计算机测控技术与应用第一章.ppt

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1、 本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。第第1章章 绪论绪论 计算机控制系统是自动控制理论、自动化技术与计算机技计算机控制系统是自动控制理论、自动化技术与计算机技术紧密结合的产物，控制理论的发展，尤其是现代控制理论的术紧密结合的产物，控制理论的发展，尤其是现代控制理论的发展，与计算机技术息息相关。利用计算机快速强大的数值计发展，与计算机技术息息相关。利用计算机快速强大的数值计算、逻辑判断等信息加工能力，计算机控制系统可以实现常规算、逻辑判断等信息加工能力，计算机控制系统可以实现常规控制以外更复杂、更全面的控制方案。计算机为现代控制理论控

2、制以外更复杂、更全面的控制方案。计算机为现代控制理论的应用提供了有力的工具。的应用提供了有力的工具。 计算机控制系统应用于工业控制实践所提出来的一系列理计算机控制系统应用于工业控制实践所提出来的一系列理论与工程上的问题，又进一步促进和推动了控制理论和计算机论与工程上的问题，又进一步促进和推动了控制理论和计算机技术的发展。计算机控制系统的应用领域非常广泛，不但是国技术的发展。计算机控制系统的应用领域非常广泛，不但是国防、航空航天、导弹制导等高精尖学科必不可少的组成部分，防、航空航天、导弹制导等高精尖学科必不可少的组成部分，而且在现代化的工、农、医等领域也已发挥着越来越重要的作而且在现代化的工、农

3、、医等领域也已发挥着越来越重要的作用。随着计算机技术、高级控制策略、现场总线智能仪表和网用。随着计算机技术、高级控制策略、现场总线智能仪表和网络技术的发展，计算机控制技术水平必将大大提高。络技术的发展，计算机控制技术水平必将大大提高。 介介 绍绍 1.1 计算机控制系统概述计算机控制系统概述1.2 工业控制机的组成结构及特点工业控制机的组成结构及特点1.3 计算机控制的计算机控制的发展发展与展望与展望第第1章章 绪论绪论 计算机控制系统的应用领域非常广泛，控制对象和控制任务可从小到大，从简单到复杂，小到控制单个电机的运转或阀门的开关，大到可以控制和管理一条生产线、一个车间乃至整个企业；既可以是

4、单回路参数的简单控制，又可以是复杂控制规律的自适应控制、最优控制、模糊控制和神经控制等。下面首先通过几个典型的计算机控制系统介绍，以了解计算机控制系统的使用、组成结构、功能以及特点，进而给出计算机控制系统的分类。 1.1 计算机控制系统概述计算机控制系统概述1.1.1 典型的计算机控制系统及其组成1.1.2 计算机控制系统的典型形式1.1 计算机控制系统概述计算机控制系统概述 计算机控制系统 (1)计算机控制系统的原理 微型计算机控制系统原理图如图1-1所示。 (2)在线方式和离线方式 在线方式（或联机方式）： 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。 离线方式（脱

5、机方式）：生产过程不合计算机相连，并且不受计算机控制，而是考人进行联系并做相应操作的方式。 (3)实时的含义 所谓所谓实时实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围那，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围那完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。1.1.1 典型的计算机控制系统典型的计算机控制系统 微型计算机控制系统是由计算机（工业控制计算机）和工业对象两大部分组成。图1-1给出了按偏差进行控制的闭环

6、控制系统框图。微型计算机控制系统的原理图图1-1 闭环控制系统框图闭环控制系统框图控制器控制器执行机构执行机构被控对象被控对象测量元件测量元件变换发送单元变换发送单元给定信号给定信号被控参数被控参数 图1-2中给出了开环控制系统框图。它与闭环控制系统不同它的控制器直接根据给定信号去控制被控对象工作。被控制量在整个控制过程中对控制量不产生影响。与闭环控制系统相比，它的控制性能较差。图图1-2 开环控制系统框图开环控制系统框图控制器控制器被控对象被控对象执行机构执行机构给定信号给定信号被控参数被控参数 计算机控制系统的组成 计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。计算机控制系统的组成框图

7、如图1-3所示。 工业控制机工业控制机：指按生产过程控制的特点和要求来设计的计算机，它包括硬件和软件两个部分。 生产过程：包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。1.1.1 典型的计算机控制系统典型的计算机控制系统CPU/MEMCPU/MEM人人机接口机接口系统支持板系统支持板磁盘配适器磁盘配适器内内部部总总线线模拟量输入（模拟量输入（AIAI）通道通道模拟量输出（模拟量输出（AOAO）通道通道数字量输入（数字量输入（DIDI）通道通道数字量输出（数字量输出（DODO）通道通道测量变送测量变送执行机构执行机构电气开关电气开关电气开关电气开关被被控控对对象象工业控制机生产过程图图1-3

8、 1-3 计算机控制系统的组成框图计算机控制系统的组成框图 微型计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、外部设备、输入输出通道和操作台等组成，如下图1-4所示。1. 硬件组成硬件组成图图1-4 微型计算机控制系统原理图微型计算机控制系统原理图l2计算机控制系统的软件计算机控制系统的软件 软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。它是微型计算机控制系统的神经中枢，整个系统的工作都是在程序的指挥下进行协调工作的。软件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。1.1.2计算机控制系统的典型形式计算机控制系统的典型形式 根据计算机控制系统的功能及结构特点根据计算机控制系统的功能及结构特点,可以

9、将可以将计算机控制系统大致分为计算机控制系统大致分为:1. 操作指导控制系统2. 直接数字控制系统DDC3. 监督控制系统SCC4. 集散控制系统DCS5. 现场总线控制系统 操作指导控制系统的构成如图1.4所示。它属于开环控制型结构。这时计算机的输出与生产过程的各个控制单元不直接发生联系，控制动作实际上由操作人员接受计算机指示去完成。 计算机根据一定的控制算法、依据过程输入通道（模拟量输入通道AI或开关量输入通道DI）输入的由测量元件测得的信号数据，计算出供操作人员选择的最优操作条件及操作方案。操作人员根据计算机的输出信息，如CRT显示图形或数据、打印机输出等去改变调节器的给定值或直接操作执

10、行机构。 1.操作指导控制系统操作指导控制系统图图1-5 操作指导控制系统组成框图操作指导控制系统组成框图1.操作指导控制系统操作指导控制系统 DDC的构成如图1.3所示。 计算机通过测量元件对一个或多个物理量进行巡回检测，经过程输入通道输入计算机，并根据规定的控制规律和给定值进行运算，然后发出控制信号直接去控制执行机构，使各个被控制量达到预定的要求。在DDC系统中，计算机不仅能完全取代模拟调节器参加闭环控制过程，而且不需改变硬件，只通过改变程序就能有效地实现较复杂的控制规律，如前馈控制、非线性控制、自适应控制、最优控制等。由于计算机直接与生产过程相连并承担控制任务，且工业现场环境比较恶劣，干

11、扰多，故要求DDC计算机可靠性高，实时性好，抗干扰能力强，能独立工作。所以一般选用微型机和工控机作为DDC的计算机。DDC系统是计算机用于工业生产过程控制的最典型的一种系统。在DDC系统中使用计算机作为数字控制器，在热工、化工、机械、冶金等部门已获得广泛应用。2.直接数字控制系统直接数字控制系统(DDC)图图1-6 DDC控制系统原理图控制系统原理图2.直接数字控制系统直接数字控制系统(DDC) 监督控制系统(Supervisory Computer ControlSCC)的构成如图1.4所示。 在直接数字控制系统中，是用计算机代替模拟调节器进行控制的。 计算机监督控制系统中，则是由计算机按照

12、描述生产过程的数学模型或其它方法，计算出最佳给定值送给模拟调节器或者DDC计算机。最后由模拟调节器或DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程始终处于最优工况。从这个角度上说，它的作用就是改变给定值。 SCC系统较DDC系统更接近生产变化实际情况，它不仅可以进行给定值控制，同时还可以进行顺序控制、最优控制等。它是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。3.监督控制系统监督控制系统(SCC)图图1.2 1.2 操作指导控制系统组成框图操作指导控制系统组成框图数数 字字 计计 算算 机机CRTCRT报报 警警打印机打印机过程输入通道过程输入通道测量变送测量变送执行机构执行机构测量变送测量变送工工

13、业业 对对 象象人人 在此系统中，由计算机系统对各物理量进行巡回检测，并按一定的数学模型，计算出最佳给定值并送给模拟调节器。此给定值在模拟调节器中与检测值进行比较后，其偏差值经模拟调节器计算，然后输出到执行机构，以达到调节生产过程的目的。当SCC计算机出现故障时，可由模拟调节器独立完成操作。监督控制系统的结构形式监督控制系统的结构形式监督控制系统的结构形式监督控制系统的结构形式监督控制系统有两种不同的结构形式：一种是SCC模拟调节器；另一种是SCCDDC控制系统。1) 1) 1) 1) SCCSCCSCCSCC模拟调节器的控制系统模拟调节器的控制系统模拟调节器的控制系统模拟调节器的控制系统 这

14、实际上是一个两级计算机控制系统，一级为监控级SCC，另一级为DDC。监控级SCC的作用与SCC模拟调节器系统中的SCC一样，完成车间或工段等高一级的最优化分析和计算，并给出最佳给定值送给DDC级直接控制生产过程。两级计算机之间通过接口进行信息交流，当DDC级计算机出现故障时，可由SCC级计算机完成DDC的控制功能。因此，大大提高了系统的可靠性。 由于SCC级计算机承担了先进控制、过程优化与部分管理任务，信息存储量大，计算任务重，故要求有较大的内存与外存和较为丰富的软件，所以一般选用高档微型机或小型机作为SCC级计算机。2) SCCDDC的控制系统的控制系统管理命令报告人工监管给定值测量值A/D

15、多路开关检测元件生产过程.管理命令报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件生产过程DDCD/A反多路开关.图图图图1-7 1-7 SCC+SCC+模拟调节器控制系统原理图模拟调节器控制系统原理图模拟调节器控制系统原理图模拟调节器控制系统原理图 图图图图1-8 1-8 SCC+DCCSCC+DCC控制系统原理图控制系统原理图控制系统原理图控制系统原理图 监督控制系统的结构形式监督控制系统的结构形式监督控制系统的结构形式监督控制系统的结构形式 集散控制系统（Distributed Control SystemDCS），又称分散或分布式控制系统分级计算机控制系统是一个四级系统，各级计算机的功能

16、如图1-9所示。 装置控制级（DDC级） 车间监督级（SCC级） 工厂集中控制级（MIS） 企业管理级（MIS） 4.集散控制系统集散控制系统(DCS)图图1-10 集散系统组成框图集散系统组成框图4.集散控制系统集散控制系统(DCS) 该系统的特点是将控制功能和危险性分散，用多台计算机分别执行不同的控制功能，既能进行控制又能实现管理；由于计算机控制和管理范围的缩小，使其应用灵活方便，可靠性增高；同时系统采用积木式结构，构成灵活，易于扩展；而采用CRT显示技术和智能操作平台，使操作、监视方便；与计算机集中控制方式相比，电缆和敷缆成本低，易于施工，且施工周期短。集散控制系统的集散控制系统的集散控

17、制系统的集散控制系统的特点特点特点特点 5.现场总线控制系统现场总线控制系统(FCS) 现场总线控制系统（Fieldbus Control SystemFCS）是新一代分布式控制系统。采用了不同于DCS的结构模式：“工作站现场总线智能仪表”的二层结构，完成了DCS中的三层结构功能，降低了成本，提高了可靠性，且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构。因此，FCS是一种正在发展的很有前途的计算机控制系统。v1.2.1 工业控制机的组成工业控制机的组成v1.2.2 工业控制机的总线结构工业控制机的总线结构v1.2.3 工控机特点工控机特点1.2 工业控制机的组成结构及特点工业控制机的组成结

18、构及特点1.2.1 工业控制机的组成工业控制机的组成 1. 1. 硬件组成硬件组成硬件组成硬件组成 主要由主机板、内部总线和外部总线、人-机接口、 系统支持板、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。工业控制机包括硬件和软件两个部分。 2. 2. 工业控制机的工业控制机的工业控制机的工业控制机的软件软件软件软件组成组成组成组成 软件是指能够完成各种功能的计算机控制系统的程序系统。通常由系统软件、支持软件和应用软件组成。（1）系统软件：系统软件：DOSDOS、 WINDOWS WINDOWS （2）支持软件：汇编语言、高级语言、编译语言支持软件：汇编语言、高级语言、编译语言（3）应用软件：针对具体控制

19、对象而开发的软件口等。）应用软件：针对具体控制对象而开发的软件口等。 总线就是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部个组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送与通信。总线是计算机控制系统的重要组成部分，包括内部内部总线总线和外部总线外部总线。1.2.2 工业控制机的总线结构工业控制机的总线结构1. 内部总线内部总线 所谓内部总线，就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽。尽管各种内部总线数目不同，但按功能仍可分为：数据总线(Data Bus,DB)、地址总线(Address Bus,AB)、控制总线(Con

20、trol Bus,CB)、电源总线(Power Bus,PB)四部分。2. 外部总线外部总线 所谓外部总线，就是计算机与计算机之间或计算机与其他智能设备之间进行通信的连线。 常用的外部总线有： 1） 串行总线 2） 并行总线 2. 外部总线外部总线 1） 串行总线串行总线 串行总线，是计算机与计算机之间或计算机与其他智能设备之间进行串行通信的连线。常用的串行总线有RS-232C、RS-422、RS-485等。 2） IEEE-488IEEE-488并行通信总线并行通信总线 IEEE-488并行总线也称GPIB(General PurposeInterface Bus)总线，60年代中期，美国H

21、P(惠普)公司就开始研究如何解决接口标准化问题，并发表了接口系统，命名为HP-IB。1975年，IEEE以HP-IB为基础，制定了IEEE-488标准接口总线(GPIB)。目前该总线大量应用与船舶电气仪表中。（1） 可靠性、可维修性好可靠性、可维修性好（2） 环境适应性强环境适应性强（3） 控制的实时性（实时操作系统和强的中断系统）控制的实时性（实时操作系统和强的中断系统）（4） 完善的输入完善的输入/输出通道输出通道（5） 丰富的软件适当的运算速度（几万丰富的软件适当的运算速度（几万几百万次几百万次/ 秒）秒）1.2.3 工控机特点工控机特点1.3 计算机控制的发展与展望计算机控制的发展与展

22、望 1.3.1 现代计算机控制系统概论现代计算机控制系统概论 1.3.2 新型控制策略与计算机控制系统新型控制策略与计算机控制系统 1.3.3 现代控制策略现代控制策略 1.3.4 智能控制策略智能控制策略1.3.1 现代计算机控制系统概论现代计算机控制系统概论1.计算机技术的发展过程2.计算机控制理论的发展过程1.计算机技术的发展过程计算机技术的发展过程计算机技术的发展过程分为四个阶段：1) 开创时期（19551962年）2) 直接数字控制时代（19621967年）3) 小型计算机时期（19671972年）4) 微型计算机时期（1972至今）2.计算机控制理论的发展过程计算机控制理论的发展过

23、程1.采样定理2.差分方程3.Z变换法4.状态空间理论5.最优控制与随机控制6.代数系统理论7.系统辨识与自适应控制1.3.2 计算机控制系统发展趋势计算机控制系统发展趋势1.推广应用成熟的先进技术 2.大力研究和发展智能控制系统1.3.3 现代控制策略现代控制策略 目前，研究和工业应用较多的现代控制策略主要有： A 自适应控制 B 变结构控制 C 鲁棒控制 D 预测控制等A 自适应控制自适应控制 自适应控制是针对对象特性的变化、漂移和环境干扰对系统的影响而提出来的，其基本思想是通过在线辨识使这种影响逐渐降低乃至消除。自适应控制有模型参考自适应控制和自校正控制两类。 自适应控制是一种逐渐修正、

24、渐进趋向期望性能的过程，适用于模型和干扰变化缓慢的情况，而不适用于环境干扰强的工业场合和比较复杂的生产过程。B 变结构控制变结构控制 首先，变结构控制中的“结构”不是指系统本身的物理结构，而是系统在状态空间中的状态轨迹的总体几何性质。其次，变结构控制本质上是一类特殊的非线性控制，与其他控制策略的区别在于系统的“结构”并不固定，而是可以在动态过程中根据系统当时的状态，以跃变的方式、有目的地不断变化，迫使系统按预定的“滑动模态”的状态轨迹运动。 其优点在于它具有快速响应、对参数及外扰变化不灵敏、无需系统在线辨识，物理实现简单。但其设计比较复杂，且在状态轨迹到达滑模平面后，难以严格沿着滑模面向平衡点

25、滑动，而窑在滑模面两侧来回穿越，产生颤动。这些限制了它的应用。C 鲁棒控制鲁棒控制 控制系统的鲁棒性是指系统的某种性能或某个指标在某种扰动小保持不变的程度（或对扰动不敏感的程度）。其基本思想是在设计中设法使系统对模型的变化不敏感，使控制系统在模型误差扰动下仍能保持稳定，品质也保持在工程所能接受的的范围内。鲁棒控制主要有代数方法和频域方法，前者的研究对象是系统的状态矩阵或特征多项式，讨论多项式族或矩阵族的鲁棒控制；后者是从系统的传递函数矩阵出发，通过使系统由扰动至偏差的传递函数矩阵的范数取极小，来设计出相应的控制规律。鲁棒控制的理论研究十分热烈，取得了一系列成果，但其应用主要集中在飞行器、柔性结

26、构、机器人上，而较少应用在工业过程控制领域中。其原因在于缺乏良好的设计方法，设计出的控制器可能高达数十阶，难以实现。D 预测控制预测控制 预测控制是一种基于模型又不过分依赖模型的控制策略，其基本思想类似于人的思维和决策，即根据头脑中对外部世界的了解，通过快速思维不断比较各种方案可能造成的后果，从中择优予以实施。它的各种算法是建立在模型预测滚动优化反馈校正等三条基本原理上的，其核心是在线滚动优化。这种“边走边看”的滚动优化控制策略可以随时顾及模型失配、时变、非线性或其他干扰因素等不确定性，及时进行弥补，减少偏差，以获得较高的综合控制质量。预测控制集建模、优化和反馈于一体，三者滚动进行，其深刻的控

27、制思想和优良的控制效果，一直为学术界和工业界所瞩目。目前，国外已开发出商品化的预测控制软件包。但其缺点是在建模中未充分利用过程的知识，且计算耗时、工作量大。1.3.4智能控制策略智能控制策略 智能控制是自动控制与人工智能相结合的产物，其典型的控制方法有： A 模糊控制 B 专家控制 C 神经控制 D 遗传算法A 模糊控制模糊控制 模糊控制是用语言归纳操作人员的控制策略，运用语言变量模糊控制是用语言归纳操作人员的控制策略，运用语言变量和模糊集合理论形成控制算法的一种控制。模糊控制不需要建立和模糊集合理论形成控制算法的一种控制。模糊控制不需要建立控制对象精确的数学模型，只要求把现场操作人员的经验和

28、非数控制对象精确的数学模型，只要求把现场操作人员的经验和非数据总结成较完善的语言控制规则，因此它能绕过对象的不确定性、据总结成较完善的语言控制规则，因此它能绕过对象的不确定性、不精确性、噪音以及非线性、时变性、时滞等影响。系统的鲁棒不精确性、噪音以及非线性、时变性、时滞等影响。系统的鲁棒性强，尤其适用于非线性、时变、滞后系统的控制。性强，尤其适用于非线性、时变、滞后系统的控制。 由于模糊控制的理论研究较成熟，实现简单，适应面广而获得由于模糊控制的理论研究较成熟，实现简单，适应面广而获得来了广泛的应用。目前，许多公司和生产厂家都能生产定型的模来了广泛的应用。目前，许多公司和生产厂家都能生产定型的

29、模糊控制器，提供各种型号和功能的模糊控制芯片，从而大大地促糊控制器，提供各种型号和功能的模糊控制芯片，从而大大地促进了模糊控制技术的广泛应用。其存在的主要问题是：要有较好进了模糊控制技术的广泛应用。其存在的主要问题是：要有较好的控制效果，必需要有完善的控制规则。而对于某些复杂的工业的控制效果，必需要有完善的控制规则。而对于某些复杂的工业过程，有时难以总结出较完整的经验；并且当对象动态特性发生过程，有时难以总结出较完整的经验；并且当对象动态特性发生变化，或者受到随机干扰时都会影响模糊控制的效果变化，或者受到随机干扰时都会影响模糊控制的效果B 专家控制专家控制 专专家家控控制制是是理理论论的的成成

30、熟熟较较之之应应用用的的成成功功明明显显薄薄弱弱的的典典型型，其其基基本本思思想想可可形形象象的的比比喻喻成成：专专家家控控制制是是试试图图在在控控制制闭闭环环中中加加入入一一个个有有经经验验的的控控制制工工程程师师，系系统统能能为为他他提提供供一一个个“控控制制工工具具箱箱”，即即可可对对控控制制、辨辨识识、测测量量、监监视视等等各各种种方方法法和和算算法法选选择择自自便便，调调用用自自如如。因因此此，专专家家控控制制可可以以看看成成是是对对一一个个“控控制制专专家家”在在解解决决控制问题或进行控制操作时的思路、方法、经验、策略的模拟。控制问题或进行控制操作时的思路、方法、经验、策略的模拟。

31、 专专家家控控制制器器有有三三个个基基本本模模块块：用用于于观观察察、检检测测系系统统中中的的有有关关变变量量和和状状态态的的信信息息处处理理特特征征提提取取模模块块；运运用用专专家家知知识识和和经经验验判判断断当当前前系系统统运运行行情情况况并并分分析析比比较较各各种种可可以以采采用用的的控控制制策策略略的的推推理理机机模模块块；存存放放专专家家控控制制经经验验和和知知识识的的控控制制规规则则集集模模块块。自自专专家家控控制制诞诞生生以以来来，已已获获得得了了许许多多成成功功的的应应用用，其其成成果果令令人人鼓鼓舞舞。对对于于许许多多工工业业过过程程来来说说，专专家家控控制制表表现现出出是是

32、一一个个颇颇为为行行之之有有效效的的控控制制策策略略。但但它它在在理理论论上上还还很很不不完完善善，并并未未形形成成有有普普遍遍意意义义的的理理论论体体系系和设计方法。和设计方法。 C 神经控制神经控制 神神经经网网络络是是用用来来模模拟拟脑脑神神经经的的结结构构和和思思维维、判判断断等等脑脑功功能能的的一一种种信信息息处处理理系系统统。20世世纪纪80年年代代以以来来，神神经经网网络络理理论论取取得得了了突突破破性性进进展展，并并以以它它一一系系列列优优异异的的性性能能而而迅迅速速成成为为智智能能控控制制一一支支新新的的生生力力军军。神神经经网网络络在在自自动动控控制制系系统统中中的的应应用

33、用方方式式是是多多种种多多样样的的，基基本本上上可可分分为为单单神神经经元元的的应应用用和和神神经经网网络络的的应应用用。神神经经网网络络组组成成的的系系统统可可以以很很复复杂杂，也也可可以以获获得得很很好好的的性性能能。但但目目前前由由于于缺缺乏乏相相应应的的神神经经网网络络芯芯片片或或神神经经网网络络计计算算机机硬硬件件支支持持，只只能能利利用用目目前前的的计计算算机机的的串串行行计计算算方方法法来来模模拟拟神神经经网网络络机机制制，解解决决实实时时控控制制问问题题，其其计计算算速速度度还还很很难难满满足足实实际际需需要要，因因此此尚尚未未得得到到实实际际应应用用。而而由由单单个个神神经经

34、元元构构成成的的控控制制器器，结结构构简简单单，易易于于实实现现实实时时控控制制。虽虽然然神神经经网网络络控控制制在在应应用用上上还还有有困困难难，但但它它是是一一种种很很有有前前途途的的方方法法，它它的的大大量量应应用用有有待待于于现现在在已已经经取取得得成成功功的的神神经经网网络络集集成成电电路路芯芯片片生产的成熟。生产的成熟。 D 遗传算法遗传算法 遗遗传传算算法法和和神神经经网网络络一一样样都都是是一一种种基基于于生生物物机机制制的的方方法法，但但它它们们又又是是完完全全不不同同的的方方法法。神神经经网网络络是是模模拟拟人人的的大大脑脑机机制制，而而遗遗传传算算法法则则是是模模拟拟生生

35、物物的的进进化化机机制制。遗遗传传算算法法的的基基本本思思想想是是达达尔尔文文的的进进化化论论，就就是是将将待待求求解解问问题题转转换换成成由由个个体体组组成成的的演演化化群群体体和和对对该该群群体体进进行行操操作作的的一一组组遗遗传传算算子子，整整个个系系统统按按照照“物物竞竞天天择择，适适者者生生存存”的的原原则则，经经历历生生成成评评价价选选择择操操作作的的演演化化过过程程反反复复进进行行，直直至至搜搜索索到到最最优优解解。遗遗传传算算法法在在自自动动控控制制中中的的应应用用主主要要是是进进行行优优化化和和学学习习，特特别别是是与与其其他他一一些些控控制制策策略略结结合合，能能获获得得很

36、很好好的的结结果果。当当前前，由由于于它它的的实实时时性性问问题题，实实际际工工业业应应用用较较少少。但但它它深深刻刻的的思思想想和和优优异异的的性性能能一一定定会会随随着着研研究究工工作作的的深深入入而获得广泛的实际应用而获得广泛的实际应用。小小 结结 上述的各种现代控制策略和智能控制策略都有其特长，但在某方面也都有其不足。因此，一种必然的发展趋势就是各种控制策略互相渗透和结合，取长补短，互济优势，结合成复合的控制策略。复合控制策略克服了单一策略的不足，具有更优良的性能，能更好地满足不同应用的不同要求，因而获得了更广泛的应用。复合控制策略的类型很多，而且随着研究工作的进展还将不断的增加和变化。目前主要有：模糊PID复合控制、模糊变结构控制、自适应模糊控制、模糊预测控制、模糊神经网络控制、专家PID控制、专家模糊控制等。