電氣工程自動化中人工智能的應(yīng)用研究

許志兵

摘要：科技的發(fā)展，智能化技術(shù)在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。在電氣工程當(dāng)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控電氣工程的自動化設(shè)備，合理控制設(shè)備的穩(wěn)定運行。在電氣工程自動化運行當(dāng)中應(yīng)用人工智能技術(shù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行合理控制，對于企業(yè)的健康發(fā)展有著一定的推動意義，本文就電氣工程自動化中人工智能的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動化;人工智能;電力系統(tǒng)

引言

自從上世紀(jì)50年代智能化技術(shù)的概念被提出以來，一直受到人們的廣泛重視。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)方面取得的巨大成就，電力行業(yè)隨之蓬勃發(fā)展，發(fā)展態(tài)勢十分可觀，促進(jìn)了建筑、工業(yè)等領(lǐng)域的全面發(fā)展。電力自動化控制在過去很多年的發(fā)展中，因為技術(shù)和工藝上的缺陷，發(fā)展上受到種種限制，難以進(jìn)行突破性的發(fā)展，智能化技術(shù)的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了電氣工程自動化的發(fā)展，電氣工程正式進(jìn)入快速發(fā)展的模式。但是，和西方發(fā)達(dá)國家相比，我國電氣工程自動化控制仍處在初級階段，在理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗方面還存在一定的不足?？梢钥隙ǖ氖牵悄芑夹g(shù)在電氣工程自動化控制中發(fā)展前景十分樂觀。

1 概述

1.1人工智能技術(shù)

時代的不斷進(jìn)步加速了人工智能技術(shù)的產(chǎn)生，同時也是進(jìn)入信息化的標(biāo)志之一，主要是研究智能發(fā)展模式和人們的工作狀態(tài)，其主要就是為了通過智能機器人系統(tǒng)對部分人工操作進(jìn)行替代，進(jìn)而從根本上保證工程運行的智能化。人工智能所包含的領(lǐng)域十分廣泛，主要有語言學(xué)、計算機科學(xué)等。所以，從另一方面來講，人工智能能夠?qū)⑵鋭澐譃樗季S科學(xué)技術(shù)的一種，其理論研究和具體實踐工作主要是圍繞思維科學(xué)來進(jìn)行的。從思維方面來講，其同時涵蓋的有邏輯思維、形象思維以及靈感思維等。和其他學(xué)科相比，人工智能技術(shù)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)的大力支持。將人工智能和數(shù)學(xué)融合在一起，可以從根本上促進(jìn)人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步。

1.2電氣工程自動化中人工智能應(yīng)用的優(yōu)勢

1.2.1外界環(huán)境的干擾影響小

電氣工程的自動化工作的運行主要是通過控制器來完成的，而作為傳統(tǒng)的電氣工程的控制器在實現(xiàn)自動化的過程中需要根據(jù)模型參數(shù)和不同數(shù)值計算類型等指標(biāo)來選擇構(gòu)建自動化的模型，因此會受到較大的外界環(huán)境因素的干擾。而人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用減低了對于參數(shù)和模型環(huán)境的要求，并且在模擬中也無需獲得精細(xì)的自動化模型，所以對于電氣工程的自動化水平的提高起了較大的促進(jìn)作用。

1.2.2簡化參數(shù)調(diào)節(jié)

人工智能相比于傳統(tǒng)的控制而言，更加簡便，人工智能控制可以通過相關(guān)參數(shù)運用語言及反應(yīng)信息對建模的參數(shù)進(jìn)行自動化設(shè)計。而且人工智能與傳統(tǒng)控制器相比，人工智能控制適應(yīng)力強，操作簡單，使參數(shù)調(diào)節(jié)更加便捷。

1.2.3電氣產(chǎn)品性能的一致性較好，操作過程的誤差較小

在電氣工程自動化中人工智能的應(yīng)用使得控制器的抗干擾性能大大的提高，并且即使向控制器中輸入具有未知的數(shù)據(jù)參數(shù)同樣也可以正常的運行并得到具有較高估計值的結(jié)果，不僅減少了參數(shù)在運行中的操作誤差同時也增加了產(chǎn)品的一致性和規(guī)范性。

2 在電氣工程自動化中人工智能的應(yīng)用

2.1在電氣設(shè)備中人工智能的應(yīng)用

在電氣設(shè)備中人工智能的應(yīng)用主要是對電氣設(shè)備的性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計使電氣設(shè)備的整體工作性能有所提高。但是在實際的優(yōu)化過程中由于電氣設(shè)備的設(shè)計過程中所涉及了包括電磁學(xué)、電路學(xué)以及電機電器等多方面的物理知識，因此在要求優(yōu)化和設(shè)計人員具備計算機知識的同時也要具備有一定的物理知識。而這種通過人工智能實現(xiàn)電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計可以實現(xiàn)對產(chǎn)品的開發(fā)周期的縮短，在保障設(shè)計質(zhì)量的同時提高了設(shè)計的效率。并且通過遺傳算法和專家系統(tǒng)輔助于人工智能優(yōu)化電氣設(shè)備，可以提高電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計的精準(zhǔn)度和對故障的非線性與不確定性進(jìn)行合理性的設(shè)計。

2.2在對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計過程中人工智能的應(yīng)用

設(shè)備產(chǎn)品的設(shè)計過程極為重要，因此，對設(shè)計人員的整體能力要求不低，要求工作人員具有專業(yè)的學(xué)科知識以及豐富的工作經(jīng)驗，還需要設(shè)計者對設(shè)備產(chǎn)品有足夠的認(rèn)知，才能更加直觀全面地對設(shè)備進(jìn)行設(shè)計;只有對設(shè)備足夠了解，才能結(jié)合設(shè)備產(chǎn)品的實用性與適用上的便利性等進(jìn)行考慮，從而對設(shè)備的正常工作運行有了保證，相應(yīng)地也有利于提高設(shè)備的自動化程度。在對電氣設(shè)備的設(shè)計過程中，充分地采用現(xiàn)代化人工智能技術(shù)，解決以往人力所無法攻克的難題，利用人工智能技術(shù)的計算能力對電器設(shè)備進(jìn)行設(shè)計運算，同時結(jié)合實際情況以及工作的需要，設(shè)計出更加科學(xué)實用的現(xiàn)代自動化設(shè)備產(chǎn)品，節(jié)省了大量的人力勞動，提高了我國電氣工程行業(yè)的自動化設(shè)計水平。

2.3在故障診斷中人工智能的應(yīng)用

在具體運行的時候，由于在操作電氣設(shè)備的時候存在著操作不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，再加上經(jīng)過長時間的運行，零部件存在著老化的情況，難免會導(dǎo)致設(shè)備故障的產(chǎn)生。設(shè)備產(chǎn)生故障之后必須要及時找出發(fā)生故障的位置及其原因，進(jìn)而采取對應(yīng)的措施進(jìn)行解決。發(fā)生故障之后對其進(jìn)行準(zhǔn)確的分析是非常重要的，現(xiàn)階段診斷故障的方法主要有以下三種：在規(guī)則的基礎(chǔ)上對故障進(jìn)行推理、基于故障樹模型的故障診斷、基于案例對故障進(jìn)行推理。以上三種對故障進(jìn)行推理分析的方法可以只使用一種，也可以多種組合在一起進(jìn)行使用。人們通過人工智能技術(shù)，進(jìn)行了人工智能算法的開發(fā)，與傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行了故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計，可以及時準(zhǔn)確的將故障所在位置及其原因找出來，從根本上減少了時間和維修成本的浪費。故障診斷系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要包括機械故障案例庫、故障診斷規(guī)則庫、故障診斷數(shù)據(jù)庫、故障推理機、知識處理、故障診斷過程解釋機、學(xué)習(xí)系統(tǒng)和專家系統(tǒng)人機界面等部分。所謂的案例庫其實就是對相關(guān)知識和故障案例進(jìn)行收集;在規(guī)則庫當(dāng)中主要涵蓋了電氣工程與自動化領(lǐng)域的相關(guān)準(zhǔn)則等;知識處理環(huán)節(jié)主要是為系統(tǒng)推理提供便利，對相關(guān)參數(shù)和案例特征進(jìn)行提取，歸納整理相關(guān)知識和案例。而解釋器的主要作用就是將修改辦法、產(chǎn)生故障的原因以及故常類型等采用客戶可以接受的方式將其翻譯出來;作為故障診斷系統(tǒng)的核心部件，推理機主要是對用戶輸入的故障信息進(jìn)行分析，結(jié)合診斷規(guī)則庫得出科學(xué)結(jié)論，然后在故障案例庫中尋找相似度最高的案例。在具體診斷故障的時候，首先要做的就是提取故障特征，這一部至關(guān)重要。診斷結(jié)構(gòu)受提取特征的完整性和準(zhǔn)確性的直接影響，所以在提取信號和分析等方面應(yīng)用人工智能技術(shù)，在提取特征的時候可以采取敏感特征對比的方式來進(jìn)行。

2.4在電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用主要是體現(xiàn)在以下兩個技術(shù)的應(yīng)用上，即專家系統(tǒng)技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)是指通過對電力系統(tǒng)的問題的分析來實現(xiàn)智能化的模擬專家的診斷決策的過程，同時根據(jù)實際情況對電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實時的優(yōu)化和更新;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則主要是對模型進(jìn)行分類構(gòu)建時間模型從而完成電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)測和可能發(fā)生的故障系統(tǒng)環(huán)節(jié)的全面分析。

結(jié)語

在電氣工程自動化發(fā)展過程中利用人工智能技術(shù)具有非常明顯的效果。隨著我國市場經(jīng)濟的不斷深化，企業(yè)要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地，就應(yīng)不斷強化自身生產(chǎn)效率，提升人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用效果，為產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠的保障，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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（作者單位：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心）