人工智能在電氣工程及其自動化中的應用發展趨勢思考

黎亞雄

摘 要：人工智能是由麥卡錫在1956年首次提出的關于“人工制造的系統”具有智能化的科學概念。隨著科學技術的進步，人工智能逐漸形成了一套以計算機作為核心，綜合了控制論、自動化、信息論、心理學、生物學、醫學、哲學以及數理邏輯等的一門綜合性的科學。人工智能帶動了相關領域的技術創新，解決了許多決生產和生活中的難題。近年來，人工智能技術在電氣工程自動化中得到了廣泛的應用，特別是在電氣設備故障的預測、診斷、電氣產品的優化設計、控制以及系統保護等方面。本文就人工智能技術在電氣工程自動化中的應用進展進行了總結。

關鍵詞：人工智能；電氣工程；自動化；發展

從十八大以來，我國的經濟進入新常態，我國的工業也面臨著轉型的要求。而發展高端電氣工程和自動化工程，對于我國工業的整體轉型具有顯著意義。本文就電氣工程及其自動化的發展趨勢進行分析。文先概述一下電氣工程及其自動化的發展歷史和人工智能的發展史，結合時代特征提出智能化在電氣工程和自動化技術發展應用，針對電氣工程及其自動化的發展和建設中的問題提出合理化的建議。目前，人工智能運用到電氣工程自動化控制中開始受到人們的關注。與傳統學科相比，人工智能作為一門新興學科已經徹底擺脫了傳統技術和方法的束縛，具有廣泛衍生性和學科相融性。而且人工智能相比較傳統方法也確實存在更多的優越性，解決了我們現實中的很多困難。無論是在國防、航空領域，我們身邊的交通及信號控制等領域，人工智能都得到了相當廣泛的應用。研究表明：人工智能能夠極大的提高生產效率，節省人力投資。因此，人工智能技術在電氣自動化控制領域的應用研究仍將是我們下一階段的研究重點。旨在利用人工智能技術促進今后我國的電氣工程及其自動化的建設，使我國的電氣工程及其自動化實現跨越式的發展。

1電氣工程及其自動化的發展歷史概述及智能化技術發展概述

電氣工程（Electrical Engineering）是現代工業發展的關鍵領域，隨著科技的不斷更新和發展，電氣工程及其自動化的技術平臺逐漸形成了獨立的系統。電氣工程技術經歷了從電磁學理論的建立到新技術革命時期電氣工程技術學科的形成這樣一個形成與發展的過程。這種系統正逐漸邁向快捷，方便的方向發展。它為我國的工業發展節約了成本，提高了效率。而且，電氣工程還逐漸涉足商業領域，為商業間的交流與傳輸提供越來越多的滿足。我國作為工業為主導的社會，只有大力發展工業才能促進我國經濟的飛速發展。所以，只有電氣工程及其自動化在社會發展的地位中占有一席之地，才能促進電氣工程及其自動化的長足發展，立足世界。

1956年在美國的達特茅斯大學舉辦了一次研討會上，由麥卡錫首次提出人工智（Artificial Intelligence，AI）這一術語，標志著人工智能學科的誕生。人工智能有時也稱作機器智能，是指由人工制造出來的系統所表現出來的智能。人工智能逐漸形成了一套以計算機作為核心，綜合了控制論、自動化、信息論、心理學、生物學、醫學、哲學以及數理邏輯等的一門綜合性的科學。人工智能的核心問題包括推理，知識，規劃，學習，交流，感知，移動和操作物體的能力等。強人工智能目前仍然是該領域的長遠目標。目前比較流行的方法包括統計方法，計算智能和傳統意義的AI。人工智能技術屬于計算機科學的一個分支。主要研究目的是進行科學研究以及用于模擬、延伸、擴展人的智能理論、方法、技術以及應用系統以達到使機器能完成一些需要具有人類智能參與其中才能完成的工作。人工智能技術就本質而言是對于模擬人腦的思維和處理事務的方式，但有別于人腦

2智能化技術在電氣化工程及自動化的應用優勢

人工智能的研究是高度技術性和專業的，各分支領域都是深入且各不相通的。因此人工智能控制不同分支通常需要有針對性的研究方法。但其中采用神經、模糊、模糊神經以及遺傳等算法的AI控制器都可看成為一類非線性函數近似器。既然有利于從總體上的直觀了解，并且有利于實現對控制策略的進行統一開發。這些AI函數近似器大大優于通常的函數估計器。表現有以下幾個方面。

①設計之前無需事先準備控制對象的模型。由于無法確定參數的具體情況導致變化不確定性和非線性時的信息等不確定的。通過使用人工智能控制器可以很好的解決動態方程很難精確掌握實際控制對象現象。

②人工智能控制器可以根據實際響應時間、下降時間、魯棒性能等變化適當調整以提高自身性能。

③人工智能控制器比傳統的控制器調節更容易，在沒有進過相關技術培訓時，也能根據實際的數據、信息和語言等便捷的進行設計操作。

④人工智能控制器通常情況下表現出相當好的一致性，即使驅動器的特性有差異，當輸入一些新的未知數據它們也能很好的估計。

3人工智能的實際應用

近年來人工智能技術快速的發展，高等院校及科研機構研究人員開始展開將人工智能應用到電氣工程自動化控制中的研究工作。在電氣方面的研究工作主要有電氣設備故障的預測、診斷、電氣產品的優化設計、控制以及系統保護等方面。在此以電氣產品的設計為例說明人工智能化技術在電氣化工程和自動化工程上的實際應用。

對電氣設備的優化設計是一項非常復雜的工作，不僅要有電路、電磁場、電機電器等方面的基礎知識，并能靈活應用，而且還要有豐富的過去運用設計的經驗。以往的產品設計中根據經驗在實驗室通過人工手動制作的方式進行，所以要想獲得最優方案是很難的。計算機技術迅猛發展的今天，電氣產品的設計中的手工設計方式逐漸被計算機輔助設計（CAD）所替代，產品開發周期得到極大縮短。通過在CAD技術里引人人工智能，幫助設計人員提升所設計產品質量和設計的效率。

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（作者單位：成都理工大學核技術與自動化工程學院）