淺談電氣自動化控制中的人工智能技術(shù)

廣西藍(lán)川設(shè)計(jì)有限公司 廣西南寧 530021

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使人工智能技術(shù)越來越成熟，這項(xiàng)技術(shù)也已逐步深入到人們的工作生活中，人類的生產(chǎn)生活趨向科技化、智能化。在電氣自動化控制中，應(yīng)用人工智能技術(shù)，使電氣自動化控制進(jìn)入了一個新的階段。本文將主要論述人工智能技術(shù)具有的優(yōu)勢，及其在電氣自動化控制中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動化控制；人工智能技術(shù)；應(yīng)用

人工智能技術(shù)是世界上最前沿的技術(shù)之一，其特有的感知能力，思維能力和行為能力使人工智能技術(shù)具有很好的發(fā)展?jié)摿Γ斯ぶ悄苎芯康闹饕康氖翘岣邫C(jī)器的使用效率和使用性能，通過人工智能技術(shù)，使機(jī)器能夠完成只有人類才能完成的工作。而電氣自動化是運(yùn)用運(yùn)動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測與自動化儀表、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域，在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，不僅能夠促進(jìn)電氣自動化的智能化發(fā)展，同時也能夠增強(qiáng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一、人工智能技術(shù)的優(yōu)勢

1.可操作性

人工智能技術(shù)，是人類通過計(jì)算機(jī)對人類進(jìn)行模擬，進(jìn)而使機(jī)器達(dá)到和人操作一樣的效果。也就是說，人工智能技術(shù)的發(fā)展，是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而進(jìn)行的，所以在實(shí)際的應(yīng)用和操作中，有些直接的指令，其本身具有相應(yīng)的分析能力、判斷能力和處理能力，因此可以直接作出反應(yīng)；有些間接的需輸入相應(yīng)的操作指令，相應(yīng)的程序設(shè)備才會運(yùn)行。人工智能技術(shù)本身就具有一個邏輯分析，可以實(shí)現(xiàn)其本身的信息量，提高精度，減少消耗的成本，同時也保證安全性。此外，人工智能技術(shù)所具有的數(shù)字化平臺具有獨(dú)特的開放性，這一點(diǎn)促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)化的操作代碼程序的產(chǎn)生，提高了人工智能設(shè)備的使用率，減少了設(shè)備的準(zhǔn)備時間。

2.高性價比

人工智能技術(shù)在發(fā)展中形成了獨(dú)特的通信和收集信息能力，在一定程度上具備了取代許多通訊手段的可能，在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以利用人工智能技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備，形成良好的發(fā)展方式，而且經(jīng)過多年研究和發(fā)展，人工智能生產(chǎn)在成本上得到了有效的控制，并且成本呈現(xiàn)逐步下降的趨勢，在確保質(zhì)量、技術(shù)以及服務(wù)的前提下，電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)可以為企業(yè)節(jié)省投資成本。

3.可靠性

人工智能技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高科技產(chǎn)品，并且在此過程中融合了高端的智能電器數(shù)字化系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上可以減少其他傳統(tǒng)控制設(shè)備的使用。一般而言，傳統(tǒng)的控制算法只是針對特定對象而具體設(shè)計(jì)的，因此只對該特定對象有一個好的控制效果，而對其他對象的控制效果則相對較差；人工智能技術(shù)在控制算法中不僅是對特定對象還是非特定對象都有較好的控制效果。在電氣自動化領(lǐng)域，應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠有效的提高控制的精度和效率。

二、人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)

將人工智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化中，首先應(yīng)該體現(xiàn)在電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上。電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程是一個系統(tǒng)的、復(fù)雜的過程，這個過程不僅要綜合運(yùn)用電機(jī)、電路和電磁場等學(xué)科知識，還需要有充分的經(jīng)驗(yàn)。在電氣產(chǎn)品的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，大都只是單純地將設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合，技術(shù)含量不高，工作效率不高，因此所設(shè)計(jì)的電氣產(chǎn)品不能達(dá)到最優(yōu)，并且比較浪費(fèi)時間，體現(xiàn)不出電氣自動化的特點(diǎn)。而將人工智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化中，使電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)逐步走向智能化的道路，而這實(shí)際上也是引用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相結(jié)合，可以大幅度地提高電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，減少電氣產(chǎn)品從構(gòu)思到設(shè)計(jì)的時間，同時也能保證電氣產(chǎn)品的質(zhì)量。

在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的人工智能技術(shù)主要包括遺傳算法與專家系統(tǒng)兩種方法，其中遺傳算法是模擬達(dá)爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過程的計(jì)算模型，是一種通過模擬自然進(jìn)化過程搜索最優(yōu)解的方法，而專家系統(tǒng)是在特定領(lǐng)域內(nèi)模仿人類專家思維來求解復(fù)雜問題。遺傳算法的特點(diǎn)是從特定對象的串集開始搜索，并且能夠同時處理群體中的多個個體，對目標(biāo)對象的多個個體進(jìn)行評估，避免陷入局部最優(yōu)的風(fēng)險，具有很好的并行性。此外，遺傳算法能夠用適應(yīng)度函數(shù)值來自動獲取和指導(dǎo)優(yōu)化的搜索空間，采用概率變遷法則，來調(diào)整搜索方向，遺傳算法的這些特征非常適合于電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化，因此也廣泛應(yīng)用于電氣產(chǎn)品的人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)。而專家系統(tǒng)主要由人機(jī)交互界面、知識庫、推理機(jī)、解釋器、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取等部分構(gòu)成，在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，應(yīng)用專家系統(tǒng)，能夠根據(jù)一個或多個該領(lǐng)域?qū)＜抑R和經(jīng)驗(yàn)，而進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家決策的過程，以解決一些需要專家處理的復(fù)雜問題。專家系統(tǒng)，也是電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要手段，在未來具有良好的發(fā)展前景。

2.故障診斷和故障自愈

在電氣自動化的使用和控制過程中，出現(xiàn)故障是很少見的，一般發(fā)生故障都會有事前的征兆，不同的征兆也預(yù)示著不同的故障，而征兆的出現(xiàn)則具有一定的不確定性和線性特征，這使得利用傳統(tǒng)方法對其診斷的效率不高，并且準(zhǔn)確率也得不到保證。而應(yīng)用人工智能技術(shù)，特別是其中的模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法，對提高征兆檢測、故障診斷等工作的效率具有重要意義。在對發(fā)電機(jī)及電動機(jī)進(jìn)行故障診斷時，運(yùn)用模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，既保留模糊邏輯在故障診斷知識方面的模糊性，同時又兼具神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法學(xué)習(xí)強(qiáng)的特點(diǎn)，以此來進(jìn)行故障診斷時，大大提高診斷準(zhǔn)確率。而對于變壓器的診斷，傳統(tǒng)方法是通過收集變壓器氣體、分離從而對氣體進(jìn)行分析、根據(jù)分析的結(jié)果來判斷變壓器故障，這種方法不僅耗時耗力，而且準(zhǔn)確率低，一旦出現(xiàn)診斷錯誤，還將會造成更為嚴(yán)重的后果，而應(yīng)用人工智能技術(shù)則有很大的優(yōu)勢。對變壓器故障進(jìn)行診斷時，應(yīng)用人工智能技術(shù)可以利用一些專家的技術(shù)，以此為根據(jù)，將此次故障與過往故障收集對比，從而對變壓器故障有更為直觀的判斷，也能更加便捷地找到解決問題的方法。

3.智能控制

在電氣自動化的正常運(yùn)行中，電氣控制至關(guān)重要。人工智能技術(shù)主要依靠計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序來對電氣自動化進(jìn)行控制，控制系統(tǒng)會根據(jù)不同環(huán)節(jié)的需要來調(diào)動控制程序進(jìn)行控制。當(dāng)前人工智能技術(shù)在電氣自動化領(lǐng)域應(yīng)用主要為以下幾個方面：對所有開關(guān)量、模擬量的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理，如電網(wǎng)智能客戶終端的建設(shè)，能夠隨時為用戶提供用電信息，以此來及時調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，同時還可依據(jù)實(shí)時電費(fèi)向客戶發(fā)出余額報警提示，避免出現(xiàn)不必要的停電時間；對各主要設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時智能監(jiān)視；通過鍵盤或鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制；記錄故障并進(jìn)行在線分析。

三、結(jié)語

人工智能技術(shù)是人類讓計(jì)算機(jī)對人類進(jìn)行模擬，使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能，達(dá)到，和人操作東西一樣的效果。人工智能技術(shù)的應(yīng)用，使生產(chǎn)自動化成為大趨勢，在應(yīng)用中，人工智能技術(shù)主要有可操作性、高性價比、可靠性等優(yōu)點(diǎn)，而在電氣自動化控制中的應(yīng)用，提高了電氣自動化的效率，實(shí)現(xiàn)了電氣自動化的智能運(yùn)行。

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作者簡介：

簡小昌（1986.7-），男，廣西欽州人，助理工程師，大學(xué)本科，從事電力（電氣）工程設(shè)計(jì)工作。