实验室简介

智能控制器是家电及智能家居、汽车电子、电动工具等领域的核心部件。近年来，各类应用市场的发展使得智能控制器的市场需求持续增长。同时，行业相关政策的出台促进了智能控制器行业市场的发展。规模不断扩大。

第01部分.智能控制器的定义

智能控制器是内置于电子设备中的计算机控制单元。它通过接口获取设备工作状态、命令执行结果、环境数据等信息，执行内部控制程序，输出控制信号来控制设备，实现对被控设备的控制。自动控制参数（如温度、运动、照明等）。

智能控制器一般由两个主要部分组成：微控制器芯片和执行电路。微控制器芯片承载控制程序的运行并输出控制信号；执行电路由隔离、放大芯片、功率器件、电阻、电容、电感组成。该器件负责隔离和增强控制信号的输出。

第二部分：智能控制器的工作原理及分类

与传统的机械控制器相比，智能控制器可以利用内部处理器的计算处理能力对复杂的参数特性进行更完整的控制。

例如，为了达到米饭的最佳口感，新型电饭锅需要精确控制不同时间的加热温度。与传统机械控制只能实现线性控制相比，采用智能控制器可以实现更加精准、智能的温度控制。

智能控制器是整个系统的大脑。其工作原理是接收传感器发回的反馈信号，与用户设定的期望输出进行比较，计算出控制偏差，然后根据预先设定的偏差大小，根据当前和历史偏差大小计算出控制偏差。利用设计的控制算法进行运算，最终将运算结果转换为被控对象可以接收的控制量，从而对被控对象进行控制。这个控制过程会持续下去，直到输出达到用户的期望或者用户主动停止控制。

除了上面提到的温度控制之外，智能控制器还广泛应用于其他许多领域。根据被控对象物理类型的不同，智能控制器可分为温度控制器、运动控制器、照明控制器、电力控制器、开关控制器等[1]。另外，根据应用领域不同，智能控制器可分为汽车电子控制器、家用电器控制器、电动工具控制器、智能建筑及家具控制器、医疗器械控制器、工业控制器和电源控制器等。

Part 03.智能控制器硬件组成

智能控制器是智能控制系统的组成部分。智能控制系统框图如图4所示，由智能控制器、被控对象、反馈三部分组成。智能控制器主要由微控制器和执行电路两部分组成。单片机负责读取反馈信号、计算控制算法并输出控制信号。执行电路负责根据控制信号驱动受控对象。智能控制器作为硬件产品，除了上述硬件的两个主要组成部分外，还包括PCB板、电容、电阻等通用硬件材料[2]。

Part 04.智能控制器软件组成

智能控制器中的软件运行在MCU上，读取设定值和反馈信号，评估当前的控制效果，计算并输出下一个控制量。其软件一般包括硬件驱动模块、输入读取模块、控制算法模块和控制输出模块。在更复杂的控制系统中，RTOS还将用于调度不同的控制和通信任务。

在智能控制器的软件构成中，控制算法模块是控制软件的核心。控制算法通过预标定对被控对象进行建模，逆向设计达到预期控制效果所需的控制模型，并将控制模型实现为软件模块，集成到控制器软件中对被控对象进行控制。常用的控制算法包括基于控制理论的PID、LQR、模糊控制等传统控制算法，以及基于深度学习的强化学习控制算法。其中，传统控制算法成熟，对处理器运算能力要求不高，在智能控制器中应用较为广泛。

第五部分：智能控制器的应用领域

上述智能控制器可应用于家用电器、汽车电子、电动工具、电力控制等各个领域。

智能控制器下游应用领域众多。对于每个下游产品，智能控制器的功能和性能要求都不同。即使针对同一下游产品的智能控制器，不同的下游厂商往往会根据产品营销策略和产品定位提出不同的定制需求。这就导致智能控制器厂商的产品型号繁多，难以标准化。 [3]。

第 06 部分：总结

智能控制算法和计算能力日益强大的芯片器件层出不穷，使得智能控制器的发展越来越迅速。同时，行业相关政策的出台，推动了智能控制器行业市场规模的持续扩大。据Frost&预测，到2024年全球智能控制器市场规模预计将达到2万亿美元，国内智能控制器市场规模将达到3.8万亿元。总而言之，智能控制器可以帮助各领域提高自动化水平、优化控制策略、实现智能决策和调节，从而提高效率、降低成本、提高安全性。