電氣自動化控制系統中智能技術的應用

摘 要：隨著社會和經濟的發展進步，人們對于生產力的要求也在提高，只有實現生產技術的智能化，才能適應當前社會發展的需要。在電氣自動化控制領域里，智能技術的應用更是研究的熱點問題，它與傳統技術相比具有著更多的優勢。文分析了智能技術在電氣自動化控制系統中的應用優勢，探討了它在電氣自動化控制中的相關應用。

關鍵詞：電氣自動化控制；智能技術；應用

作為一門新興的技術科學，智能技術屬于計算機學科的一個分支，它借助計算機系統，在模擬人類智能的基礎上將其進一步擴展與延伸，以實現自動化的智能反應。智能技術的應用領域非常廣泛，包括了國防、醫療、航空和電力系統等。為了實現電氣工程系統的自動化，在電氣自動化控制系統中，智能技術得到大力推廣與廣泛應用，不僅解決了很多傳統技術無法解決的問題，更有效提高了電氣工程系統的運作效率。

1 智能技術應用在電氣自動化控制系統中的優勢

對于不同的智能控制技術，需要用完全不同的方法來討論，但是有些智能控制器可以將其歸為一類，這樣既能夠較好的理解，也有利于統一開發這類智能控制器的控制策略。例如非線性函數近似器中就包括了模糊神經、神經、模糊和遺傳算法等。相比于常規的函數估計器來說，這些人工智能函數近似器有著更多的優勢。

1.1 由于在很多場合的自動化控制器設計時，實際控制對象的模型存在著參數變化、非線性等很多不確定因素，因此實際控制對象的精確動態方程往往很難得到，而在設計這些智能函數近似器時一般不需要控制對象的模型。

1.2 根據上升時間、下降時間和魯棒性能等因素對其進行適當的調整，能夠大大提高控制器的應用性能。例如在上升時間上與最優PID控制器相比，模糊邏輯控制器比它快1.5倍，而下降時間更短，比最優PID控制器快了3.5倍，這一過程中的過沖也較其小了很多。

1.3 在進行這類智能函數近似器的設計時，如果沒有必須的專家知識，可以通過智能響應數據運用響應信息和計算機語言來設計。并且與傳統控制器相比較，它們在調節上更簡便易行且效果更好。

2 智能技術在電氣自動化控制系統中應用現狀

隨著社會和科技的發展進步，人工智能技術的應用領域和范圍也越來越為廣泛。對它在電氣自動化控制系統中的應用上，許多高等院校及科研機構也開展了一系列的研究活動，如將智能技術應用在電氣產品的優化設計中，或者用于預測和診斷電氣系統的故障，還或者用于電氣系統的控制與保護等相關領域。

2.1 電氣產品的優化設計

設計電氣設備是一項極其復雜和繁瑣的工作，它是在電氣產品設計的大量經驗基礎上，運用電路、電磁場、電機電器等相關專業知識來進行設計的。傳統電氣產品設計手段較為簡單，首先它的實驗手段較為簡單，在此基礎上用手工的方式來進行設計，因此獲得的方案就很難達到最優。隨著計算機技術的日益發達，在電氣設備的設計上，由計算機輔助設計的方式逐漸取代了手工設計，人工智能技術的引進與應用，縮短了電氣產品開發的周期，大大提高了產品的設計效率和質量。

智能技術應用在電氣產品的優化設計中時，主要是運用遺傳算法和專家系統來進行。作為一種較為先進的優化算法，遺傳算法非常適合用于產品的優化設計，因此在進行電氣產品的自動化設計時，也大多采用這種方法或者以這種方法為基礎衍生的改進方法。除了遺傳算法，專家系統是產品優化設計中的另一個強有力的武器。但從目前專家系統的總體情況來看，還處于開發應用的研究階段，還沒有做到完全應用到實際設計中。在電氣產品的設計上，河北工業大學就專家系統做了一些嘗試和實驗，他們將專家系統和計算機輔助技術結合起來，開發出了由最初設計、優化設計和零件結構設計這三個部分組成的電磁繼電器計算機輔助專家系統。這個專家系統在進行產品優化設計時非常方便，在設計電磁系統的結構尺寸、線圈匝數和觸頭材料等相關內容時，只需要輸入繼電器的參數，系統就能按照要求自行設計，還可以將特性曲線和結構圖一一描繪出來，從而實現電氣產品優化設計的自動化控制。除了遺傳算法和專家系統外，在進行電氣產品的優化設計時，還可以使用模擬邏輯和神經網絡實現等方法來進行自動化的智能設計。

2.2 電氣系統的故障診斷

電氣系統中設備的故障有著不確定性和非線性的特點，并且它與故障征兆之間有著錯綜復雜的關系，用傳統手段很難準確及時的檢測和診斷，而智能技術的方法在這一方面有著其特有的優勢。目前在電氣系統的設備故障診斷上，主要應用模糊邏輯、專家系統和神經網絡這幾種自動化智能技術。其中在電力系統中有著特殊地位的設備是變壓器，對于變壓器的關注也較其它設備更多，并且在文化學科中也發表了不少這方面的研究論文。目前在診斷變壓器的故障時，最常用的方法是分析變壓器油中分解出來的氣體，根據氣體的成分和特點來判斷分析變壓器的故障和其程度。除了對變壓器故障的診斷，在預測診斷發電機和電動機的故障上智能技術也有著廣泛的應用。

2.3 智能控制

目前在自動控制領域中，智能控制技術的研究與應用已經廣泛開展起來，但就電氣自動化控制來說，關于智能技術控制方面的應用報道所見不多。一般是用模糊控制、神經網絡控制和專家系統控制這三種方法來用于電氣系統的自動化控制的，而在這三種方法之中，以模糊控制最為簡單且最具有實際意義，因此較其它兩種方法來看，模糊控制的應用較為常見。

3 結語

研究智能技術的目的無非是希望用智能機器來完成手工無法解決的或者是手工解決起來較為復雜的工作，而在電氣控制系統中應用智能技術也是為了電氣工程系統更好的運行，它使電氣工程系統的運行實現了自動化與智能化，使得系統的精確性和運行效率都得以大幅提升。

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