智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

張學(xué)偉

（山西陽煤寺家莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045300）

引言

隨著科技水平的快速發(fā)展，生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域都要求更高的技術(shù)，讓技術(shù)發(fā)展智能化，特別是生產(chǎn)領(lǐng)域，需要高超的智能控制。因?yàn)樵缙诘闹悄芑夹g(shù)還處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，各種技術(shù)還在不斷完善，所以國(guó)內(nèi)電氣工程的自動(dòng)化控制始終存在不足，甚至制約著電氣自動(dòng)化發(fā)展。因此，在現(xiàn)實(shí)工作中，我們必須充分利用智能化技術(shù)，通過改善自動(dòng)化控制效率，從源頭上促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制與發(fā)展。

1 智能化技術(shù)概述

1.1 智能化技術(shù)的理論基礎(chǔ)

在實(shí)際應(yīng)用中，智能化技術(shù)涵蓋了大量的生物、信息、語言、控制、生物與醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，具有極強(qiáng)的綜合性。智能化技術(shù)主要研究的是怎樣將人工智能應(yīng)用到機(jī)器中，并且獨(dú)自完成高難度、高危險(xiǎn)工作的概率。為了確保智能化技術(shù)的可行性，可以選取計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐操作，以此開發(fā)研究智能機(jī)器的有效性與時(shí)效性。從研究?jī)?nèi)容來看，智能化技術(shù)包含電氣電子、信息處理等技術(shù)，在電氣自動(dòng)化中已經(jīng)有實(shí)例證明，尤其是它具有很好的適用性與適應(yīng)性，一直被視為計(jì)算機(jī)的高端分支，被應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化技術(shù)中，并且取得了很好的效果。它不僅能減小成本投入和工作壓力，對(duì)提高工作效率、科學(xué)配置人力資源也有很大作用［1］。

1.2 智能化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.2.1 無需控制模型

在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制中，由于控制對(duì)象處于動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的控制過程，無法準(zhǔn)確掌握具體情況，從而讓該模型在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)參數(shù)變化等無法估測(cè)的變化。如果不能正確掌握這類參數(shù)，設(shè)計(jì)的模型就不可能達(dá)到精確的要求，從而影響工作效率。將智能化技術(shù)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制中，省去了對(duì)象模型，這就從源頭上杜絕了不可控因素，讓自動(dòng)化控制精度得到提升。

1.2.2 方便電氣系統(tǒng)調(diào)控

智能化控制的另一優(yōu)勢(shì)是利用響應(yīng)時(shí)間、魯棒變化、下降時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，讓自身工作性能得到調(diào)整與提高，最后確保自動(dòng)化進(jìn)程。從這可以看出，任一狀況下，智能化控制都比傳統(tǒng)自動(dòng)化控制更具優(yōu)勢(shì)，更適用于電氣自動(dòng)化。另外，智能化控制還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是在調(diào)節(jié)電氣設(shè)備時(shí)，依靠相關(guān)數(shù)據(jù)即可，無需專業(yè)工作人員在場(chǎng)。這在很大程度上有利于遠(yuǎn)距離調(diào)整，幫助電氣工程進(jìn)行無人控制。

1.2.3 具有處理數(shù)據(jù)的一致性

智能化技術(shù)具有很好的一致性，具體體現(xiàn)在：不同數(shù)據(jù)的處理上，即使數(shù)據(jù)輸入比較陌生，也能進(jìn)行很好的評(píng)估，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。而不同的控制效果則取決于被控對(duì)象，雖然很多智能化對(duì)象在控制時(shí)沒有采取措施，它的效果依然較好，但是很可能由于改變控制對(duì)象，讓整個(gè)預(yù)計(jì)結(jié)果遭到改變。因此，在設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，必須貫徹設(shè)計(jì)原則，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，針對(duì)控制要求做好審查工作。對(duì)于智能化控制器應(yīng)用效果不理想的狀況，不能盲目否定，而是從細(xì)節(jié)中做好排查與檢驗(yàn)工作［2］。

2 智能化技術(shù)的具體運(yùn)用

電氣工程具體包含：處理信息、自動(dòng)控制、開發(fā)研制、運(yùn)行系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)電子、電氣技術(shù)等各個(gè)方面，電氣工程自動(dòng)化控制中的故障診斷、控制保護(hù)都是控制技術(shù)研究的方向［3］。

2.1 模糊邏輯與控制應(yīng)用

在電氣工程中包含多個(gè)模糊控制器，能有效代替PID，并且用于其他服務(wù)。模糊控制由阿拉伯大學(xué)研究得出，適用于各種數(shù)字動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。針對(duì)模糊邏輯主要有S與M兩種，到目前為止，只有M控制器用在調(diào)控中。同時(shí)，這兩種控制器都有規(guī)則庫(kù)。S型 的規(guī)則是ifX（G），Y就是H，W＝f（X，Y），H與G互為模糊集；反模糊與模糊的知識(shí)庫(kù)、推理構(gòu)造組成M控制器，模糊更多面向的是變量量化、測(cè)量過程，它囊括了多種函數(shù)隸屬形式，而推理機(jī)是最關(guān)鍵的部分，它可以模仿人類控制模型進(jìn)行推理、表決，控制語言與數(shù)據(jù)庫(kù)不同的規(guī)則組成知識(shí)庫(kù)。規(guī)則庫(kù)開發(fā)的途徑是利用已有的理論知識(shí)與專家經(jīng)驗(yàn)，將知識(shí)運(yùn)用到目標(biāo)體系中，再實(shí)施控制方案；建模過程中，利用控制器和網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)實(shí)施操作與推理。與此不同的是，反模糊更多運(yùn)用在量化與反模糊化上，它包括各種中間技術(shù)與最大反模糊［4］。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與控制應(yīng)用

在電氣工程的交流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中，梯形控制效果根本沒有網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)中的轉(zhuǎn)波算法效果好，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)能有效控制定位距離以及控制負(fù)載轉(zhuǎn)矩與非初始速度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是多層前饋，利用反向常規(guī)算法，就能得出機(jī)電參數(shù)中的可辨別轉(zhuǎn)子速度，利用動(dòng)態(tài)的電氣參數(shù)得出電流控制狀態(tài)。雖然智能網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)的信號(hào)處理在很多方面都得到了推廣與使用，但是智能網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)使用的是非線性的函數(shù)進(jìn)行估算，故能有效用于電氣傳動(dòng)中的控制范疇，不需要被控模型，有著可靠的抗噪功能，當(dāng)然智能網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)也是并行構(gòu)造的重要成份，可以用于多種傳感器輸入和運(yùn)用，比如用于系統(tǒng)診斷與監(jiān)控，不僅能加快決策速度，對(duì)提高決策有效性也有很大作用。另外，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)技術(shù)主要體現(xiàn)在誤差反向傳播上，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)有著充足的結(jié)點(diǎn)、隱藏空間、激勵(lì)性函數(shù)時(shí)，此時(shí)就只能映射；而對(duì)于比較優(yōu)越的隱藏性節(jié)點(diǎn)、層數(shù)和激勵(lì)函數(shù)抉擇時(shí)，必須依賴創(chuàng)新的方式處理。反向性傳播被譽(yù)為最快捷的下降方式，通過節(jié)點(diǎn)誤差，它能快速調(diào)整權(quán)重，將反向傳播運(yùn)用到電氣工程中，能有效解決非線性函數(shù)帶來的各種問題［5］。

2.3 故障診斷與設(shè)計(jì)優(yōu)化

設(shè)備設(shè)計(jì)是一項(xiàng)艱巨的工作，它要求具備豐富的知識(shí)。在傳統(tǒng)的工作中，更多的是依賴經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)的方式，讓方案最優(yōu)化。當(dāng)然，也可以隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣與應(yīng)用，將手工變成CAD，這樣就能縮短開發(fā)時(shí)間，而在這條件上引入智能技術(shù)，能有效提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。為了優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)，很多專家正在嘗試打破傳統(tǒng)格局，雖然也取得了很大的成效，但是明顯不足。在故障診斷中，最常用的方式是利用變壓器滲漏油、氣體分解的方式，找準(zhǔn)變壓器范圍，再將范圍控制到一定位置進(jìn)行檢修。

2.4 PLC技術(shù)

在科技水平快速發(fā)展的當(dāng)下，生產(chǎn)能力發(fā)生了很大的改變，很多大型電力輔助系統(tǒng)開始被PLC所替代。PLC不僅有助于工藝流程的實(shí)現(xiàn)，對(duì)調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)也有很大作用。在電力單位工作中，輸煤系統(tǒng)一般由上煤、儲(chǔ)煤、鋪助、配煤等系統(tǒng)構(gòu)成，利用主站層、傳感器、遠(yuǎn)程站實(shí)現(xiàn)輸煤控制。其中，主站由人機(jī)接口、PLC構(gòu)成，然后再設(shè)置于集控室，而集控室又以手動(dòng)、主動(dòng)控制為輔，利用控制與監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行切換，替代軟繼電器，這樣才能提高供電的可靠性與安全性。

3 結(jié)語

電氣工程作為國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它的自動(dòng)化水平直接影響電氣工程的安全性與工作效率。面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，為了加強(qiáng)智能化技術(shù)的應(yīng)用范圍，必須從智能化技術(shù)內(nèi)容、自動(dòng)化控制要求等方面，不斷提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力與經(jīng)濟(jì)效益，這樣才能促進(jìn)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步。

［1］ 耿英會(huì).智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（2）：66.

［2］ 莫家寧.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探討［J］.機(jī)電信息，2013（6）：102－103.

［3］ 丁文淵.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用［J］.機(jī)電信息，2013（6）：93－94.

［4］ 吳忠仁.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用［J］.中國(guó)電子商務(wù)，2014（13）：72；285.

［5］ 張雪，馬青強(qiáng)，高健，等.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用探析［J］.科技展望，2015（5）：94.