人工智能技術在電氣自動化控制中的應用

王朝偉

摘 要：伴隨著計算機科學技術的發(fā)展，人工智能作為一門新興的學科，在社會各個領域中起到舉足輕重的作用，無論是在航空、國防，還是在電力等其他領域，它解決許多傳統(tǒng)技術無法解決的問題和困難，給人們的生產(chǎn)和生活方式帶來巨大的變革。尤其是在電氣自動化控制中，在降低運營成本、提高運作效率的同時，還有效防止了安全事故的發(fā)生。隨著人工智能技術的發(fā)展與改革，給自動化控制帶來機遇的同時，也提出了新的挑戰(zhàn)，如何應用人工智能技術解決傳統(tǒng)技術方法無法解決的難題，促進電氣自動化控制的發(fā)展是電氣領域急需解決的問題之一。

關鍵詞：人工智能技術；電子自動化控制；概況

社會的進步要求生產(chǎn)力更加發(fā)達，要求人類的經(jīng)濟生活更加智能化，以節(jié)省寶貴的時間去做其它有益的事情。電氣自動化控制領域的革新需要人工智能的大力支持，而人工智能在自動化控制方面的優(yōu)勢在這個領域也確實能夠得到極大的發(fā)揮，促進自動化控制的發(fā)展進步。自動化的特征，表達了一個共同的主題，即提高機械人類意識能力，強化控制自動化，因此人工智能在電氣自動化領域?qū)笥凶鳛?，電氣自動化控制也需要人工智能的參與。在將來，智能技術在電氣傳動技術中占相當重要的地位，特別是自適應模糊神經(jīng)元控制器在性能傳動產(chǎn)品中將得到廣泛應用。

1 人工智能技術概概況

“人工智能”是在1956年被提出的，其英文名稱ArtificialIntelligence，簡稱AI。它是一門新興的技術科學，是由計算機科學發(fā)展演化而來。應用領域非常廣泛，如心理學、生物學、自動化等等，它通過計算機程序模擬人腦的機能完成一系列復雜的操作。在電氣自動控制中通過人工智能技術來代替人工操作，通過人工智能技術的使用，依靠計算機推出類似人腦的判斷系統(tǒng)、處理控制系統(tǒng)等以減少人為操作，提高生產(chǎn)和管理的效率。電氣自動化控制過程中主要應用的智能技術有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡以及專家系統(tǒng)等。人工智能技術不僅能代替手工操作，還能智能化判斷電氣設備系統(tǒng)和控制系統(tǒng)故障，并可在故障發(fā)生前預警，防止故障的發(fā)生。人工智能技術具有很多與傳統(tǒng)技術不一樣的特點，但最為明顯突出的特點就是它可代替人類手工勞動，將人類從復雜的腦力勞動中解決出來。它通過計算機程度有效地收集并識別相關信息，對采集的數(shù)據(jù)進行分析與處理，做出判斷進而采取相應的操作。由于通過計算程序處理的結(jié)果精確度和效率高，所以在電氣自動化控制的設備、控制過程、事故及故障判斷等方面廣泛使用，涉及的環(huán)節(jié)有生產(chǎn)、流通、交接和分配，在提高工作效率的同時，克服人工勞動中存在的困難、瓶頸，有效地降低人力成本，從根本上控制、減少企業(yè)經(jīng)營成本。

使用人工智能技術不同方法研究出的控制器功能不同，智能控制器一般都采用非線性函數(shù)近似器，而這些人工智能函數(shù)近似器與傳統(tǒng)的函數(shù)估計器相比較，具有明顯的優(yōu)勢。 具體如下：

1、人工智能控制器在設計時可運用語言和響應信息，并且它對專家知識的依賴性比傳統(tǒng)控制器弱。

2、適當?shù)卣{(diào)整控制器參數(shù)（響應時間、下降時間等）可提高性能，操作過程比傳統(tǒng)控制器簡單、容易。如在模糊邏輯控制器中將其上升時間調(diào)整成比最優(yōu)PID控制器的時間快1.5倍，則其下降時間則提高了3.5倍，并且過沖更小。

3、在電氣自動化控制器設計時由于存在許多不確定因素，導致很難獲得控制對象的精確動態(tài)方程，在傳統(tǒng)的控制器設計控制對象模型十分必要，但在人工智能的控制器設計中則不需要控制對象的模型或者說對其的需求更弱。

4、傳統(tǒng)的控制器是針對特定的對象控制設計的，所以控制的效果很好，但對于其他的控制對象而言效果并不好。而智能化的控制器與驅(qū)動器無關，其結(jié)果一致性強，針對不同的控制對象得到的結(jié)果基本一致。

5、人工智能技術能解決傳統(tǒng)方法無法解決的問題，對于新數(shù)據(jù)或信息具有很好的適應能力，易于擴展和修改，抗干擾性強，最重要的是實現(xiàn)的成本低。

2 人工智能技術在電氣工程中的應用

在電氣工程自動化的很多環(huán)節(jié)中，人工智能技術都得到了良好的運用，在本文中，我們主要以人工智能在電氣設備的控制、設計、故障診斷及日常的操作的影響這四個方面來具體談一下人工智能在電氣工程自動化中的應用表現(xiàn)。

1、日常管理中的應用

人工智能技術的應用對于電氣工程建設自動化水平的提高有著重要的作用，同時對電氣工程日常管理方面的工作也帶來了很大的影響，使設備操作、電流調(diào)整的界面被簡化，實現(xiàn)了日志以及報表的生成和存儲的自動化。此外，人工智能技術在電氣系統(tǒng)日常操作中的應用一方面可以對不同文件的規(guī)格和樣式進行規(guī)范、使各種操作被簡化，一方面還使這種操作更加的簡單易行并具有可視性。

2、電氣設備控制中的應用

在電氣工程中，可以實現(xiàn)流通、分配、交換和生產(chǎn)增強的一個重要的環(huán)節(jié)就是電氣的自動化控制，增強控制自動化水平，就可以使財力、人力方面的資金投入得到縮減，系統(tǒng)運行的質(zhì)量和效率得到提高。人工智能具體應用于電氣設備控制的方式主要是神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制以及專家系統(tǒng)控制，其中，模糊控制因其本身的簡單性以及聯(lián)系實際的緊密型，在實際中得到了最多的應用。

3、電氣設備故障診斷中的應用

在人工智能相關技術中，應用于電氣設備特別是發(fā)電機和變壓器的故障診斷方面最多的是神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊理論和專家系統(tǒng)。比如說在對發(fā)動機和電動機的故障進行診斷時，運用了人工智能化的診斷方法，并與模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合，使相對比較強的神經(jīng)網(wǎng)絡和故障診斷知識模糊性一起進行了診斷，提高了診斷的準確性。不同于原先的以設備故障的非線性、復雜性和未知性作為依據(jù)的低效率的故障診斷方法，人工智能方法的采用使診斷的準確率得到了大大的提高。

4、電氣設備設計中的應用

電氣設備的設計需要應用到電氣自動化專業(yè)中的電力電子技術、電機、變壓器等很多方面的專業(yè)知識，是一個極端具有復雜性的過程，需要投入很多的物力、財力和人力。而在電氣設備的設計過程中應用人工智能技術，就可以以很快的速度計算出人腦很難計算的非常繁瑣的問題并實現(xiàn)過程的模擬，大大提高設計工作的效率和質(zhì)量。同時，在電氣設備的設計中，要對不同的算法在不同的實際情況中的具體使用予以注意，如優(yōu)化設計通常使用遺傳算法，開發(fā)性設計通常采用專家系統(tǒng)方法。此外，要保證設計工作的較高的效率和較好的質(zhì)量，還需要相關工作人員在人工智能軟件應用方面具備足夠高的能力以及足夠多的工作經(jīng)驗。

3 結(jié)束語

總之，電氣自動化控制是增強生產(chǎn)、流通、交換、分配等關鍵一環(huán)，實現(xiàn)自動化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運作的效率。人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，控制器設計的常規(guī)技術正逐漸被廣泛使用的人工智能軟件技術所替代。

參考文獻

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