时间:2023-02-10 20:41:04
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工业智能论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
对于中国而言,人工智能的发展更是一个历史性的战略机遇,对于缓解未来人口老龄化压力、应对可持续发展挑战、以及促进经济结构转型升级至关重要。
那么目前,人工智能在中国的发展条件如何,中国距离成为真正的人工智能强国还有多远?7月13日,《中国人工智能发展报告2018》在清华大学主楼接待厅。
报 告中称,目前中国人工智能的发展已经具备非常优越的条件,然而要成为真正的人工智能强国,中国还任重道远。中国在论文总量和高被引论文数量上都排在世界第 一,但中国在人才总量,以及杰出人才占比偏低。在产业上,中国的人工智能企业数量排在全球第二,不过,中国人工智能领域的投融资占到了全球的60%,成为全球最“吸金”的国家。
报 告指出,中国必须加强基础研究,优化科研环境,培养和吸引顶尖的人才,在人工智能的新基础领域实现突破,保证人工智能发展的根基稳固。同时,要大力鼓励产 学研合作,让企业成为人工智能创新的主导力量。积极参与到人工智能全球治理机制的构建中,在人工智能未来的技术发展、风险防范、道理伦理规范制定等领域发 挥中国独特的作用。
这份报告由清华大学中国科技政策研究中心、清华公共管理学院政府文献中心、北京赛时科技有限公司、科睿唯安、中国信息通信研究院和北京字节跳动科技有限公司联合。
论文总量世界第一,杰出人才占比偏低
报告中称,在论文产出上,中国人工智能论文总量和高被引论文数量都是世界第一。中国在人工智能领域论文的全球占比从1997年4.26%增长至2017年的27.68%,遥遥领先其他国家。
高校是人工智能论文产出的绝对主力,在全球论文产出百强机构中,87家为高校。中国顶尖高校的人工智能论文产出在全球范围内都表现十分出众。
不仅如此,中国的高被引论文呈现出快速增长的趋势,并在2013年超过美国成为世界第一。
但在全球企业论文产出排行中,中国只有国家电网公司的排名进入全球20。
从学科分布看,计算机科学、工程和自动控制系统是人工智能论文分布最多的学科。国际合作对人工智能论文产出的影响十分明显,高水平论文中国通过国际合作而发表的占比高达42.64%。
专利申请上中国专利数量略微领先美国和日本。中国已经成为全球人工智能专利布局最多的国家,数量略微领先于美国和日本,三国占全球总体专利公开数量的74%。
全球专利申请主要集中在语音识别、图像识别、机器人、以及机器学习等细分方向。中国人工智能专利持有数量前30名的机构中,科研院所与大学和企业的表现相当,技术发明数量分别占比52%和48%。
企业中的主要专利权人表现差异巨大,但中国国家电网近五年的人工智能相关技术发展迅速,在国内布局专利技术量远高于其他专利权人,而且在全球企业排名中位列第四。
中国的专利技术领域集中在数据处理系统和数字信息传输等,其中图像处理分析的相关专利占总发明件数的16%。电力工程也已成为中国人工智能专利布局的重要领域。
虽然在论文总量和高被引用论文数量上中国排名领先,但在人才投入上,中国表现并不突出。
根据该报告,截至2017年,中国的人工智能人才拥有量达到18232人,占世界总量8.9%,仅次于美国(13.9%)。高校和科研机构是人工智能人才的主要载体,清华大学和中国科学院系统成为全球国际人工智能人才投入量最大的机构。
然而,按高H因子衡量的中国杰出人才只有977人,不及美国的五分之一,排名世界第六。企业人才投入量相对较少,高强度人才投入的企业集中在美国,中国仅有华为">华为一家企业进入全球前20。
中国人工智能人才集中在东部和中部,但个别西部城市如西安和成都也表现十分突出。国际人工智能人才集中在机器学习、数据挖掘和模式识别等领域,而中国的人工智能人才研究领域比较分散。
中国人工智能企业数量全球第二,但投融资规模最大
报告称,中国人工智能企业数量从2012年开始迅速增长,截至2018年6月,中国人工智能企业数量已达到1011家,位列世界第二,但与美国的差距还非常明显(2028家)。
中国人工智能企业高度集中在北京、上海和广东。在全球人工智能企业最多的20个城市中,北京以395家企业位列第一,上海、深圳和杭州也名列其中。中国人工智能企业应用技术分布主要集中在语音、视觉和自然语言处理这三个技术,而基础硬件的占比很小。
风险投资上,从2013到2018年第一季,中国人工智能领域的投融资占到全球的60%,成为全球最“吸金”的国家。但从投融资笔数来看,美国仍是人工智能领域创投最为活跃的国家。
在国内,北京的融资金额和融资笔数都遥遥领先其他地区,上海和广东的人工智能投资也很活跃。从2014年开始,国内人工智能投融资活动的早期投资的占比逐渐下降,投资活动日趋理性,但A轮融资还是占主导地位。
中 国人工智能市场增长迅速,计算机视觉市场规模最大。2017年中国人工智能市场规模达到237亿元,同比增长67%。计算机视觉、语音、自然语言处理的市 场规模分别占34.9%、24.8%、21%,而硬件和算法的市场规模合计不足20%。预计2018年中国人工智能市场增速将达到75%。
施肥机的开题报告 机械自动化在机械制造中的运用
1.机械自动化简介
机械自动化,即不借助任何人力的操作或者干扰,完全依照机械自身来对工作进行一系列步骤的完成.机械的自动化在企业的加工生产中有着极为重要的意义,机械的自动化可加快生产原料加工处理的速度,真正实现节约人力,提高生产效率的目的.与传统的机械制造方式相比,机械自动化具有提升产品质量、加快产品更新、降低成产成本的优势,对于有效缩短机械产品的制造周期,并提升机械制造水平起到了较大的推动作用.就当前的机械自动化技术应用来看,虽然尚未实现其在机械制造过程中的全面推进,但其对机械制造水平提升的显著效果已经越发凸显,因此,在未来的发展过程中,机械自动化必将在更大范围内进行改革和应用,以更好的满足机械制造需求,并实现我国工业化水平的不断提升.
2.机械自动化在机械制造中的应用研究
机械自动化起初是被应用在冷加工的批量生产与制作中,直到20世纪中后期,才逐渐建立起可变性自动化系统,为机械自动化在市场中的应用打下了基础,也提高了机械制造业在市场中的适应能力和灵敏度.企业必须清楚他们自身生产发展的条件和需求,以此为参考,在此基础上应用机械自动化技术,我国的机械制造行业正在逐步迈向集成化、智能化、虚拟化与柔性化,计算机集成制造也与之联系起来,计算机在机械制造中的集成技术已成为机械领域未来发展的重要趋势之一.机械自动化在机械制造中的相关应用为:
2.1.集成化在机械制造中的应用
对于机械自动化的实现,主要通过计算机来完成,因此,在机械自动化的实施过程中,需要实现集成化以满足机械制造需求.计算机集成化主要表现为计算机辅助设计、计算机测试、数控加工、柔性制造工艺等,通过将这些内容实现集中化,可以有效提升机械制造水平,而在此过程中,还可以通过过程重组、系统精简的方法实现机械自动化发展.此外,还可以加强计算机网络及工程数据库的建立,以将机械制造过程中的主要内容与生产经营活动相结合,实现机械制造过程的不断优化,从而进一步提升机械生产效率,并不断促使企业创新机械制造技术,加强新产品研发,以不断提升机械产品质量,实现其市场竞争力的不断提升.
2.2.智能化在机械制造中的应用
机械智能化应用是人工与智能技术相融合、贯通、作用而成的,是模拟技术专家的智力,来替代专家在原本的机械制造中需要完成的工作.智能化在机械制造中的应用主要体现在,其是将机械制造技术、人工智能技术、自动化技术相互融合在一起而成的一种人工智能化系统.将智能化运用在机械制造中,可实现系统的自主思考、自主判断、自主决定等一系列智能化的行为.在未来的发展过程中,智能化发展已经成为机械制造的一种趋势,这样不仅能够提升机械制造效率,提升市场竞争力,同时还能够加强新技术的研发及新设备的应用,从而实现工业化水平的整体提升.
机械自动化在机械制造中的运用参考属性评定
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2.3.柔性自动化在机械制造中的应用
机械制造中应用柔性自动化系统是十分重要的,机械在拥有智能化的条件下,还应具有一定的应变能力.只有机械制造企业具有优良的应变能力,才能适应社会各种需求,并且能够根据当前的科技发展和市场变化及时对生产的机械结构和功能进行控制和调整.柔性自动化在机械制造中的应用可使其生产的商品更有效的适应市场的变化,在市场分析的前提下,对内部组织来进行优化的改良.
2.4.数控技术在机械制造中的应用
数控技术是实现机械制造自动化的根基,数控技术在机械制造中的应用是通过使用计算机程序设置来实现的,即用计算机来编写生产制造中的各种程序.运用计算机编写机械生产中的各种程序可使机械制造业的生产力在很大程度上得到提高.
2.5.虚拟化在机械制造中的应用
虚拟化制造技术是一种综合性系统技术,虚拟化是由多媒体技术、机械制造工艺、人工智能、信息技术等多种学科相互构成的.现代机械制造技术加入了CAD、CAPP等机械制造工艺和计算机作图技术,其可以对机械设计图迅速的进行修改,摒弃了重新在做一次新图的麻烦.在机械制造过程中应用虚拟化制造技术来对机械制造活动进行模拟分析,可有效发现生产过程中的各种问题,并予以解决,这种技术能够有效地提高机械制造成功率、降低研发成本、提高企业的生产竞争力.
3.结束语:
机械自动化技术的成功应用是企业科技水平提高的重要表现,其不仅仅带动了企业的市场竞争力的提高,也为企业的产品制造打下了坚硬的基础.机械自动化技术的应用,可大大提高机械生产的工作效率,是产品质量和劳动效率的良好把控手段,其不仅仅减少了机械生产的劳动力支出,也极大的缩短了生产时间、减少了生产成本.因此,在未来的发展过程中,应当加强机械自动化技术研究,并将新技术持续应用到机械制造过程中,从而实现机械化水平的不断提升,并更好的满足我国工业化发展需求.
参考文献:
[1]陈玉杰.浅谈机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创新与应用.2013(20)
[2]王绍平.机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创业家.2013(08)
LIN Xue-yun
(Fuqing Branch of Fujian Normal University, Fuqing 350300, China)
Abstract: With the rapid development of network technology, computer application of the popularity of the use of computers for undergraduate, graduate thesis management is imperative. Most of the current paper management system need to be completed by hand, low efficiency, especially in paper format, if through human inspection fee will be a tedious and time-consuming task of God. Therefore, research paper format, intelligent inspection system, to achieve and improve the application that he is a great value and use value.
Key words: smart check; ASP.NET 2.0; SQL Sever
随着越来越多本科生,研究生的毕业,如何以一种新的管理方式提高论文问题流通信息的反馈速度,降低库存占用,提高师生间交流、指导的效率,已成为一个急需解决的问题。信息技术的发展给论文管理带来了新的力量,通过在线论文管理系统对学生论文进行管理,尤其是对于论文格式检查方面,不仅使学校摆脱了人工管理固有的一系列弊端和问题,更重要的是提高了教师批改论文的效率,因此论文格式智能检查系统有他存在的历史性的应用背景。
研究论文格式智能检查系统,主要目的就在于最终开发一个在线论文管理网站,提供给指导老师、学生之间进行论文管理、指导、互动的一个平台,代替人工管理,更高效的完成任务。
基于开发网站的需要,在ASP.NET易用和强大的基础上,采用了Winxp+IIS+ASP.NET技术来设计网站,在开发工具上选择了Visual Studio2005.NET开发平台,在开发语言上主要使用了C#.NET语言,在数据库方面 采用了SQL Server2005数据库,并采用数据存储过程技术。
1 论文格式智能检查系统
1.1 根据网站开发的目的进行分析
按照系统开发的基本观点对网站进行分解,从内容上做如下划分:
用户群种类:一是指导老师,二是教务处人员,三是应届毕业生,四是毕业论文评审专家。
功能模块应包括:
1) 个人信息管理模块;2)论文格式设置、检查管理模块;3)在线答疑/留言模块;4)学生论文选题模块;5)老师提供论文选题模块;6)毕业论文套表生成/编辑/查看/下载模块;7)论文格式检查/自动更正模块:上传要检查的论文,系统读取提交的Word论文,并与系统中的标准格式进行匹配,提示不符合规范的文字和段落,并可自动更正。检查的格式的正文及各级标题的字体、大小、行距,表格的表头及表格,页面大小、页边距、页眉页脚、装订线位置。8)毕业论文结束时,评审专家根据论文评审结果填写相应的评审意见表,答辩后填写答辩情况表并依据具体情况给予成绩评定。
本文主要介绍论文格式智能检查这一块。
1.2 系统网站主页为论文管理系统的登录界面
应根据不同用户群的登录用户名和密码的不同,跳转的相应的功能实现和配置的页面:论文格式设置模块主要包括指导老师对于段落设置、页面设置和说明三个功能进入到格式设置页面。
为了与其他页面匹配,论文格式系统首页是由母版页DefaultMaster.master构成的,再加上控件ucFormatSetting.ascx构成的。
1.3 具体设置
段落设置: 对段落的对齐方式,左右缩进,段前、段后间距,行距,字体大小,类型,大纲级别,特殊格式,度量值进行设置。如图1。
右上方的大纲级别分别对 “正文”,“标题一”,“标题二”,“标题三”,“标题四”,“表格”,“表头”进行设置。
页面设置:对上下左右页边距,装订线长度,装订线位置,纸张大小,宽度,高度,页眉页脚,垂直对齐方式,文字排列,栏数进行设置。如图2。
说明:指导老师对段落以及页面进行设置,学生对应其设置修改其word版本的格式,匹配设置,统一管理。
1.4 检查论文格式
学生论文格式的检查,应按教师所要求的论文格式进行编辑,否决检查报错,不予上传,并说明原因,如果正确,成功上传论文,并保存在指定文件夹中统一管理。
使用语言:C#
母版页: DefaultMaster.master
代码位置: frmCheckPageFormat.aspx.cs
继承: frmCheckPageFormat
页面名称: Untitled Page
使用控件: UserControls/ucCheckPageFormat.ascx
如图3、图4所示。若论文格式有误,则在下方的检查报告中显示错误,并提示修改方法。
2 小结
本系统研究实现的目的是为了更方便的实现毕业生和指导教师在毕业论文上的沟通,合理的利用网络沟通的方法,达到较高的互动性和更及时准确的回复。但因为每个高校对本科生、研究生,此外对于文科理科的论文格式的要求也不一样。因此,对于该系统的功能完善方面还存在很多不足,比如如何针对文科生、理科生的不同导入不同的论文格式等等这一类问题,即对系统的全面性考虑的不完整性,所以必须对该系统的功能不断加以研究,不断的维护网站,不断提高网站的全面性,力争在日后实际应用时能成功的取代目前手动的管理方法。虽然目前类似的管理系统还未普及到更大高校中,但我相信他是具有非常大的应用前景的。除非如网络上所说取消论文要求。
参考文献:
[1] 张领.ASP.NET项目开发全程实录[M].北京:清华大学出版社,1999.
[2] 周礼.C#和.NET3.0第一步[M].北京:清华大学出版社,2000.
[3] John Sharp.Visual C# 2005从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2001,
关键词:工业4.0;智能科学与技术;创新课程体系;中国制造2025
0引言
智能科学与技术专业是教育部根据“面向国家战略需求、面向世界科技前沿”的方针,为适应国家科学与技术发展的需要而设立的,专业代码080907T。智能科学与技术专业属于一个交叉学科,涵盖了电子信息技术、计算机硬件和软件、人工智能、自动控制等多项技术领域的应用。因此,如何交叉学科,立足于工业智能化的发展方向和《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2020年)》的要求,适应国家对高质量的智能技术人才的社会需求,研究与实践体现行业产业发展、技术进步和社会建设需求的智能科学与技术专业人才培养课程体系具有重大意义。
1创新课程体系的意义
德国率先提出的“工业4.0”概念其实就是将互联网技术与嵌入式系统技术、计算机技术、先进制造技术等相结合,形成虚拟与现实相融合的智能制造系统。人们可以在世界任何地方采用电脑或任何移动终端,在互联网上选择标准的或定制的货品订单,系统会采用人工智能、大数据、机器学习等技术在全球范围整合资源、信息、物品和人,以高质量、低成本、高效率生产制造出产品,快速交付给客户。
在制造领域,这种技术的渐进性进步可以被描述为工业化的第4阶段,即“工业4.0”,如图1所示。其中,第①阶段以1784年的英国蒸汽机为代表;第②阶段以1870年的电动机械发明与应用为代表;第③阶段以使用电子与IT技术的自动化时代为代表;第④阶段就是我们正在经历的智能制造时代。当前,中国工业机器人销量连续两年行业增速在50%以上,行业进入成长期。另外,中国工业机器人使用密度远低于主要发达国家,具有广阔的市场空间。智能装备的大发展对相关专业人才的需求呈爆发趋势,智能科学与技术专业毕业生今后的一个重要就业方向将是服务于产业界的机器人领域。
我们国家正在大力提倡的“中国制造2025”与德国提出的“工业4.0”有着异曲同工之妙,尽管两国的工业、社会发展阶段存在差异,但在智能制造领域、互联网领域发展水平基本同步。通过国家层面大力推广发展智能制造技术,以及在大学智能制造相关专业的课程改革,为我国的智能制造技术赶上甚至超过发达国家创造了千载难逢的机遇。
2智能科学与技术专业创新课程体系目标
如何充分利用民办学校的企业资源优势,办好智能科学与技术专业是本专业面临的重要挑战之一。本着教育先行、为产业服务的办学宗旨,根据行业中长期发展的需求,在保证专业知识体系完整性的前提下,结合“工业4.0”对专业人才知识、能力的需求,我们将专业定位侧重于智能传感与检测技术,智能机器人传动、驱动技术,智能机器人系统构建技术,嵌入式系统技术等。4年来的办学实践证明,我们的专业定位符合地区与行业发展需求,并具有一定的前瞻性。
基于以上专业定位,对智能科学与技术专业的人才培养课程体系进行深入的探索与实践,涉及专业一体化的理论与实践课程体系规划,机器人实践平台升级,专业课程的教学设计、教学方法、考核方式改革,教学资源、师资队伍、评估反馈机制建设等。通过有针对性地研究我们在专业教学中存在的问题,寻找解决问题的有效途径,探索出符合现代高等教育发展规律、适应“工业4.0”及“中国制造2025”对专业人才知识及能力要求的创新课程体系,为国家、社会输送高素质的应用型工程技术人才。
通过对智能科学与技术专业的面向“工业4.0”的创新课程体系的研究,在已运行4年的本专业课程体系的基础上建立完善的智能科学与技术专业创新课程体系;完成课程体系面向“工业4.0”的课程群知识结构设计、理论与实践一体化设计;总结课程教学手段和方法;完成高质量的教学资源建设;建立高水平的师资队伍。
3创新课程体系构建方案
专业人才培养遵循工程教育思想,以项目为导向设计专业课程培养体系,将项目设计和实施贯穿于大学4年的教学过程之中,让学生在校期间就有机会参与真实项目的开发与运作,获得实践经验和实际操作能力,实现企业真实项目实践与学校理论教学的无缝对接。设置面向“工业4.0”的创新课程群及项目群,对学生的知识、能力、素质进行全面培养,使学生得到全方位的锻炼。
3.1支撑培养目标实现的一体化课程体系
专业课程体系的构建思路以行业与社会需求为根本。在此基础上确定智能科学与技术专业人才的培养目标。以TOPCARES-CDIO教育理念为指导,定制科学先进的人才培养模式和过程,最终建立面向“工业4.0”的智能科学与技术专业创新课程体系。
引进与国际接轨的课程体系,制定全新的适应我国国情的教学计划,采用先进的教学理念与培养模式,初步构建以设计为中心,理论与实践高度融合的应用型本科课程体系。
理论课程体系方面具体表现在适当降低理论知识的难度,着重培养学生理论结合实际的能力。理论课程的整合要突出理论教学的应用性,构建基础理论平台课程群与专业模块化课程群相结合的理论教学体系,保证人才的基本规格和多样化、个性化发展,增强学生对社会的适应性。
实践课程体系方面,依据专业能力培养目标,以能力为本位,以项目为载体,以“学中做”和“做中学”为方法,统筹安排基础实践、专业实践、创新训练与实践、创业训练与实践、综合实训与实践、毕业设计(论文)与企业实习等各类实践教学环节,使实践学期教学内容逐级递进、逐步深化;将实践学期实训内容与理论学期的教学内容紧密衔接。系统化构建理论与实践相结合、课内与课外相结合、学校与企业相结合,贯穿于大学教育全程的一体化实践教学体系。本专业采用自顶而下的方式设计各级项目。一级项目(智能机器人综合设计项目)的设计直接针对专业的培养目标,实践学期的二级项目和基于专业课程的三级项目分别是一级项目培养能力的分解。
采用基于社会实际岗位的逆推法设计课程体系,如图2所示。按照人才职业需求确定专业培养目标,将专业培养目标抽象为若干个专业核心应用能力,再根据每个专业核心应用能力所需的知识、能力、素质结构划分不同的课程群。
设置课程群不仅要考虑智能科学与技术专业本身课程体系的科学性与递进关系,还要充分研究专业相关的重点行业、大型企业岗位特点,针对人才市场的人才需求和岗位需求,把行业、企业、岗位所需与“工业4.0”相关的新知识、新技术、新平台、新规范纳入课程,实现专业课程体系与区域经济及行业、企业的有效对接。目前,智能科学与技术专业现行的人才培养课程体系将专业定位侧重于智能传感与检测技术、智能机器人传动与驱动技术、智能机器人系统构建技术和嵌入式系统技术,包括智能系统的软/硬件设计与开发,以及智能技术在工业控制领域的应用等。虽然该体系与面向“工业4.0”相关技术有一定的匹配度,但还需进一步改革,拟融合“通信规约”“IoT”“工业现场总线”等知识模块构建“工业4.0”的CPS虚拟网络课程群,融合“工业机器人”“智能传感检测”等构建“工业4.0”的CPS实体物理课程群。实践课程体系的改革主要围绕KUKA工业机器人开设相关的课程实验、课程项目、实践学期项目及实训等。
智能科学与技术专业课程体系的构建分为基础课程、专业基础课程、专业岗位应用技能课程、专业方向和专业技能拓展课程4个阶段。注重岗位需求对课程设置的对应性,前两个阶段与传统大学基本一致,只是深度上浅显一些,后两个阶段面向人才市场的岗位需求,着重培养企业用得上的专业人才。
3.2科学的人才培养质量评价体系
大连东软信息学院智能科学与技术专业按照全面质量管理的理念,建立了全员参与、全过程监控、全方位评价的教学质量评价机制。做到了常项评价与专项评价相结合,形成性考核评价与终结性考核评价相结合,定性评价与定量评价相结合,采取管理学确认有效的5W1H(Why-What-Where-When-Who-How)和PDCA(Plan-Do-Check-Action)方法进行评价,可以有效地保证各环节教学质量的稳步提升与持续改善。
智能科学与技术专业教学质量评价包括TOPCARES-CDIO系列评估、教学质量评价以及教学过程评价3个部分。TOPCARES-CDIO系列评估主要评价专业、课程、项目、教材以及素质教育等环节落实工程教育理念的效果。教学质量评价主要包括教师教学质量评价,学生对课程的满意度调查、对重点课程的评价、对重点教材的评价等,由定量评价和定性评价组成。教学过程评价,主要从课程考核、实践学期以及毕业设计(论文)3个关键环节展开。
3.3高水平师资队伍建设
专业自成立以来就十分关注师资队伍的培养,不断强化专业师资队伍建设,持续关注专业带头人和骨干教师建设,加强“双师型”教师队伍的培养力度。通过开展内部培训、教学研讨、企业实践、学术研讨等全方位的培养措施,努力建设一支结构合理、素质优良、教研科研水平高、技术服务能力强的教学团队。在师资队伍建设过程中,实施“引聘训评”的双师型师资队伍建设发展方案。
3.4教学资源建设
根据课程体系改革方案,完善改革课程的教学大纲,积极开展专业课程教材、试题库、项目库、实验指导书、教学案例、课件等教学资源建设,升级机器人系列实验室。
【关键字】自动化仪器仪表发展现状趋势
中图分类号:P335+.1文献标识码: A 文章编号:
一、自动化仪器仪表的简介
1. 自动化仪器仪表的定义
自动化仪器仪表是用于化学、物理方面的技术工具和设备,可以检出测量各种物理量、物质成分。从广义来说,仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递等功能。显微镜、望远镜能使人们扩展自己的视野,体温计能让人们测量自己的身体的温度;此外,还有一些仪器仪表如磁强计、射线计数计具有特殊功能,可以感受和测量到人的感觉器官所不能感受到的数据因子。
自动化仪器仪表又被称作信息机器,因为它的主要功能是信息形式的转换,可以将输入信号转换成输出信号。信号按时间域或频率域表达,信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字量形式。
2. 自动化仪器仪表的分类
自动化仪器仪表是多种科学技术的综合产物,有很多种类,有的按用途分类,有的按功能分类,不同的分类方法对应着不同的产品,本文主要介绍两种分类方法。
(1)按不同用途来分类
仪器仪表有各种用途,有的用在运输上,比如汽车仪表、拖拉机仪表;有的用在航空上,比如船用仪表、航空仪表;有的用在地质上,比如地质勘探测试仪器、地震测试仪器;另外随着科学技术的发展,很多仪器仪表应运而生,比如教学仪器、医疗仪器、环保仪器等。
(2)按不同功能来分类
随着我国自动化技术的成熟和各种行业的需要,产生了各种功能的仪器。比如工业自动化仪表按功能可分为检测仪表、记录仪表、计算仪表等;检测仪表按被测物理量又分为温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表等。
二、我国自动化仪器仪表行业发展的现状
自动化的内容在近10 年来随着电子信息技术和光电技术等相关学科的发展而发生了许多变化。从纵深上讲,可以涵盖从最底层的自动化感应部件、各种检测传感器、变送器、各种间接测量设备、各种执行机构等到自动回路调节器、自动控制单元、各种大中小型装置控制系统到综合优化调度与协调系统和企业综合管理信息系统等。从应用的行业性质上分,自动控制系统可以分成以流程过程控制为主的过程控制系统(如各种DCS、回路调节系统等) 和以运动和传动控制为主运动控制系统( 各种逻辑控制PLC 和传动控制系统如CNC 等,工业自动化仪器仪表主要是针对自动控制系统而言。
2002 年我国工业自动化仪表制造业共有309 个企业,实现工业总产量136.24 亿元,销售收入133.75 亿元,利润总额8.99 亿元。行业综合水平总体上达到国际八十年代水平。30%的产品实现了数字化,达到国际八十年代末期水平; 约15%的产品实现了智能化,达到国际九十年代水平。品种门类较为齐全,有一定的成套能力。可能承接60 万千瓦火电站、核电站、30 万吨合成氨、30 万吨乙烯、500 万吨炼油、10000 立方米空分、4000 立方米高炉、120 吨转炉、日产30 万立方米城市煤气站、日处理40 万吨污水、日产5000 吨水泥等大型工程的控制系统和仪表成套项目。
三、当前的仪器仪表技术存在的主要问题
仪器仪表行业技术发展虽然迅速,但较国外先进的高性能、高实用性的领先技术比起来,我们还存在着10~15年的差距,当前的仪器仪表技术还存在着一定的问题:
1、自主创新成果比例过少,应用技术不足
我国仪器仪表行业的初期是通过引进国外的先进技术,近几年,也有不少科技型企业加大了自主研发力度,但从总体上说,自主创新的成果还是非常少,并且技术的实用性欠缺。对于一些关键核心工艺加工制造技术力量非常薄弱。产生这种现象的原因是因为中外合资与先进技术引进与自主研发严重脱轨。
2、中低档产品居多,研发投入不足
我国现阶段的仪器仪表产品较国外比较,大部分都属于中低档产品,产品创新能力弱,高端精准仪器仪表数量非常少。其原因是现阶段的仪器仪表行业缺少对于高端检测、数字化精进技术人才,限于各大企业和单位的指导思想和投入规模,研发投入也不够,包括设备资金、人才培养等各方面的投入。
四、我国自动化仪器仪表的发展趋势
近年来,经济全球化的发展要求技术的全球化,计算机和智能机器的发展对仪器仪表的发展有很大的促进,我国应该在现有的技术基础上,借鉴国外的微电子技术,掌握关键技术,生产更多国有品牌,提升国际竞争力。我国自动化仪器仪表技术的发展前景广阔,与国际自动化仪器仪表的发展相比,可以分为智能化、高精度化和网络化等趋势。
1. 智能化
智能化技术是仪器仪表的一种发展趋势,与国外产品相比,国内产品在智能化方面有很多不足,我国仪器仪表在智能化方面与国外存在明显差距,因此,我国应该加大创新力度,改变创新模式,在智能化方向改革创新。自动化仪器仪表的智能化是指采用大规模集成电路技术、接口通信技术,利用嵌入式软件协调内部操作,使仪表具有智能化处理的功能。采用智能化的产品可以很好的自主调节控制,利于信号的传递,提高了工业效率,更能适应国际技术的发展。
2. 高精度化
自动化仪器仪表对技术要求很高,只有高度精密化才能提升我国产品的核心竞争力。国外很多仪器仪表产品具有高精度化的特点,我国的产品在这方面明显落后,因此提高仪器仪表的精密是大势所趋,也是应对国际激烈竞争的必然选择。当前的重点是研究和发展多维精密加工工艺,精密成型工艺,球面、非球面光学元件精密加工等工艺。
3. 网络化
在国外市场以现场总线技术为代表的数字通信网络技术得到了快速发展,但是我国自动化仪器仪表在总线技术方面还不完善,许多产品功能还不完备,核心技术的掌握也差强人意,因此,网络化是我国自动化仪器仪表的发展趋势和方向。发展网络化就要充分利用计算机数字化通信技术,完成信息的转换,构造一个庞大的信息化网络,这样信号流通顺畅,更能提高生产效率。
总结
自动化仪器仪表是很多自动化元件组成的,包括各种功能的自动、智能和微型技术工具。仪器仪表有不同的用途,对应的功能也不同,有的具有测量、显示功能,有的具有记录、报警功能。近年来随着经济的发展和科学技术的进步,微电子、计算机、网络通信等日新月异发展的新技术对自动化仪表产生了深远的影响。我国自动化仪器仪表发展历史久远,随着新技术的出现不断出现新的仪器,对我国经济的发展起了很大的促进作用,从目前来看,我国自动化仪表技术发展迅速,但与国际上比起来还是有一定的差距。自动化仪表的改进有重大的应用前景,我国应该加大资金扶持力度,转变创新方式。
【参考文献】
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[4]周骆斌.冯冬芹.褚健工业自动化仪表的发展趋势[期刊论文]-电工技术杂志 2004(3)
关键词:综合监控系统,蠕虫
工业控制网络因为搭建使用方便,远程管理方便的优势已经广泛地用于各行各业。工业控制以太网比传统的工业控制总线传输数据量大,协议更多样,通用性、扩展性更优越,逐渐成为大型分布式工业控制系统的首选。为适应地铁智能设备分布分散,数量大,协议种类繁多,监控实时性要求高的特点,广州地铁三号线组建了以工业控制以太网为骨干的综合监控系统。
本文以主动探测型蠕虫为讨论对象。蠕虫可能造成网络中断,工作站死机等问题,严重威胁着工控网络的正常稳定工作。免费论文,综合监控系统。。防御蠕虫入侵已经成为摆在工业控制网络维护人员面前的一道难题。
1广州地铁三号线的综合监控系统介绍
广州地铁三号线综合监控系统是一个大型数据采集与监控系统,集中监控三号线全线各站的电力、智能建筑、火灾报警、屏蔽门、防淹门、广播、闭路电视、售检票系统、行车信号、车载信息、乘客信息传递、时钟系统、门禁系统等十三个专业的设备。
系统采用千兆光纤以太网为骨干网,各站通过千兆交换机连接作为网络节点。千兆交换机与前端处理器连接,以前端处理器为与诸系统如火灾报警系统、智能建筑系统等子系统设备的通讯转换接口。
综合监控系统的数据库存放于各站服务器,本站工作站访问本站服务器数据库读取设备状态显示。系统结构呈典型C/S结构。服务器采用UNIX系统而工作站采用windowsXP系统。服务器与工作站通过中间件软件完成数据交换。
综合监控系统管理员可从网管工作站可读取被监控的各种设备的运行数据及系统运行数据。
网络结构如图1所示:
2主动探测型蠕虫的特征
蠕虫是一类具有强传染性,攻击系统漏洞干扰计算机及网络工作的程序的统称。蠕虫和传统的病毒有以下区别:
(1)存在形式不同:传统病毒是可自我复制的一个代码片段,寄生在宿主文件中。蠕虫则是一个独立的程序。
(2)传染机制不同:传统病毒的传播方式是将病毒代码嵌入宿主程序,蠕虫则是通过自身复制感染网络上的其他计算机。
(3)触发方式不同:传统病毒需要使用者操作宿主文件触发,蠕虫则是主动攻击,不需人为干预。
常见的主动探测型蠕虫工作过程可分为网络探测、系统漏洞扫描、实施攻击、自我推进四步。
蠕虫先会进行网络探测,即通过IP探测机制探测网络中其他主机的IP。完成网络节点的探测后,蠕虫对被发现的网络主机进行扫描,探测主机系统是否存在适合攻击的漏洞。确认网络主机为可传播对象后,蠕虫将自身复制到目标主机并在目标主机上进行自我隐藏、信息搜集等工作。同时,蠕虫会将自身在目标主机上复制多个副本,并启动搜索进程,实施网络探测,进行下一轮攻击。
3综合监控系统蠕虫的来源:
综合监控系统是工控系统,并不接入Internet,蠕虫的来源主要是以下两种:
(1)更新软件版本时感染蠕虫
工控软件一般都不是在工厂一次开发完成,直接上线投入运行就能达到终验水平的。工控软件从完成初步开发出厂,到稳定运行,最终达到可接受验收的水平,往往需要经过多次升级修改。
(2)取数据时感染蠕虫
较安全的数据读取方式是采用一次性写入的光盘取出数据。但综合监控系统有其特殊性,首先综合监控系统可监控几乎所有设备,需要读取的数据量巨大;其次因为地铁行业的特殊性,数据分析需要及时,在事件发生后必须马上取得数据,导致取数据的次数较多。这样假如每次取数据都花费一张光盘,成本相当高,不符合企业利益。
另外,在运行过程中,为了分析系统运行状况,保障系统安全运行,管理员每天都需要读取系统运行日志进行分析并保存。管理员的存取介质也有可能带有蠕虫。
4蠕虫的防治
4.1蠕虫的检测
综合监控网络的网络结构简单,数据内容单一,利于用对照表检测法进行感染检测。免费论文,综合监控系统。。凡是不符合对照表特征的数据包均视为有害,进行报警。
(1)检测的基础是建立特征对照表。综合监控系统的监控机制在时间上是循环重复的。免费论文,综合监控系统。。因此可以从骨干网提取一时段单位的数据包,根据设计文本规定的通讯信息种类,遍选让检测软件学习,生成特征对照表。
(2)对照表的特征的选择。根据蠕虫的入侵习惯,可选用协议种类比,源IP,目标IP,数据量作为检测特征量。
综合监控网内数据包较固定,可增加数据包长度作为特征量。免费论文,综合监控系统。。免费论文,综合监控系统。。
(3)进行数据检测。为减少网络负荷,采取定时抽取一时间段骨干网数据进行检测的方式。出现不符合特征表的情况将进行报警。
4.2系统功能的恢复
蠕虫网络感染能力很强,通常单工作站完成蠕虫清楚,网络上有残留的蠕虫,几小时后又会重复感染。所以清除蠕虫是一个系统性的工作,不能单机进行。
服务器采用UNIX系统,前端处理器采用VxWorks系统,均不感染针对windows系统蠕虫,综合监控系统网络的蠕虫宿主是工作站。为减少恢复所用时间,可对工作全盘恢复,彻底清除病毒。
清除蠕虫时必须断开各网络节点,恢复后逐站连接。
4.3蠕虫的预防
从维护者的角度,通过建立完善的管理制度限制蠕虫进入网络是较有效且成本较低的蠕虫防御方法。
针对蠕虫的来源,防御蠕虫应该注意两项制度的落实。
首先是规范软件上线前的病毒检测。软件出厂时必须有开发人员的病毒检测报告,上线前由用户在测试平台验证后才能上线运行。
第二是规范数据读取的权限,仅允许授权人员进行读取数据的操作。所用存储设备必须是专用设备,且连接办公网络时设置为只读。免费论文,综合监控系统。。
在成本允许的情况下,应该考虑增加综合监控系统对外接口的保护,减少蠕虫的影响范围,比如选用有防火墙功能的存储设备取数据,转换协议传输数据防止蠕虫扩散,在读取数据的终端网管工作站设置防火墙。
参考文献
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[2]魏长宝《入侵、蠕虫对网络安全的危害及防范》/文章编号1672-3791(2007)12(b)-0081-02
[3]rising.com.cn瑞星主页
关键词:商务智能;知识管理;数据仓库;数据挖掘
商务智能(business intelligence,简称bi)的概念最早是gartner group 的howard dresner于1996 年提出来的,我国学者将之翻译为“商业智能”或“商务智能”,本文选用“商务智能”作为business intelligence的中文翻译。近年来,商务智能技术日趋成熟,越来越多的企业决策者意识到需要商务智能来保持和提升企业竞争力。在美国,500强企业里面已经有90%以上的企业利用企业管理和商务智能软件帮助管理者做出决策。国外己经有很多成功实施商务智能的案例。我国的商务智能处于导入期,商务智能应用的程度和实际效果都与国外企业有很大差距。近年来,国内外商务智能供应商和高等院校都开展了广泛的商务智能的基础研究和应用研究。本文主要基于国家图书馆的多库目录检索系统、清华同方全文数据库检索系统等,对国内商务智能的研究现状进行了分析和总结。
一、 文献统计分析
1. 论著统计分析。为了对近年来国内商务智能论著情况有一个比较全面的了解,笔者分别以“商务智能”和“商业智能”(他们指的都是business intelligence,bi)为检索题,通过对国家图书馆的多库目录检索系统进行题名检索,得到近年来相关论著及博硕论文分布情况:国内商务智能专著只有2004年的两本,译著在2003年~2005年间有三本。相对于最早1988年出版、截止2005年已经出版23本的西文专著(含一本日文专著)要少得多。国外2001年~2004年间出版的商务智能专著数量极多,说明经过一段时间的发展,国外商务智能的基础研究和应用研究都比较成熟。而我国从2002年起仅有少量的博士论文,关于商务智能的专著也屈指可数,我国商务智能仅处于导入期,对商务智能的系统研究还有大量工作要做。
2. 论文统计分析。
(1)数量分布统计分析。笔者利用清华同方
2. 微观研究方面。
(1)商务智能的功能。商务智能系统的仪表盘可以剪裁环境以满足用户的特殊需要;用户可以定制主页来展示最关键的图表和报告,并且当商业需求变化时可以改变显示的图表;能基于底层(underlying)数据源的更新自动更新图表;可以根据特定参数或特定条件的变化进行预警;有例外管理能力;仪表盘的资源组件使资源材料与特定的使能过程一致;提供团队协同工作环境等。
(2)商务智能的支撑技术数据仓库、数据挖掘、olap。①数据仓库技术。数据仓库是一个面向主题的、集成的、稳定的及包含历史数据的数据集合,它用于支持经营管理中的决策制定过程。商务智能系统的核心是解决商业问题,它把数据处理技术与商务规则相结合,以提高商业利润减少市场运营风险,是数据仓库技术、决策支持技术和商业运营规则的结合。②数据挖掘技术。数据挖掘(data mining)是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的及随机的实际应用数据中,挖掘出隐含的、先前未知的、对决策有潜在价值的知识和规则的过程。③联机分析处理技术(olap)。olap是一种多维分析工具,目标是满足决策支持或多维环境下特定的查询和报表需求,使分析人员、管理人员或执行人员能够从多个角度对从原始数据中转化出来的、能够真正为用户所理解的并真实反应企业维特性的信息进行快速、一致、交互地存取,从而获得对数据的更深入了解。
三、 国内商务智能应用研究
1. 商务智能的应用行业。商务智能的应用领域非常广泛,典型的有电信、银行、保险、医疗、零售、政府等,以及所有建立了数据仓库的用户。从商务智能应用的论文内容来看,我国的商务智能应用还处于起步阶段,仅在信息化程度偏高的电信、银行、保险、医疗等有少量应用。这一方面因为商务智能是建立在数据仓库基础上的,我国大部分企业的信息化程度偏低,缺乏数据的积累,而数据的积累需要一个较长期的过程。另一方面因为对商务智能的认知度不高,缺乏商务智能方面的人才以及对这些人才的有效管理。
商务智能的应用与行业内信息化的基础状况密切相关,实施商务智能的企业中,以电信、金融行业的使用率较高。刘艳丽认为商务智能能带来较大价值的企业中,以制造型企业最多,超过50%;其次是零售业,为41.2%;而政府机构对商务智能产品或技术的使用价值低于其他软件产品。以目前制造型企业和零售业的低使用率和高预期值来比较,这两个领域将是商务智能不可忽视的新市场。
2. 商务智能在客户关系管理(crm)、信息化与erp、竞争与决策中的应用。统计分析显示商(下转第112页)务智能在客户关系管理、信息化、竞争与决策等方面的研究论文相对较多。著名的商务智能公司business object公司的专家paul clark 在分析商务智能与crm的关系时认为:客户知识是crm重要的核心组成部分,而商务智能是crm的智慧所在,客户知识的获取与保存依赖于商务智能,商务智能是整个crm的基础。
商务智能是架构在erp之上的,而决策支持是在商务智能基础上的再扩展。从基础架构的角度上看,商务智能数据库和erp有许多共通之处。但商务智能和erp绝对不是同一事物或是同一事物体的两个方面,它们是互补的系统。它们最大的共性就是,它们使企业运行得更有效率、响应更及时并易于整合。
商务智能建设的主要目标是企业决策支持。商务智能通过信息技术的运用在不同层面为战略决策提供新的支持:提升决策者洞察力;支持信息获取与分析。
商务智能系统可以从以下方面帮助企业获取更大的竞争优势:显著提升企业决策水平;识别优质客户,改善企业与客户关系;降低企业经营成本;创新业务模式。
3. 商务智能系统、软件工具。目前市场上的商务智能厂商一般分为三大类:一类专门做商务智能软件的厂商如business object、brio、cognos;第二类是继承性的数据库厂商和统计软件厂商,这类公司包括ncr、microsoft、ca、oracle、sybase、ibm、sas等;第三类是一些管理软件厂商,如sap、博科、用友、金蝶等公司。
不同的人对商务智能的理解仍然不同。数据库服务商(如oracle、ibm、sybase)往往认为数据仓库是商务智能的核心,数据展示服务商(如hyperion、bo、cognos)则认为商务智能就是联机分析(olap),而数据分析服务商(如sas、spss)一般认为数据挖掘才是商务智能的核心。
四、 商务智能研究热点及发展趋势
1. 商务智能的研究热点。从商务智能的研究成果分析来看,当前商务智能的研究热点主要有:(1)集成的商务智能体系研究;(2)商务智能的预测功能;(3)商务智能网络的研究;(4)决策支持工具的研究;(5)企业建模方法研究;(6)信息的收集与获取研究。
2.商务智能的主要发展趋势。通过对已检索文章分析,商务智能将呈以下发展趋势:(1)应用领域的探索和扩张;(2)应用行业将更广泛,制造业、零售业将是商务智能应用的热点;(3)与领域、行业知识的结合;(4)实时商务智能系统的研究和应用;(5)不同领域的理论、技术的融合;(6)商务智能系统可视化、交互性;(7)从单独的商业智能向嵌入式商业智能发展。
参考文献:
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文献标识码:B文章编号:1008-925X(2012)07-0052-01
摘要:
随着社会经济的不断发展,企业的竞争已经转变为信息技术的比拼,可以说信息技术覆盖率各行各业,在冶金自动化控制系统中,建立工业以太网有重要的意义,文章分别阐述我国冶金自动化发展状况、工业以太网简介以及以太网在冶金自动化控制系统中的应用,希望为企业的信息化系统建设提供参考。
关键词:工业以太网;基础控制系统;信息化
以太网作为当前应用范围最广的计算机网络技术,因其过硬的技术支持,已成为了计算机通讯领域的风向标,而在工业控制系统中,传输数据的网络设备更需要集中控制,网络这个主线需要依靠工业以太网,提高通讯速度,降低开发成本。
1工业以太网简介
一个功能健全完整的工业,以太网控制器应当在三个功能部分具备良好地功能:任务控制部分、以太网通讯接口、工业控制平台。
1.1 工业以太网基本信息简介。
所谓地工业以太网系统,一般来说是指在技术上和商用的以太网两者间兼容,产品在设计地时候,选用材料的问题、产品其强度还有适用性与可互操作性、实时性、可靠性、本质安全和抗干扰性等方面能够让工业现场要求得以满足。
1.2工业环境当中阻碍以太网应用到的技术和问题正在逐步的得到解决.以太网其实是为了信息网络而进行设计的。对于工业环境根本就没有进行过考虑过其要求与适应性。以太网在近年来得到迅速发展的原因有两点:一方面是以太网通讯速率不断提高,这就为以太网进入控制领域提供技术支持,而以太网的通讯速率可达到1000Mbps只需要12US,大大减轻了网络负荷;另一方面是采用了全双工的通信线路,双全工是指终端设备和交换机端口之间采用该种通信线路。全双工交换的使用克服了CSMA技术,CD技术的缺点,更摆脱了CSMA和CD技术上的限制,解决了以太网最大的控制领域障碍,并且全新的交换式具有容量大、传输能力高和组网方便的特点,满足随时控制的需要。交换式网络是可以同时的对虚拟局域网进行支持,组网成本能够得到有效的降低,网络灵活性在飞速的提高着。
1.3最早期的粗同轴与细同轴以太网电缆,现在发展到了双绞线型电缆还有光缆,对于网络的传输距离与抗干扰的能力得到进一步的提升。
2我国冶金自动化发展状况及发展趋势
2.1基础控制系统与过程控制系统。
首先在基础控制系统方面,工业以太网以PLC、DCS技术控制整个冶金现场,也就是说在冶金自动化控制系统中,常规模拟控制已经淘汰,取而代之的是工业以太网。在算法控制上,采用PID算法计算重要回路,在轧机控制、智能控制、电极升降控制、液位控制等方面有初步应用,并取得一定的成绩;我国冶金业在检测方面,大多企业做到了检测仪器(重量、压力、流量、温度)配备齐全,在测量技术上也取得了初步成果;在电气传动上,普遍采用节能变频技术。
其次在过程控制方面,利用计算机系统控制的普及率有大幅度的提高,在过程优化上做到了工艺知识、专家经验以及智能技术的结合。
2.2基础与过程控制系统的发展趋势。
在线连续检测冶金流程,以控制产品质量为目标,检测预报各种参数,采用新型可靠性技术,实现冶金流程的在线检测以及监控系统完善;冶金过程控制系统的发展趋势关键是建立综合模型,实现冶金业高性能闭环控制,提高技术指标,提高经济效益;电气传动发展趋势则是新型电力电子元件,各种大功率、超大功率变频器的使用。
2.3信息化的形成。
当“信息化带动工业化”成为一种口号,企业领导充分认识到信息化的重要性,整个冶金系统在这一点上也达成了共识,各冶金企业开始建立企业信息系统,并在成本在线控制、流程仿真、质量跟踪控制等方面取得了显著成果。
2.4信息化的发展趋势。
信息化最终要形成计划、生产、控制三者结合成一张纵向网,达到信息集成,也就是说整理生产数据,编制成数据库,实现管控一体化,即从订货合同开始,历经做生产计划、作业指令,到最终的产品出厂,生产和销售形成一个整体,质量控制全程,做好预算预测工作,达到实时性、高效性管理。
3以太网在冶金自动化控制系统中的应用
按照大趋势的自动化体系结构来看,从功能上划分,冶金自动化控制系统分为四个层面:基础自动化控制、过程控制、生产管理控制、企业信息化控制。
3.1基础自动化控制系统。
前面说过的PLC技术、DCS技术等是控制现场级设备的主要方法。目前PLC技术控制仍在基础自动化系统占主导地位;基础自动化控制系统义是冶金流程关键的部分,该部分的设计效果直接影响整个控制系统。
3.2过程控制系统。
在过程控制中,目标是工艺参数闭环控制、能源平衡控制、物流跟踪环境排放实时控制和产品质量全程控制;可靠性技术则是采用软测量技术、新型传感器技术、数据融合、光机电一体化技术和数据处理技术。
3.3生产管理控制系统。
生产管理控制系统主要是为管理者提供决策依据,编制数据网、建立数据库,做好冶金流程的数据集成。
3.4企业信息化系统控制。
企业的信息化目的之一是实现资源共享、信息互通。从企业信息集成过渡到行业的信息集成,市场的确是有竞争才有发展,但有效竞争是前提,趋利避害是基础,企业信息化要做到编码体系标准化,既做好企业内部控制,又做好企业数据分析,更要做好整个行业的信息化建设和信息的宏观调控,力争与全球化行业信息系统同步。
结束语:工业以太网可以说为制造业的网络控制制定了新标准和新准则,如今我国冶金自动化控制系统以以太网为风向标,作为舵手,以太网的实用性、可操作性和安全性,可以最大限度的满足不同顾客和生产厂商的要求。以太网还具有一低三高的特点,成本低、实效高、智能高、扩展性高,正是这些特点吸引了越来越多的制造业厂商,由此可见,冶金自动化控制系统的主导者非工业以太网莫属。
参考文献
[1]朱开波;基于工业以太网的嵌入式DNC集成通讯控制系统的研究与开发[学位论文]硕士 2006.
[2]张妍;工业以太网及其实时特性的研究[学位论文]硕士 2005.
[3]许劼;高速线材介质分布式控制系统研究[学位论文]硕士 2005.
关键词:人工智能;深度学习;教学建议
0 引言
传统的人工智能课程主要包括人工智能导论、模式分析、机器学习、数据挖掘等。这些课程由各个院校根据专业情况不同而选择,课程的内容也有较大差别,但是,基本上都涉及人工神经网络的内容。然而在人工神经网络的教学内容上,一般只讲解经典的多层感知器和反向传播算法,或再加入一些反馈网络的内容,这种教学内容设计的一个不足是忽视了人工智能领域的最新发展——深度学习,它是近几年人工智能领域最具影响力的研究主题,并在大规模语音识别、大规模图像检索等领域取得突破。
北京邮电大学计算机学院开设人工智能科学与技术的本科专业,笔者从事深度学习的研究工作,同时承担了本科生和研究生人工智能类课程的教学工作,因此产生了将深度学习内容引人人工智能类课程的想法。本文先介绍深度学习的背景,说明深度学习在人工智能发展中的地位,之后分析了将深度学习基本内容引入人工智能类课程的必要性和可行性,最后给出了一些实施建议供探讨。
1 深度学习背景
2006年,加拿大多伦多大学的GeoffreyHinton教授与Salakhutdinov博士在美国《科学》杂志发表了题为“Reducing the Dimensionality ofDatawith Neural Networks”的论文,该文提出一种学习多层神经网络的方法,并将这种具有多层结构的学习方法命名为深度学习(Deep Learning),而这成为深度学习研究的一个导火索,从此深度学习的研究与应用蓬勃发展起来。
深度学习在语音识别与生成、计算机视觉等应用领域取得了突出进展。近几年的国际机器学会(International Conference on MachineLearning,ICML)、神经信息处理大会(AnnualConference On Neural Information Processing Systems,NIPS)、计算机视觉大会(InternationalConference on Computer Vision,ICCV)、
声学语音与信号处理大会(International ConferenceOn Acoustics,Speech,and Signal Processing,ICASSP)、计算语言学大会(Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics.ACL)、计算机视觉与模式识别(InternationalConference on Computer Vision and P atternRecognition,CVPR)等都有不少相关的研究论文、会议教程和小组研讨会(Workshop)。美国国防高级研究计划(DARPA)也提出了关于深层学习的研究项目。此外,2013年6月《程序员杂志》的封面故事,采访了周志华、李航、朱军3位国内的机器学习专家对于深度学习的看法,他们一致肯定了深度学习在机器学习领域的贡献。
工业界对深度学习也寄予了很高期望。2012年6月,《纽约时报》报道了斯坦福大学计算机科学家AndrewNg和谷歌公司的系统专家JeffDean共同研究深度神经网络的机器学习模型在语音识别和图像识别等领域获得的巨大成功。2012年11月,微软公司在天津公开演示了一个全自动的同声传译系统,其关键技术也是深度学习。2013年1月,百度公司首席执行官李彦宏先生宣布建立深度学习研究院(Institute of Deep Learning)。2013年3月,谷歌公司收购了由深度学习创始人Geoffrey Hinton创立的公司。
从学术界与工业界的研究态势看,深度学习已经成为机器学习与模式识别,乃至人工智能领域的研究热点。正是在这样一个背景下,人工神经网络重新回到人们的视野。此前人工神经网络的发展大致可以分为两个时期,1943年,McCulloch和Pitts提出了最早的人工神经元,这种神经元具有学习能力,这是人工神经网络的发端,也可以被认为是人工智能的发端(当时还没有人工智能这个术语)。1949年,Hebb提出了Hebbian学习算法。1957年,Rosenblatt提出了感知器的神经网络模型。1969年,Minsky和Papert分析了这种感知器神经网络模型的局限性。然而,很多研究者认为,感知器的这种局限性对于所有的神经网络模型都适用,这使人工神经网络的研究很快暗淡下来。1980年代中期,诺贝尔奖得主John Hopfield提出了Hopfield神经网络模型,这种Recurrent神经网络具有的动态性有可能用于解决复杂的问题。同时,多层前向神经网络的后传算法也被重新发现,这两个工作使人工神经网络得到重生。这时,人工神经网络已经成为人工智能的一个重要组成部分。但是,在随后的研究中,人们发现,当学习多层神经网络包含更多的隐藏层时,后传算法并不能学到有效的网络权值,这使得神经网络的研究再次陷入低潮。此次以深层神经网络为代表的深度学习重新回到研究的舞台,其中一个重要因素是Hinton提出的逐层预训练神经网络方法治愈了多层神经网络的一个致命伤。
2 必要性与可行性
深度学习的发展使得从事教学一线的教师也无法忽视这个颇具影响力的研究主题。为此,我们提出将深度学习这个主题引入到人工智能类课程中,将它作为课题教学的一部分。
2.1 必要性
将深度学习这个主题引入到人工智能类课程中的必要性主要包括如下4点。
1)深度学习是人工智能的前沿。
2006年以来,深度学习的研究席卷了整个人工智能,从机器学习、机器视觉、语音识别到语言处理,都不断涌现出新的研究工作和突破性进展。深度学习不仅在机器学习领域成为研究热点,同时在多个应用领域也成为有力工具,而且,在工业界的系统应用中,深度学习成为其中的关键解决技术。
2)深度学习是人工智能的突破。
深度学习的发端是神经网络。关于神经网络的论述,在人工智能类常见教科书中还停留在多层神经网络,即神经网络的第二阶段,它们大部分描述多层结构无法训练的现象。但是,从深度学习的角度看,深层神经网络不仅可学习,而且有必要,这与第二代神经网络的观点是完全不同的。深度学习突破了原有人工神经网络的认识,超越了人工智能神经网络教科书中的原有内容,因此,有必要将多层神经网络结构的可学习性告知学生,从新的视角纠正原有的观点。
3)深度学习是人工智能的延伸。
深度学习不仅提供了一种可以在深层神经结构下训练网络的方法,也包含了不少新的内容,是人工智能的新发展,为人工智能补充了新的内容。到目前为止,深度学习至少包括:从生物神经网络与人类认知的角度认识深层神经网络的必要性;如何构建和学习深层学习网络;如何将深层结构用于解决视觉、语音、语言的应用问题;如何看待深度学习与原有的机器学习方法,如流形学习、概率图模型、能量模型的直接关系;深度学习与其他学科的关系等。
4)深度学习是学生的潜在兴趣点。
大学生对知识有着强烈的好奇心,加之当前信息技术的发达,部分对智能感兴趣的学生可以从其他途径了解到这个学科发展的前沿。因此,顺势而为,将深度学习这个主题做具体讲解,满足学生的好奇心,培养他们对学科前沿与发展的认识,是十分必要的。对高年级的学生而言,了解深度学习的基本知识,是他们全面认识人工智能与发展前沿的一个途径,而对于研究生,较多地了解和掌握深度学习的基本知识有助于他们研究工作的开展。
基于以上几点,笔者认为,将深度学习这个主题引入到人工智能类课程中非常有必要。深度学习作为人工智能的前沿,既是对人工智能原有理论和技术的一个突破和补充。
2.2 可行性
将深度学习引入到人工智能类课程中的可行性主要包括如下3点。
1)深度学习与现有人工智能联系密切。
深度学习并不像突兀的山峰拔地而起。而是深深植根于原有的人工智能理论与技术。深度学习是以神经网络为出发点,这正是深度学习教与学的切入点。比如,可以通过对多层感知器隐藏层的增加和后传算法的失效来讲解深度学习是如何解决这个问题的。再者,深度学习的一个核心构建“受限波尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machine)”,可以被认为是一种能量模型,而这种模型与Hopfield网络都可以从物理学的能量模型角度分析,RBM可以认为是Hopfield网络的随机扩展。总之,深度学习与现有人工智能的联系,使学习深度学习变得容易。
2)深度学习的基本内容并不深。
深度学习有个很好的名字,这个名字恰当地描述了特定的学习结构。比如,深度学习的核心部件受限于波尔兹曼机RBM,其结构非常简单。从神经网络的角度,受限波尔兹曼机是一种随机的双向连接神经网络,信号可以从可见层传递到隐藏层,也可以从隐藏层传递到可见层。网络中每个节点是具有特定结构的神经元,其中的神经元具有典型的包含自身偏置的Logistic函数的随机单元,能够依Logistic函数计算得到的概率输出0状态或1状态。概括地说,深度学习的基本内容在高年级阶段较易掌握。
3)深度学习的资料容易获得。
当前的信息资讯非常发达,有相当多的资料可以通过互联网等多种途径获得,这使学习深度学习成为可能。近期,中国计算机学会主办了多个技术讲座均涉及深度学习的部分;深度学习的创始人Hinton教授的主页也有很多资料;Coursera网站有免费的Hinton教授的神经网络课程;斯坦福大学的Ng教授提供了很多的在线教程;蒙特利尔大学Bengio教授发表的题为“Learning Deep Architectures for AI”的论文也是这领域的优质资料。
3 实施建议
在具体的教学过程中,笔者建议适当安排深度学习的最基本内容,内容不宜过多,也不宜占用过多的学时,可以根据教学对象的不同进行调整。比如,本科生的高年级专业课可以安排1学时的教学量,介绍层次训练的基本算法;也可以在高年级前沿讲座中安排2学时,内容覆盖面尽可能广泛。在研究生的教学中,可以根据教学的课程主题安排内容与学时。比如,神经网络主题的课程可以安排4-6学时的教学内容,包括波尔兹曼机及学习算法、深层信念网络与学习算法、深层波尔兹曼机与学习算法卷、积神经网络、自动编码器等。结合应用,课程还可以包含MNIST数字识别的应用、人脸识别的应用、图像检索的应用、语音识别中的应用等。另外,深度学习是一个实践性很强的研究,随机性:大规模(意味着数据不宜可视化,程序运行时间长)等多种因素混合,使深度学习在学习中不容易理解。为此,可以在条件允许的前提下,增加小规模的实验,辅助理解。最后,课件可以通过对优质资料做修改得到。
1992.07~1998.12由刚刚入行逐步成长为专业技术骨干。
1999.01~2002.05(因业绩突出,2000.03提为通信室主任)。
2002.06~2011.02副所长(因技术能力强,承担多个集团公司大型重点项目2002.12破格提为高级工程师,其中经过国家统一入学考试,成绩优良,得以进入XX大学XX学院,2003.10~2007.03在XX工程专业在职研究生,毕业论文评为优秀5%)。
2011.03~今,XXXX公司副总工程师。
2011.06,经公司提名任命为兼任XXXX科技有限公司(XXXX控股子公司)XX分公司经理,拓展业务,组建团队,实现从无到有。至2014年将团队规模扩大到XX人,公司年度经营业绩达到合同XXXX万元,收款XXXX万元,公司各方面走上正轨,实现了自主经营及盈利。
2015年组建XXXX集团智能制造创新中心,兼任创新中心主任工程师,开始研究适合高端制造业的应用技术,对集团公司智能制造的创新发展,起到了较大地推进作用!
2019年5月,担任公司副总工程师兼任XXXX中心主任工程师,对于BIM技术开发应用,信息化、智能化、数字化融合发展方面,做了大量的研究和探索,同时作为公司主管信息化和知识管理副总工程师,承担了XXXX公司知识管理牵头工作,梳理了公司各类知识模块,向集团公司科技信息部呈报了总体规划、实施计划,制定了内部知识管理工程的规章制度、编码规则、实施方案、平台开发等一系列纲领性文件。
积极学习并掌握新技术发展动态,利用工作间隙和业余时间,组织技术人员参加展会、论坛、技术交流活动,对计算机网络技术、软件技术、自动控制技术以及智慧园区、大数据、云计算、物联网、AI赋能行业等最新技术等的深入学习和研讨,并在实际项目中大量创新应用,取得了较好的效果。不断学习,不断总结,不断进取,与智能化系统的新技术和国际、国内先进水平保持同步,保持公司智能化设计在行业专业领域的技术领先,并进一步应用到工程项目中去,形成良性循环和积极互动效应;关注国家的经济发展动向,在前瞻性的技术发展方向进行不断尝试,不断地进行技术储备和更新,进一步提高专业技术水平和解决复杂系统的统筹设计能力。
在智慧工厂领域,重点关注数据采集、数据集成、数据挖掘、数据应用等智能制造相关技术,逐步形成独有的解决方案;
在智慧园区建设领域,开展了广泛的调研和总结,形成了独有的体系化专业解决方案;
在智能建筑领域,着眼于顶层设计并较为系统性地掌握了IT&IB技术融合,应用于新智慧建筑的顶层设计技术。重点关注绿色、节能、安全技术,在新技术发展,新产品研发的应用方面有所突破;
通过近三十年的不断学习积累,无论在市场开拓、技术创新、质量管理、团队建设、人才培养等方面,均有很好的表现,取得了良好的效益,工作中有思路、有能力、有办法,善于解决技术及非技术难题;有大局观,能做到个人利益服从集体利益,集体利益服从公司利益。
在组织纪律性方面,能时刻按党员标准要求自己,任劳任怨,起好模范带头作用;
在个人素质方面,严格自律,遵守国家和单位的各项规章制度,把全部能力和精力放在解决技术问题上,不搞歪门邪道;
在专业能力方面,能承担急难险重任务,引领技术发展方向,培养打造核心技术及团队;
建设社会主义新农村是我国现代化进程中的重大历史任务,其目标是解决“三农”问题,促进农产品市场流通是重中之重。
农业信息化是运用现代信息技术和信息系统为农业产、供、销及相关的管理和服务提供有效的支持,并提高农业的综合生产率和经营管理效率的相关产业总称。通过农村电子商务平台建设,促使电子商务高效、快捷的信息流和资金流以及信息化物流等优势渗透到农产品生产流通的各环节中。
农村经纪人在农业经济活动中为促成农产品流通,通过居间、行纪或者等形式,为农产品的供求双方搭建桥梁,实现了农业生产与市场需求产生实质性的衔接。
电子商务在工业生产和制造中,已有广泛的应用,其模型也日趋成熟。针对农村经纪人在商品流通中的特殊地位以及在市场中对商务信息的需求,规划农村经纪人电子商务系统模型,开发农村经纪人电子商务系统,促进农村经纪人参与电子商务活动,充分发掘农村经纪人的潜能。
二、农村经纪人电子商务平台建设现状
长期以来,国内外就农村经纪人的发展、农业信息化、电子商务等方面都有积极探索,但由于农村覆盖区域广、市场范围大、市场需求小、技术力量薄弱等各种原因,上述三方面并没有有效整合,表现为以下几个方面:一是农村经纪人在发展的过程中,习惯于采用传统的手段去收集、处理信息,导致他们在信息社会中难以准确把握商机。二是农户自身信息基础薄弱以及农村人口众多,全面提高农户的信息化素养也不是一蹴而就,优先培育农村经纪人信息化素养可行而又迫切。三是工业中的电子商务系统与农业中的电子商务系统在产品、使用对象的需求、竞争环境等方面都不同,需要根据农村特有环境设计电子商务系统模型。
三、农村经纪人的电子商务系统模型
农村经纪人的电子商务系统实质上是一个综合的信息管理系统,简称CBEBS,主要为农村经纪人服务。
农村的特点是地域广、信息资源丰富、系统使用频度低、对政府的依赖性强,因此,在设计农村经纪人电子商务系统时,要充分发掘现有的资源,特别是硬件资源。
1.CBEBS模型
根据农村的实况,设计其网络模型如图1所示:
CBEBS网络模型在空间上采用两层模型:上层为主站系统,下层为终端服务系统,主站系统服务器存储相关站点的链接和相关数据备份;终端系统根据客户群体分为两种,产品供给客户(农村经纪人)系统和产品销售客户系统,其中,产品销售客户系统比简单,本论文在CBEBS终端系统模型中只讨论农村经纪人系统模型。
硬件系统中,由于农村经纪人在推广农产品市场、促进新农村的经济建设与政府建设社会主义新农村目标一致,借助政府网络和农村校园网络(教育信息化已使校园网络建设具有一定规模)建立农村经纪人的网络系统。
2.主站系统模型
主站系统是链接经纪人与销售市场的纽带,是经纪人之间、经纪人与销售市场之间进行信息公共交换的平台,同时也是维持整个CBEBS的稳定的关键系统,为使系统在访问、控制等方面具有准确性、高效性和稳定性,系统根据角色进行访问控制,其角色分为:管理员角色、经纪人角色和市场客户角色,主站系统根据访问系统的角色提供个性化服务。
此外,为促进经纪人技能的提高和业务的发展,系统还提供信息搜索功能和BBS论坛等主站系统和终端系统之间提供信息上传和下载、支持公用信息和经纪人终端系统的链接访问、备份经纪人终端系统的重要信息等功能,当经纪人系统一旦出现故障,主站系统提供数据进行恢复。
3.终端系统模型
CBEBS主要为农村经纪人服务,充分发挥农村经纪人的作用解决农产品销售问题是加速社会主义新农村建设的一个重要内容,因此,本论文主要讨论的终端系统模型是农村经纪人的终端系统(简称CBES)模型。
一般地,由于农业产品的长周期性、季节性,农村经纪人通常不会放弃已有的产品市场和生产技能熟练的农户不断去开发新的品种,农村经纪人的活动具有重复性,经营产品也具有相对稳定性;但农产品之间的替代品或互补品等特点,农村经纪人对产品经营又具有小范围内的多元化产品经营。通过相关产品链结促进产品宣传。
根据农村经纪人在农村中的特殊地位和作用,CBES系统支持经纪>!
四、关键技术
农村经纪人由于自身环境的局限性,要求CBEBS具有高度智能性,其实现过程主要依赖于计算机领域的组件技术、人工智能技术和信息安全技术。
组件技术是一种较新的软件开发技术,它是指用可重用的组件来构造应用程序。本文主站系统在设计过程中,使用组件技术现将CBES常用内容设置成组件,CBES建立时直接对组件进行引用。
人工智能技术是系统自动化、智能化管理的重要保障。作为人工智能技术的主要表现方式之一的智能Agent 是系统自动化、智能化管理的重要内容,CBEBS多处使智能Agent,如:监控CBES运行、经纪人需求进行分析并提供个性化服务和产品推荐等。
此外,CBEBS作为信息系统,其信息安全也是系统的主要内容。CBEBS实施信息分类管理,根据角色对信息进行访问控制
,对注册账户采用实名制进行管理;根据CBEBS各类信息公开程度不同,设置不同的信息安全等级,系统采用防火墙对数据进行保护,避免信息在非权限范围内进行读写;在使用数字签名技术对数据进行加密传输,防止信息被伪造或截取。 五、实验与评价
根据上述的分析与设计,实验采用JSP作开发工具,JAVA作开发语言,采用Agent Builder pro 1.3开发智能Agent,服务器用 Apache Tomcat 5.0作JSP引擎,SQL作数据库。
限于篇幅,论文介绍CBEBS的角色访问控制的实现,CBEBS的大部分功能采用按角色控制访问,访问者必须登陆才能使用相关服务。如图2所示:
图2 CBEBS的角色分类访问控制界面
根据角色对系统进行控制访问,有效的保护信息安全;并且,系统可以根据访问者的情况,对访问者的行为进行观察,并为访问者提供个性化的信息服务。
CBEBS模型研究和主体功能的模拟,对研究农村信息化建设和经济建设开辟了一个新的领域。CBEBS模型乃至整个系统带来的经济效益在短期内反应不明显,因为作为新生事物的CBEBS本身存在一个推广的过程,但就长期的经济效益而言,其价值表现为:
1.Alibaba在推行电子商务过程中,从2002开始赢利,2005年实现了每天纳税100万;同为电子商务平台的CBEBS的主站系统其经济效益显而易见。
2.CBES作为农村经纪人的管理系统,对外衔接市场,对内联系农户,且帮助农村经纪人进行业务管理,据报道:目前,我国有8亿多农村人口。CBES将是他们通过农村经纪人获取信息与技术的重要纽带。
关键词:模糊控制 应用发展 自适应控制
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)02-0006-02
The development and research of fuzzy logic and fuzzy control technology
Abstract: According to the new development of the modern industrial control field of fuzzy control technology, an overview of the basic theory and the development status of the field, look to the future development applications.
Keywords: fuzzy control; application development; adaptive control.
1、引言
在现代工业控制领域,伴随着计算机技术的突飞猛进,出现了智能控制的新趋势,即以机器模拟人类思维模式,采用推理、演绎和归纳等手段,进行生产控制,这就是人工智能。其中专家系统、模糊逻辑和神经网络是人工智能的几个重点研究热点。相对于专家系统,模糊逻辑属于计算数学的范畴,包含有遗传算法,混沌理论及线性理论等内容,它综合了操作人员的实践经验,具有设计简单,易于应用、抗干扰能力强、反应速度快、便于控制和自适应能力强等优点。近年来,在过程控制、建摸、估计、辩识、诊断、股市预测、农业生产和军事科学等领域得到了广泛应用。为深入开展模糊控制技术的研究应用,本文综合介绍了模糊控制技术的基本理论和发展状况,并对一些在电力电子领域的应用作了简单介绍。
2、模糊逻辑与模糊控制
2.1 模糊逻辑与模糊控制的概念
1965年,加州大学伯克利分校的计算机专家Lofty Zadeh提出“模糊逻辑”的概念,其根本在于区分布尔逻辑或清晰逻辑,用来定义那些含混不清,无法量化或精确化的问题,对于冯诺依曼开创的基于“真-假”推理机制,以及因此开创的电子电路和集成电路的布尔算法,模糊逻辑填补了特殊事物在取样分析方面的空白。在模糊逻辑为基础的模糊集合理论中,某特定事物具有特色集的隶属度,他可以在“是”和“非”之间的范围内取任何值。而模糊逻辑是合理的量化数学理论,是以数学基础为为根本去处理这些非统计不确定的不精确信息。
模糊控制是基于模糊逻辑描述的一个过程的控制算法。对于参数精确已知的数学模型,我们可以用Berd图或者Nyquist图来分析家其过程以获得精确的设计参数。而对一些复杂系统,如粒子反应,气象预报等设备,建立一个合理而精确的数学模型是非常困难的,对于电力传动中的变速矢量控制问题,尽管可以通过测量得知其模型,但对于多变量的且非线性变化,起精确控制也是非常困难的。而模糊控制技术仅依据与操作者的实践经验和直观推断,也依靠设计人员和研发人员的经验和知识积累,它不需要建立设备模型,因此基本上是自适应的,具有很强的鲁棒性。历经多年发展,已有许多成功应用模糊控制理论的案例,如Rutherford,Carter 和Ostergaard分别应用与冶金炉和热交换器的控制装置。
2.2 分析方法探讨
工业控制系统的稳定性是探讨问题的前提,由于难以对非线性和不统一的描述,做出判断,因此模糊控制系统的分析方法的稳定性分析一直是一个热点,综合近年来各位学者的发表的论文,目前系统稳定性分析有以下集中:
(1)李普亚诺夫法:基于直接法的离散时间(D-T)和连续时间模糊控制的稳定性分析和设计方法,相对而言起稳定条件比价保守。
(2)滑动变结构系统分析法。
(3)圆稳定性判据方法:利用扇区有界非线性概念,根据稳定判据可推导模糊控制的稳定性。
(4)POPOV判据。
(5)其他方法如关系矩阵分析法,超稳定理论,相平面法,矩阵不等式或凸优化法,模糊穴穴映射等,详细资料及有关文献很多,在此不再一一赘述。
2.3 模糊控制的设置设计
模糊控制的设计是一个非常复杂的过程,一般而言,采取的设计步骤和工具比较规范.其中模糊控制器一般采用专用软硬件,通用型的硬件芯片在目前市场上比较多,其中主流产品如表1所示.而专用IC发展也很迅速,它把专用IC和软件控制器集成在一起。
设计过程中,一般采取的设计步骤为:
(1)综合考虑该课题能否采用模糊控制系统。即考虑采用常规控制方式的可能。
(2)从设备操作人员处获取尽可能多的信息。
(3)选取可能的数学模型,如果用常规方法设计,估计设备的性能特点。
(4)确定模糊逻辑的控制对象。
(5)确定输入输出变量。
(6)确定所确定的各个变量的归属范围。
(7)确定各变量的对应规则。
(8)确定比例系数。
(9)如果有现成的数学模型,用已确定的模糊控制器对系统仿真,观测设备性能,并不断调整规则和比例系数直到达到满意性能。否则重新设计模糊控制器。
(10)实时运行控制器,不断调整以达到最佳性能。
3、模糊控制应用与前景展望
作为人工智能的一种新研究领域,模糊控制吸收借鉴了传统设计方法和其他新技术的精华,在诸多领域取得了长足的进展.在新型的电力电子和自动控制系统中,有些专家在线性功放的加设条件下,把模糊控制应用于为基础的伺服电机控制中,在把模糊控制系统与PID及模型参考自适应控制(MRAC)进行比较后证明了模糊控制方法的优越性.另有专家开发了应用于矢量控制感应电机传动系统的模糊自适应控制器,其控制方框图如图1所示:
模糊控制作为一项正在发展的新技术,目前在大多数专家还把主要精力放在应用系统研究上,并取得了相当的成果,但在理论研究和系统分析上还是相对落后的,以至于一些学者质疑其理论依据和有效性.鉴于此可以明确得知:模糊控制理论和实践的结合仍有待于进一步探索.其发展前景是十分诱人的,而且在近年来,其理论研究也取得了显著进展.在近四十年的发展进程中,模糊控制也有一些局限性:(1)控制精度低,性能不高,稳定性较差;(2)理论体系不完整;(3)自适应能力低.对于这些弱点,模糊控制与一些其他新技术,比如神经网络(NN),遗传算法相结合,向更高层次的应用发展拓展了巨大的空间。
4、结语
模糊控制作为一门综合应用范例,在全球信息化浪潮的推动下,在未来的几十年中,必将对经济的迅猛发展注入新的活力,有专家认为,下一代工控的基础是模糊控制,神经网络,混沌理论为支柱的人工智能.随着模糊控制理论研究的日益完善和深入,应用范围的日益扩大和配套IC的研发制造,模糊控制将给工控领域的发展开辟光明的应用前景,同时也给各领域的研究人员提出了更重大的任务。
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