起点与终点的基础上,将位移或角度改变以200脉冲/转(0.18度/步)为分辨率转变为脉冲数,写入映射在NC413中的内存位置,从而控制步进电机完成定位。

1.2 系统工作步骤

系统中有各种电机、限位、定位用传感器以及与真空气泵连接的'电磁阀,可以完成取空药袋、打开空药袋及封装、输送药袋等功能,其工作时序见图5。

图5 系统工作时序图

1.3 PLC程序实现

利用OMRON的编程软件CX-Programmer完成梯形图的编写,程序包括如下六个模块:

(1)初始化模块,其功能是将PLC的内存单元初始化,进行电气部分的归零操作,目的是为配药系统进行运转做好准备,防止误操作对系统造成不可挽回的破坏;

(2)接收模块,其功能是接收上位机界面中输入的二进制编码的信息(包括药品种类、数量、贴数等),存入预先定义的内存单元;

(3)发送模块,其功能是将药品种类、数量等按照数据库与伺服电机结构中已定义的方式分别转变为下药直流电机位置和转动圈数,并发送到集成电路板,完成下药操作;

(4)反馈模块,其功能是接收来自集成电路板的直流电机转动停止(即规定重量下药动作完成)的反馈信号;

(5)控制模块,其功能是在确定下药过程完成后,驱动机械手完成取空药袋、打开空药袋、定位及集药等任务,并驱动药袋封口装置动作,触发直流电动机带动皮带转动,送出药品;

(6)故障处理模块,其功能是接收各处传感器反馈的接近或故障信号,随时停止系统的配药动作,以进行故障处理。

此外,在发送模块和控制模块中建立时间联系,使得在一次多贴药配药过程中,下一贴药的下药、取空药袋动作与上一贴药的封口、传输动作并行进行,缩短了配药时间。

2 上位机软件控制系统

上位机软件控制系统包括药品信息数据库和人机对话界面,前者主要存储医院的药品信息,包括名称、数量、价格、药性、有效期等;后者则与数据库建立连接,可以实现查询、开处方、药品管理、处方管理、打印、液晶显示等功能。其流程图如图6所示。

2.1 工控组态软件FIX32

FIX32是美国 Intellution公司开发的基于视窗的大型应用软件,包含动态显示、报警、趋势、控制策略、控制网络通信等组件。在本系统中,应用FIX32编写了主界面和系统运行的动态模拟显示程序。

(1)主界面是上位机与下位机之间的连接桥梁,其功能是与VB编写的界面建立联系,激活配药控制界面和药品管理界面。

(2)系统运行动态模拟显示的实现方式是首先在

FIX32的DRAW模式下画出整个配药系统的模拟图,包括静止物体及各种动作显示,设定限位与故障反馈警报;然后在FIX32中对I/O点进行组态,并在数据

库中建立各药罐、各动作I/O类型及其在下位机PLC中的地址。这样,当PLC中的程序开始运行时,相应地址中的模拟量或开关量便发生变化。这种变化可在配药系统动作的同时显示到动态模拟界面,使动态模拟同步进行。在配药系统封闭运行的情况下,其作用之一是可以从动态模拟画面中实时观察到系统的运作情况,之二是可在系统发生可反馈性故障时在第一时间得到提示,快速完成对故障的调整。

2.2 界面编辑软件VB

该部分软件包括取药与加药两个模块,均具有权限控制功能,用户需输入密码,可保证系统的安全性。VB界面框架图如图7所示。

取药模块的主要任务是与ACCESS数据库取得联系,将需要的药品名、数量、贴数等通过FIX32传入下位机中,完成取药操作。其中,在数据库中的药品名采用拼音查询,数量与贴数则可多次修改。同时,VB还要向液晶屏输出患者及处方信息,并完成处方打印。

在取药模块中进行了取药任务优化处理算法的设计,其目的是在医生开药顺序任意的情况下完成最短时间的配药过程。由于机械手在X、Y轴伺服电机的控制下的匀速行走速度为1m/s,因此时间最短即为行走路线最短,这个问题等价于典型的旅行商(TSP)问题。在本系统中,420个药罐分为前后两面各14行等距排列,每一面中又分左右两侧各7行,每行15个。此外,药罐位置每单位Y轴坐标与三个单位X轴坐标相同,且机械手对前后两面的取药由步进电机摆动控制。经过简单计算可以确定本系统中实际节点应为66个。采用新的禁忌遗传算法在VB中编程,该算法对多节点系统设置禁忌步长和松弛步长。引入张弛效应,与传统遗传算法相比,减小了可行解空间,提高了收敛速度。

加药模块为药品管理员专用,主要任务是从界面中修改数据库中货存药品的所有信息。

对散装中药实现定量配置的中药智能配药系统在控制方法上有多种创新,具有良好的人机界面,能在足够短的时间内对指定药方完成配药。该系统通过了上海市科委主持的专家鉴定,达到国内领先、国际先进的水平,在运行中情况良好,可靠性和安全性都得到了验证。

篇2:现代控制技术在中药智能配药系统中的应用

现代控制技术在中药智能配药系统中的应用

摘要:介绍了新型中药智能配药系统的硬件和软件控制技术。硬件部分采用OMRON的PLC和基于CPLD的电路板进行控制,软件部分则通过组态软件FIX32与界面编辑软件VB相结合对上位机进行控制和通讯。本系统达到国内领先、国际先进的水平,它的研制成功对中药在世界范围内的进一步推广起到了重要的作用。

关键词:中药智能配药系统 PLC CPLD FIX32 VB

中药智能配药系统(Intelligent Dispense System for Chinese Medicine)是随着中医院流程系统管理向电子化、网络化的方向发展而产生的。该系统工作的过程是:首先通过医院内部局域网将在终端电脑上开出的处方传至药房配药主控计算机,然后由主控计算机在查询药品数据库的基础上形成配药指令并下达给配药机器,完成配药过程。同时,主控计算机在配药机器终端的液晶显示屏上显示患者信息,并驱动打印机输出处方的综合信息,将处方综合信息连同配药机器输出的配好的分帖包装中药一起交付患者使用。中药智能配药系统的控制系统可分为机电控制系统和上位机软件控制系统,其结构框图如图1所示。

1 机电控制系统

机电控制系统为分层分布式结构,采用上位机+下位机+集成电路板的技术进行综合控制。其电路系统结构框图如图2所示。具体介绍如下:

(1)上位机使用PC机,负责管理级和监控调度级的控制。上位机不采用工控机的原因是因系统对于界面、数据库处理及网络联系等均有较高的要求。上位机的主要功能是将人机界面输入的二进制编码信息通过RS-232串口传送给下位机,并对下位机的工作状况进行实时监控,完成药方打印和液晶显示。另外,它与药品管理信息系统之间的信息交互,是通过医院内部的局域网来进行并采用TCP/IP协议实现的。

(2)下位机负责设备级控制。其功能是接收并解码上位机发送的二进制配药信息,然后根据配药信息选定所需药品,驱动相应集成电路板进行下药控制,并驱动机械手进行定位、取出药品、包装成袋,连同打印药方一起交付患者。下位机之所以采用PLC而没有选择价格相对低廉的'单片机,原因之一是为了满足中药配药机对高速运作的要求,X轴导轨和Y轴导轨均采用伺服电机驱动,而单片机对伺服电机的控制能力相对较差,很难做到精确控制;原因之二是中药智能配药系统对可靠性的要求很高,而单片机的稳定性与PLC相比要差一些,且容易受到外界电磁的干扰。

(3)下药直流电动机的控制采用以ALTERA

公司的ACEX1K芯片为核心的集成电路板来完成。在该芯片中集成了在Max+plus II开发系统中用VHDL语言编写的控制、计数和定时功能。该电路板的功能是接收从PLC发来的命令和药品质量数,控制电动机的转数,在0.07g/转的精度下完成规定重量的下药。由于本系统使用了多达420个下药直流电机,因此采用可减少I/O点数及PLC布线的集成电路板。该系统的所有下药电机由28块集成电路板分别控制,每块集成电路板控制的下药部分相对独立。这样,检查和维修不受位置限制,具有较高的可靠性和

[1] [2] [3] [4]

篇3:综合智能控制技术在电网规划中的应用

摘 要 广东省的电力工业已步入大电网、高电压和大机组的时代,如何合理地布局电网是广东省电力工业的重要课题之一。电网规划是一个受多种条件约束,以电网总效益为最终目标的多目标系统工程,因此,宜用综合智能控制技术来研究电网规划。在这方面较成功的例子是加拿大魁北克水电公司的直流/交流输电网络设计专家系统,该系统具有目标和预期效益、领域专家和知识工程师的交互作用等特点。根据广东省电网的现状和发展目标,电网规划决策系统可分解为负荷预测、网架规划、无功规划、稳定性分析等子问题,通过子问题的迭代进行协调,寻求最佳电网规划决策系统。

广东省电力系统包括21个地市电网,现有最高运行电压等级为500 kV,珠江三角洲地区已形成500 kV环网,并以500 kV电压与广西联网,以400 kV和110 kV电压分别与香港和澳门联网。此外,广东电网还向湖南宜章和临武两县以及江西赣南地区供电。

粤中(珠江三角洲地区)地网是广东电网的核心,也是全省最大的负荷中心,该电网与广西、香港等电网互联,除了向珠江三角洲地区提供电力外,还担负着电力交换任务。在粤中地区建设一个强大的500 kV电网,对保证广东电网乃至香港电网以及澳门电网的安全运行有着重大意义。目前广东500 kV电网东已延伸至汕头西翼,江门——茂名500 kV输变电工程正加紧建设,前可望投入使用。

广东省的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组时代。随着整个电网变得越来越复杂,电网规划中以往那种人为臆断和局部最优的规划方式会给电网运行、发展带来隐患,资金盲目使用的可能性加大。结合目前理论的发展,我们认为电网规划是一个受到多种条件约束的、以电网总效益为最终目标的多目标的系统工程。对于这样一个系统,我们认为适宜以控制论为基础,结合信息论、运筹学和系统工程等理论来研究。

从控制论角度来看,电网是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外,电力网络地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满日益增强,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵,以及电力网的不断增大,使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征,一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。下面将阐明综合智能控制技术引入电网规划中的必要性和可行性。

篇4:综合智能控制技术在电网规划中的应用

1.1 智能控制的概念

迄今为止,智能控制尚无统一的概念,文献[1]有如下归纳:

a)最早提出智能控制概念当推傅京孙教授,他通过对人-机控制器和机器人方面的研究,将智能控制概括为自动控制和人工智能的结合。他认为在低层次控制中用常规的基本控制器,而在高层次的智能决策,应具有拟人化功能。

b)Saridis在傅京孙工作的基础上,提出了三元结构的智能控制理论体系,他认为仅有二元结合无助于智能控制的有效和成功应用,必须引入运筹学,使其成为三元结合,并提出了其递阶智能控制的理论框架。

c)国内蔡自兴教授在研究了上述理论结构以后,从系统的整体性和目的性出发,于1986年提出了四元结构价格体系,将智能控制概括为控制理论、人工智能、运筹学和系统理论4学科交叉。

总之,智能控制是多学科知识的结合,除了从控制论出发来研究它,还可以从信息论、生物学以及社会科学角度来讨论和研究。

1.2 综合智能控制技术

综合智能控制一方面包含了智能控制与传统方法的结合,如模糊变结构控制,自适应模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等;另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉综合,如专家模糊控制,模糊神经网络控制,专家神经网络控制等。

2 一个国外的`电网规划专家系统

目前为止,在电网规划方面较成功的综合智能控制技术系统不是很多,其中比较好的有加拿大魁北克水电公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流输电网络设计专家系统”。

在80年代末期,随着人员的退休和长期不用,一些60年代和70年代加拿大电网高速发展时期由工程师们获得的大量有关电力系统规划设计的专门知识逐渐被人遗忘,这引起了加拿大电力部门的关注,魁北克水电公司将专家系统技术看成是表达和保存某些目前在人类专家头脑中的专门经验和知识的潜在方法。他们认为在电力系统规划设计领域里,专门知识的损失非常明显,尤其是在电力系统增长缓慢的时期。这些专门知识来自于各门学科,在多层次的电力系统设计决策过程中起着重要的作用。一些选择决策,如发电类型、发电厂位置、输电类型(交流/直流)、电压等级、输电线路的数量型号和补偿设备的数量型号的选择必须根据一些准则仔细权衡,包括可靠性、稳定性、稳态性能、费用和环境状况的准则等。基于此,魁北克水电公司的专家们开发了一个用于输电网络初步设计的专家系统,该专家系统具有以下特点。

2.1 目标和预期效益

主要目的是研究使用专家系统(ES)来模仿人类专家在AC/DC输电网络初步设计中的行为的可能性。系统地确定和表达进行一项合格设计所必须的知识,包括符号和数字数据,以及指导该项设计的原理、规则、准则折衷方法和数学模型。合格的设计基于费用、环境状况、稳定性、可靠性和设计灵敏度或鲁棒性等准则。ES原型还应指导用户通过完成设计所需的各步骤,使用户与知识库交互作用,并提供达到每一中间步骤后相应推理路径的解释。预期的主要效益是:

a)专家知识能够保留和传授给未来的工程师;

b)知识可以用更加具体的形式加以表达,而不是一些不明确的、没有根据的判断;

c)将获得得更一致的结果;

d)与人类专家相比,ES可以检查、比较更多的方案,得到更经济的设计;

e)借助于推理解释功能,ES可以作为未来专家的教学和训练工具;

f)作为一种“咨询”手段或者一个对已有设计进行评价和改进的工具,ES对专家将很有帮助;

g)ES将充当进行各种电力系统设备设计的专家系统家族的先驱,作为一种模型,从中抽取更加一般的设计方法论;

h)ES起到收集常常分散在整个设计机构中的知识的作用。

2.2 领域专家和知识工程师的交互作用

知识工程师应当具有电力系统分析和设计领域以及人工智能(AI)领域的经验,已经证明两种知识的混合对于从领域专家处抽取和浓缩专家知识非常有效。专家知识来自于电力系统规划工程师,他们具有多年的规划、设计和调试大型工程项目的经验。

2.3 对设计的评价因素一个候选的设计必须满足下述条件:

a)DC系统最小故障恢复特性;

b)容许的无线电

和谐波干扰要求;

c)故障后的最小稳定判据;

d)稳定电压和无功电源的极限;

e)甩负荷后的暂态过电压极限;

f)可靠性所要求的最小设备冗余度;

g)必须对输入数据变化不敏感(鲁棒性);

h)必须满足某一最大费用要求;

i)必须适合现有技术。

魁北克水电公司的“直流/交流输电网络网络设计专家系统”已经成功地应用了近十年,并在不断地发展、完善。随着模糊技术和人工神经网络等的迅速发展,综合智能控制技术在电网规划中的应用前景愈来愈广阔。

3 电网规划决策系统的分解及协调

电网的建设是资金和技术密集型的工程,线路和设备的经济使用寿命长达数十年之久,所以网络的结构合理与否,对电网的技术性能和经济效益将产生长期的影响。一次规划失误的损失,若干年难以挽回。随着广东省电网的不断发展,如何合理地布局电网已是当前电网乃至整个电力工业发展的重要课题之一。

电网规划需要确定的决策是大量的,而这些决策在时间和空间上是相互影响的。目前,限于各方面条件,无法将其统一在一个模型中考虑。只能将其分解成相对简单的子问题,再通过子问题间的迭代进行协调。按照问题划分,电网规划可分为:负荷预测,网架规划,无功规划,稳定性分析,短路电流分析。

4 结束语

电网负担着将电源与用户连接起来的任务。此外为了得到最大的供电可靠性和经济性,它还担负着与邻近地区电力系统联系起来的任务。由于电网设备投资需求大,并且设备寿命长达数十年,从而导致电力系统强烈地受“过去权重”的制约,因此,寻求最佳的电网投资决策以保证整个电力系统的长期优化发展,是电网规划所要达到的目标。

结合本文的论述可以看出,电网这一巨维数的典型动态大系数,具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征,而我们所要达到的控制效果是一种多目标、滚动优化的动态非量化指标(电网的工程效益),在这个过程中知识的表示和处理占了较大的比重。这样就需要利用综合智能控制技术去有效地组织有关电网规划的大量知识,进行选优运算,得到优化的决策。目前广东省电力工业局联合华南理工大学电力学院共同开展了“电网规划专家决策系统”的有关理论研究工作,并有望在20开发一个有效的基于综合智能控制技术的电网规划决策系统,它的使用将对广东省电网的建设起到积极的促进作用。

参考文献

1 黄苏南,邵惠鹤,张钟俊.智能控制的理论和方法[J].控制理论与应用,1994(4)

2 王梅义,吴竞昌,蒙定中.大电网系统技术.第2版[M].北京:中国电力出版社,1995

3 周乐荣.电网规划辅助决策系统中面向对象模糊数据库的研究:[学位论文][D].广州:华南理工大学电力学院,

作者:周乐荣 伍力

篇5:综合智能控制技术在电网规划中的应用

综合智能控制技术在电网规划中的应用

摘 要 广东省的电力工业已步入大电网、高电压和大机组的时代,如何合理地布局电网是广东省电力工业的重要课题之一。电网规划是一个受多种条件约束,以电网总效益为最终目标的多目标系统工程,因此,宜用综合智能控制技术来研究电网规划。在这方面较成功的例子是加拿大魁北克水电公司的直流/交流输电网络设计专家系统,该系统具有目标和预期效益、领域专家和知识工程师的交互作用等特点。根据广东省电网的现状和发展目标,电网规划决策系统可分解为负荷预测、网架规划、无功规划、稳定性分析等子问题,通过子问题的迭代进行协调,寻求最佳电网规划决策系统。

广东省电力系统包括21个地市电网,现有最高运行电压等级为500 kV,珠江三角洲地区已形成500 kV环网,并以500 kV电压与广西联网,以400 kV和110 kV电压分别与香港和澳门联网。此外,广东电网还向湖南宜章和临武两县以及江西赣南地区供电。

粤中(珠江三角洲地区)地网是广东电网的核心,也是全省最大的负荷中心,该电网与广西、香港等电网互联,除了向珠江三角洲地区提供电力外,还担负着电力交换任务。在粤中地区建设一个强大的500 kV电网,对保证广东电网乃至香港电网以及澳门电网的安全运行有着重大意义。目前广东500 kV电网东已延伸至汕头西翼,江门――茂名500 kV输变电工程正加紧建设,前可望投入使用。

广东省的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组时代。随着整个电网变得越来越复杂,电网规划中以往那种人为臆断和局部最优的规划方式会给电网运行、发展带来隐患,资金盲目使用的可能性加大。结合目前理论的发展,我们认为电网规划是一个受到多种条件约束的、以电网总效益为最终目标的多目标的系统工程。对于这样一个系统,我们认为适宜以控制论为基础,结合信息论、运筹学和系统工程等理论来研究。

从控制论角度来看,电网是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外,电力网络地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的`不满日益增强,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵,以及电力网的不断增大,使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征,一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。下面将阐明综合智能控制技术引入电网规划中的必要性和可行性。

1 综合智能控制技术

1.1 智能控制的概念

迄今为止,智能控制尚无统一的概念,文献[1]有如下归纳:

a)最早提出智能控制概念当推傅京孙教授,他通过对人-机控制器和机器人方面的研究,将智能控制概括为自动控制和人工智能的结合。他认为在低层次控制中用常规的基本控制器,而在高层次的智能决策,应具有拟人化功能。

b)Saridis在傅京孙工作的基础上,提出了三元结构的智能控制理论体系,他认为仅有二元结合无助于智能控制的有效和成功应用,必须引入运筹学,使其成为三元结合,并提出了其递阶智能控制的理论框架。

c)国内蔡自兴教授在研究了上述理论结构以后,从系统的整体性和目的性出发,于1986年提出了四元结构价格体系,将智能控制概括为控制理论、人工智能、运筹学和系统理论4学科交叉。

总之,智能控制是多学科知识的结合,除了从控制论出发来研究它,还可以从信息论、生物学以及社会科学角度来讨论和研究。

1.2 综合智能控制技术

综合智能控制一方面包含了智能控制与传统方法的结合,如模糊变结构控制,自适应模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等;另一

[1] [2] [3]

篇6:综合智能控制技术在电网规划中的应用

综合智能控制技术在电网规划中的应用

摘 要 广东省的电力工业已步入大电网、高电压和大机组的时代,如何合理地布局电网是广东省电力工业的重要课题之一。电网规划是一个受多种条件约束,以电网总效益为最终目标的多目标系统工程,因此,宜用综合智能控制技术来研究电网规划。在这方面较成功的例子是加拿大魁北克水电公司的直流/交流输电网络设计专家系统,该系统具有目标和预期效益、领域专家和知识工程师的交互作用等特点。根据广东省电网的现状和发展目标,电网规划决策系统可分解为负荷预测、网架规划、无功规划、稳定性分析等子问题,通过子问题的迭代进行协调,寻求最佳电网规划决策系统。

广东省电力系统包括21个地市电网,现有最高运行电压等级为500 kV,珠江三角洲地区已形成500 kV环网,并以500 kV电压与广西联网,以400 kV和110 kV电压分别与香港和澳门联网。此外,广东电网还向湖南宜章和临武两县以及江西赣南地区供电。

粤中(珠江三角洲地区)地网是广东电网的.核心,也是全省最大的负荷中心,该电网与广西、香港等电网互联,除了向珠江三角洲地区提供电力外,还担负着电力交换任务。在粤中地区建设一个强大的500 kV电网,对保证广东电网乃至香港电网以及澳门电网的安全运行有着重大意义。目前广东500 kV电网东已延伸至汕头西翼,江门――茂名500 kV输变电工程正加紧建设,20前可望投入使用。

广东省的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组时代。随着整个电网变得越来越复杂,电网规划中以往那种人为臆断和局部最优的规划方式会给电网运行、发展带来隐患,资金盲目使用的可能性加大。结合目前理论的发展,我们认为电网规划是一个受到多种条件约束的、以电网总效益为最终目标的多目标的系统工程。对于这样一个系统,我们认为适宜以控制论为基础,结合信息论、运筹学和系统工程等理论来研究。

从控制论角度来看,电网是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外,电力网络地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满日益增强,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵,以及电力网的不断增大,使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征,一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。下面将阐明综合智能控制技术引入电网规划中的必要性和可行性。

1 综合智能控制技术

1.1 智能控制的概念

迄今为止,智能控制尚无统一的概念,文献[1]有如下归纳:

a)最早提出智能控制概念当推傅京孙教授,他通过对人-机控制器和机器人方面的研究,将智能控制概括为自动控制和人工智能的结合。他认为在低层次控制中用常规的基本控制器,而在高层次的智能决策,应具有拟人化功能。

b)Saridis在傅京孙工作的基础上,提出了三元结构的智能控制理论体系,他认为仅有二元结合

[1] [2] [3] [4]

篇7:智能控制技术在工程机械控制的应用论文

摘要:在我国经济总量不断提升,社会经济发展速度稳定增长时代背景下,工程机械领域技术进展突飞猛进,从传统工程机械控制方式转变为与智能控制技术相结合,具有高效、集约、环保等优势,是工程机械领域现有主体发展方向之一。本文探讨工程机械控制中智能化控制技术的发展进程,分析智能控制技术在工程机械控制领域中的应用情况。

关键词:智能控制技术;工程机械;应用情况;发展进程

前些年,我国在工程机械领域中,跟西方发达国家的技术储备上还存在着较大差距,而近年来,随着经济水平和科学技术的不断发展,在工程机械控制领域中总体技术水平也得到了长足长进,取得了喜人成绩。在智能化领域蓬勃发展之余,工业产业中也对智能化技术与工程机械领域相结合工作进行了不断尝试,随着结合技术的逐渐成熟,智能控制技术在工程机械领域也开始发挥重要显著作用。现今,在工程机械领域整体行业中,主流观点为工程机械控制技术的未来发展方向是智能控制技术与工程机械相结合,提高机械设备自适应能力。在智能控制技术与工程机械控制技术结合后,将会构建一个完整、科学的工程机械控制体系,使得工程机械设备中各部位之间建立信息沟通渠道,相互之间灵活配合,提高工程机械设备的施工精度。智能控制技术和工程机械控制技术相结合,不但在提高机械使用效率、环保问题上有着显著作用,更有利于工程机械控制领域的智能化、精细化发展不断前进,提高我国整体工程机械控制领域水平,从而更好促进我国整体工业水平的发展。

1工程机械控制技术智能化的发展与起源

1.1工程机械控制技术智能化的发展

工程机械控制技术的特点为安全性高、机械精细化程度高和性能可靠程度强。在工程机械控制领域中,自动化控制系统是整体控制领域中的重要组成部分。自动化控制系统在机械设备控制过程中,起着重要作用,有效提高了机械设备的使用效率和精准度。但在前些年我国的整体技术水平偏低,由于整体时代背景因素,自动化控制系统技术还被西方先进国家的公司所管控,在我国工程机械控制领域中自动化控制系统没有得到推广。在工程机械控制技术智能化发展过程中,逐渐显露出智能控制技术的一些特点,如控制系统人性化、网络化等特点,而这些特点都是传统工程机械控制技术所不具备的。机械控制技术智能化发展的主要目的为便捷工程机械操作控制流程、提高机械设备运行效率、对机械设备严格控制,而达到以上目的首要前提为构建工程机械智能化远程网络实时通讯系统。在控制工程机械实际操作施工时,通过远距离网络通讯系统,实时下达机械设备操作指令,对机械设备运行严格控制,实现智能控制系统与工程机械设备之间的无缝对接。目前,在我国工程机械控制领域中,智能化控制技术的总体发展水平还处于起步阶段,但在具体技术发展中已经取得一些喜人成绩。例如,在三一重工中,对道路施工设备的智能化控制技术的相关技术研究工作中不断突破现有技术,实现了装载机等工程机械设备的智能化控制,有效提升了这些设备的施工效率和安全性作业操作。但是,在整体工程机械控制智能化发展过程中,还需要相关研发人员不断论证、深入分析研究,以期在整体工程机械领域中,实现智能化系统控制。

1.2工程机械设备智能控制技术的起源

在十八世纪六十年代,蒸汽机的诞生,开创了以机械设备代替手工生产的时代,从那以后,人类社会的生产力提高方向便从扩大生产范围逐渐转为提高科技技术。而在上世纪早期,科学界开始形成一种主流观点,认为智能是可以计算的,科学界针对此观点不断研发、尝试,在1946年2月15日,在美国宾夕法尼亚大学诞生了人类历史上第一台通用电子计算机ENIAC。在ENIAC诞生二十余年后,工程机械设备的智能控制化观点在Dartmouth大学的研讨会上被首次提出,直到现今,科学界对工程机械设备的智能控制系统不断深入研究、开发、创新。时至今日,工程机械设备智能控制系统在部分设备中的已经推广、实践,极大提高了人类社会的总体社会生产力。

现代控制技术的电机综合实训系统

暑期中医院实习报告

医药学毕业的自我鉴定

医院中心药房自我鉴定

医院药房实习报告范文

医学生的大学生职业生涯规划书

口腔医学职业生涯规划书

康复治疗学职业规划书

康复治疗专业职业生涯规划书

医院社会实践心得体会

现代控制技术在中药智能配药系统中的应用
《现代控制技术在中药智能配药系统中的应用.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

【现代控制技术在中药智能配药系统中的应用(精选7篇)】相关文章:

医院药房整改报告表2022-05-06

医院药学专业实习自我总结2022-09-28

医院护理实践报告范文2023-01-15

医院管理-普通制剂室工作制度2022-05-24

医院药房药品整改报告范文2022-10-09

医学影像技术专业职业生涯规划书2022-12-11

药学实习报告2023-01-12

新生儿静脉输注多巴胺渗漏的预防及护理2022-09-05

药店的实习报告2023-04-04

生物医学工程职业生涯规划书2022-12-29

点击下载本文文档