仿人智能控制基本原理

第２７卷第６期　２００７年１２月　西　安　业　大　学　学　报　ＪＯＵＲＮＡ１　（）Ｆ　Ｘ１’ＡＮ　ＴＥＣＨＮＯＩ　（）Ｃ－ＩＣＡＩ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖｏ１．２７　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２００７　

文章编号：　１６７３—９９６５（２００７）０６　５５５—０３　

硝化棉煮洗过程仿人智能模糊控制　

高丽，安琳，敬伟，王鹏　

（西安工业大学电信＿［程学院，西安７１００３２）　

摘要：　为提高硝化棉煮洗工艺过程控制煮洗温度的控制精度，文中分析了硝化棉煮洗工艺　

过程控制，采用仿人智能模糊控制方法控制煮洗温度，给出了仿人智能模糊控制器的控制算法　和仿真结果，证明了该控制器在保持原系统控制性能的同时改善了系统的稳态误差．　

关键词：硝化棉；过程控制；安定性处理；仿人智能模糊控制　中图号：ＴＱ５６２’。．２１；ＴＰ１８　文献标识码：Ａ　

硝化棉在军事上是制造枪、炮、导弹武器用火　

药及推进剂的主要原料，在民用方面主要用于生产　油漆、涂料、赛璐珞等．精制棉经硝化反应生成的硝　化棉经驱酸、水洗后仍含有许多杂质，必须要进行　

安定性处理．煮洗是硝化棉安定处理的关键工艺过　程，国内煮洗工艺过程一般采用间断式加压煮　

洗＿１］，图１为煮洗工艺过程流程简图．　

蒸汽　刺器　

镗　

图１煮洗工艺过程流程简图　Ｆｉｇ．１　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｂｏｉｌｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｆ　ＮＣ　影响硝化棉安定处理质量主要的因素有煮洗　

温度和煮洗时间．煮洗桶内各点的温度应均匀以保　证产品质量的均匀性．因此，要保证硝化棉安定处　

理质量，应根据不同的硝化棉产品，选择最佳的煮　洗温度和煮洗时间＿２］．该系统在２００１年７月采用　

模糊控制与专家控制系统相结合的控制方法＿３　并　成功投运，虽取得了较好的控制效果，但在升温和　保温阶段，存在温度误差偏大的问题＿４］，这直接影　

响到产品的质量，如何采用简单实用的方法提高模　糊控制的精度，同时又保持模糊控制的优点，考虑　到系统的复杂性及以往的控制方法．　

机器人仿人动作技术的工作原理

机器人仿人动作技术是一项复杂的技术领域，它涉及到多个学科的知识，如机械工程、电子工程、控制工程、计算机科学等。机器人仿人动作技术的工作原理是通过模仿人类的动作行为，让机器人具有类似于人类的动作能力，从而实现比较灵活、自然、高效的交互方式，为人类带来更加便捷的服务和支持。

机器人仿人动作技术的工作原理主要分为以下几个方面。

一、机器人的力学结构

机器人的某些部位通过机械装置实现人类动作的基本动作，如手臂、腿、头等。这些部位的力学结构需要设计师事先进行严密的计算和分析，以确保机器人的各个部分都能够在各种情况下进行正常运作。同时，力学结构的材料选择和连接方式也是影响机器人运作效果的重要因素。

二、机器人运动规划

机器人需要通过计算机软件来进行运动规划，以实现预先设计好的动作。机器人的运动规划需要根据机器人的力学结构和运动特性进行设定。通常，核心的运动规划算法包括物理模拟算法、运动学算法、逆运动学算法等。在运动规划过程中常常会涉及到一些因素，如摩擦力、惯性力、重力等物理效应需要考虑进去。

三、机器人感知技术

为了使机器人仿人动作更加自然，需要机器人具备对周围环境和外部刺激的感知能力，这需要一系列传感器来实现。由于机器人模拟人类动作，所以需要使用一些与人类相关的传感器，如视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器等。通过使用这些传感器，可以让机器人在运动过程中做出更加准确、精细地动作，也可以允许机器人与周围环境进行交互。

四、机器人运动控制技术

机器人的运动控制需要使用一系列的控制设备，如电机、传感器等。运动控制技术能够使机器人实现更加精细，更加准确的运动，同时不断对运动过程进行反馈，以保证以最短的时间内完成任务。

五、学习算法

过去，机器人的动作几乎都是程序员来设计。但目前，机器人学习算法也已经到了可以实现的程度。机器人学习算法是一种基于监督式学习、强化学习和深度学习等技术模式，通过训练模型实现自主动作。机器人学习算法的核心思想是模仿人类行为，并通过不断优化算法，让机器人的动作越来越自然、越来越准确。

仿生机器人的原理及应用

随着人工智能和机器学习技术的不断发展，仿生机器人已经成为当今科技领域最引人注目的前沿研究领域之一。所谓仿生机器人，就是利用生物学原理和结构，设计和开发出具有人类特征的机器人，以达到模拟人类行为和活动的功能。仿生机器人具有广泛的应用前景，可以应用于人工智能、医疗、环境监测、救援等领域，对于促进社会进步和经济发展具有重要意义。

一、仿生机器人原理

仿生机器人的设计核心在于生物学的原理和结构。在这个过程中，生物学成为了仿生机器人的蓝本。生物学是一门学科，它关注的是生命的起源、演化、结构和功能，并且以研究生物体的组织、细胞和分子为主。生物学原理和理论为仿生机器人的设计和研究提供了宝贵的灵感。

在仿生机器人的设计过程中，主要涉及到以下的生物学原理：

1.分子生物学

分子生物学研究生命体系的分子基础，包括蛋白质、核酸、酶等的结构和功能。仿生机器人中，分子生物学的应用主要包括基因工程技术、 DNA 计算等。在基因工程技术方面，仿生机器人利用先进的基因合成技术将不同生物体的基因重新组合，形成新的基因，产生新的机器人。通过 DNA 计算，仿生机器人可以利用基因序列设计出各种人工生命体系，实现人造生命的模拟。这样的人造生命对于探究人类智慧的本质、理解生命的本质和机器人的自我认知有着重要的意义。

2.神经生物学

神经生物学主要研究人类的神经系统和大脑的结构和功能。它是仿生机器人研究领域的核心基础研究。仿生机器人利用神经元模拟构造神经回路和反馈机制来模拟人类大脑的结构和功能，使机器人了解感知和判断。在仿生机器人的设计中，神经生物学技术的应用主要包括：神经元模拟、人工智能计算、机器学习技术等。

3.形态学

形态学是研究生物体的形体结构和结构功能的学科。在仿生机器人上，形态学的应用主要包括机器人的设计和制造。仿生机器人可以通过建立生物体系结构的模型，在数学、物理等方面对生物系统的运作进行建模并进行仿真，以此来研究生物系统中的复杂性和控制原理，实现人类对生物世界的模拟和复制。

：　摹　：　Ｉ　：硼、　一、、　仿人控制在液体粘性软启动　

装置中的应用　

王丽国　乔谨思　陈飞　王和伟　

１中国矿业大学机电工程学院徐州Ｉ　２２１００８　

２临沂市金丰装饰安装有限公司　临沂２７６０００　

摘要：以带式输送机的调速启动为研究对象，把仿人智能控制与ＰＩＤ相结合，应用于液体粘性软启动控　

制器，运用ＭＡＴＬＡＢ软件对带式输送机软启动进行仿真。仿真结果表明仿人智能ＰＩＤ控制效果优于常规ＰＩＤ。　关键词：带式输送机；液体粘性软启动；仿人智能ＰＩＤ；仿真　

中图分类号：ＴＨ２２２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—０７８５（２０１０）１０—００５７—０３　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｓｐｅｅｄ　ｓｔａｒｔ　ｏｆ　ｂｅｌｔ　ｃｏｎｖｅｙｅｒ　ａｓ　ｓｔｕｄｙ　ｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｃｏｍｂｉｎｅｓ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ—ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＰＩＤ　ｔｏ　ａｐｐｌｙ　ｔｏ　ｈｙｄｒｏ—ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｓｏｆｔ　ｓｔａｒｔｕｐ　ｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍｓ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ　ｓｔａｒｔｕｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｌｔ　ｃｏｎｖｅｙｅｒ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ＭＡＴＬＡＢ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ—ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ＰＩＤ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ＰＩＤ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｈ　ｃｏｎｖｅｙｅｒ；ｈｙｄｒｏ—ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｓｏｆｔ　ｓｔａｒｔｕｐ；ｈｕｍａｎ—ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ＰＩＤ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　

１　液体粘性软启动装置存在的问题　２仿人控制的基本原理和原型算法