基于人工智能技術的電氣自動化控制研究

郝俊華 李春麗

（北方重工電控液壓設備公司研究所，遼寧 沈陽 110141）

人工智能技術如今已經廣泛應用于各個領域，也在很大程度上促進了各個行業的發展。對于電氣設備來說，采用先進的人工智能技術可以大大提高系統的運行水平，改進生產效率。

1 人工智能應用理論分析

人工智能的基本原理是將人的思維方式，邏輯推理的形式進行模擬和設置的一種技術形式。人工智能是計算機技術發展的一個高級階段，它不僅能模擬人類的語言系統，還一定程度上模仿人類的思維方式和邏輯推理。人工智能技術從研發至今，已經結合了各個學科的相關先進理論，涉及多個研究領域。其主要目的在于使機器和設備的操作能夠脫離人工的絕對指導，以至于勝任一些專業技術人員的操作。

計算機的誕生給人類的生活帶來了翻天覆地的變化，滲透到了各個領域，改變了許多行業的發展方式。計算機技術也隨著計算機的發展和應用在不斷的發展著，但是在這個發展過程中，人類逐漸認識到人腦才是最先進的信息分析和處理儀器，計算機技術要想更好的為人服務，必須朝著貼近人腦的工作特點的方向努力。對于電氣系統的控制技術來說，就是要盡量的實現自動化控制。將各個生產和傳輸環節有機的結合起來，減少人力和資金的投入，形成一個一條龍的流水作業，有利于提高電氣系統的生產效率。

2 人工智能控制器的優勢

人工智能控制器相對于傳統的控制器的優勢在于利用了AI函數近似器，這種函數控制器較傳統的常規控制器的優勢在于更便于控制系統的一體化。在操作中，這些優勢的表現在幾下幾個具體方面：

人工智能控制器的設計階段無需設計模型的配合，這是其他常規的傳統控制器所無法做到的。常規的控制器的研發和設計階段必須要輔以各種實驗模型的試驗，來檢測控制器的各項性能，但是人工智能控制器就克服了這一缺陷。

人工智能控制器的操作方法比常規的控制器的要簡便易行，便于技術人員的執行和操作。

人工智能控制器的設置方式也相應的更加靈活，除了可以通過傳統的設置方式外，它們還可以通過響應數據這種簡便的方式進行設置，同樣便于技術員的操作。

此外，人工智能控制器有相當好的一致性 (當使用一些新的未知輸入數據就能得到好的估計)，與驅動器的特性無關。現在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果十分好，但對其他控制對象效果就不會一致性地好，因此對具體對象必須具體設計。

人工智能控制器能解決常規方法不能解決的問題。

人工智能控制器的實現十分便宜，特別是使用最小配置時，所以人工智能控制器的使用不僅能提高電氣自動化的整體技術水平，還能降低整個電氣系統的成本。

人工智能控制器很容易擴展和修改，相較于其他常規控制器來說，人工智能控制器的更新和改進的空間更大。

另外，采用人工智能控制器進行電氣自動化的控制時，規則庫和隸屬函數在模糊化和反模糊化過程中能夠自動地實時確定。雖然很多常規的控制器也能實現這個過程，但主要的目標是使用系統技術實現穩定的解，并且找到最簡單的拓樸結構配景，自學習迅速，收斂快速，所以，綜合上文的分析，我們可以得知人工智能控制器的優勢還是十分明顯的，必將取代傳統的常規控制器實現電氣自動化的控制。

3 人工智能的應用現狀

隨著人工智能技術的發展，許多高等院校及科研機構就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作，力圖將先進的人工智能技術應用于電氣系統的各個領域中，以提高電氣自動化的水平和生產效率。目前，我國在這一方面雖然和國際上的先進國家還有很大差距，但也較以往取得了很大的進步，如將人工智能用于電氣產品優化設計、故障預測及診斷、控制與保護等領域，未來隨著我國在這方面的研究的深入，必將取得更加可喜的成績。

3.1 優化設計

電氣設備的設計是一項復雜的工作，也是電氣設備的研發的最重要的工作之一，它不僅要應用電路，電磁場、電機電器等學科的知識，還要大量運用設計中的經驗性知識，才能將電氣設備的各方面的功能完美的結合起來，設計出一個滿足運行需要的電氣設備。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的，因此很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展，電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD)，大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進，使傳統的CAD技術如虎添翼，產品設計的效率及質量得到全面提高。

優化設計的另一個有力武器是專家系統。但從目前已開發的專家系統來看。總體上仍處于研究階段，離實用尚有一定距離。將專家系統應用到電機設計領域是從1988年J.H.Garret建立變壓器設計專家系統開始的，目前我國沈陽工業大學特種電機研究所研制了永磁直流電動機及永磁同步電動機的設計專家系統；西安交通大學、華中理工大學、東南大學各自開發了異步電動機的設計專家系統，都取得了一定成效。

3.2 故障診斷

電氣設備在運行過程中難免會出現各種故障，如果不及時排除，將會影響整個系統的運行，所以，電氣設備的故障排除和運行維護工作同等重要，需要引起我們監管人員的相關重視。電氣設備的故障發生前，一般都會出現一定的故障征兆，我們可以以此來推測故障產生的大致原因，但是電氣設備的故障與其征兆之間的關系錯綜復雜，具有不確定性及非線性，用人工智能方法恰好能發揮其優勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術有：模糊邏輯、專家系統、神經網絡，從目前的應用效果來看，人工智能技術在電氣設備故障的判斷階段起到了良好的效果和作用，為維護人員的工作提供了便利。

變壓器由于在電力系統中的特殊地位而備受關注，有關方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析，從而判斷變壓器的故障程度。

另外，值得一提的是人工智能故障診斷技術在發電機及電動機方面的研究工作也較為活躍，已經被較為廣泛的應用。

3.3 智能控制

人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開，但在電氣設備控制領域所見報道不多。根據筆者整理的資料來看，可用于控制的人工智能方法主要有3種：模糊控制，神經網絡控制，專家系統控制。但是這三種方法的應用范圍程度還是有所不同的，由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法，因而它的應用實例最多，另外兩種控制方法在實際中的應用實例還比較少。

結語

綜合全文來看，人類智能主要包括三個方面，即感知能力，思維能力，行為能力。而人工智能是指由人類制造出來的“機器”所表現出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。人工智能的應用體現在問題求解，邏輯推理與定理證明，自然語言理解，自動程序設計，專家系統，機器人學等方面，而這諸多方面都體現了一個自動化的特征，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會大有作為，電氣自動化控制需要人工智能的參與。只有將二者有機的結合起來，才能更好的促進我國電氣自動化控制技術的發展，也可以在應用中不斷促進人工智能技術的進步。

[1] 周雅凡.人工智能的哲學反思[J].武漢理工大學，2008.

[2] 郭硯強.電氣自動化及電氣自動化的發展方向.品牌（理論期刊），2011（12）期.