電氣工程自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)人工智能的技術(shù)方法研究

陳蘊(yùn)博

（德州市第一中學(xué)，山東 德州 253023）

電氣工程自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)人工智能的技術(shù)方法研究

陳蘊(yùn)博

（德州市第一中學(xué)，山東 德州 253023）

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人工智能技術(shù)得到快速發(fā)展。在電氣工程系統(tǒng)中，人工智能技術(shù)得到了深入的應(yīng)用。本文從人工智能技術(shù)釋義入手，對(duì)人工智能技術(shù)在電氣工程系統(tǒng)中的作用、應(yīng)用案例、發(fā)展前景進(jìn)行了分析。

電氣工程；自動(dòng)化；人工智能；實(shí)踐應(yīng)用

人工智能是近年來(lái)我國(guó)深入研究并廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新型技術(shù)。其研究范圍包括智能控制、語(yǔ)音識(shí)別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專(zhuān)家智能系統(tǒng)等。這其中，對(duì)于電氣工程自動(dòng)化研究重心則是與其工程有關(guān)的系統(tǒng)應(yīng)用、自動(dòng)控制、電子電氣維護(hù)及信息處理等技術(shù)。把人工智能技術(shù)與電氣工程自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠促使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)展開(kāi)實(shí)時(shí)的分析與處理，進(jìn)而高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化運(yùn)行與生產(chǎn)的目標(biāo)。正因這樣，如何促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，成為了電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

1 人工智能技術(shù)概覽

人工智能最為基本的意義是通過(guò)人造智能機(jī)器代替人力來(lái)進(jìn)行工作生產(chǎn)，這類(lèi)智能性的機(jī)器稱(chēng)為人工智能機(jī)器。人工智能實(shí)現(xiàn)是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)控制的，采用人工技術(shù)方法把工作程序輸入到機(jī)器中，使其按照工作指令來(lái)自動(dòng)進(jìn)行工作。人工智能的發(fā)展是以科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使生產(chǎn)機(jī)器從單一的自動(dòng)化向智能化轉(zhuǎn)變，形成了現(xiàn)今的智能化機(jī)器。在這一發(fā)展過(guò)程中，人工智能技術(shù)源于計(jì)算機(jī)技術(shù)卻又高于計(jì)算機(jī)技術(shù)，其發(fā)展前景是不可估量的。隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人工智能技術(shù)也在不斷地完善和進(jìn)步發(fā)展中。人工智能技術(shù)在被人類(lèi)廣泛應(yīng)用的同時(shí)，人們也在不斷地總結(jié)需要改進(jìn)的方面。如今的人工智能技術(shù)只是向單一化方向發(fā)展，這種狀況要求人們?cè)谶M(jìn)行人工智能化建構(gòu)的同時(shí)，也要采用科學(xué)合理的方法把人工智能技術(shù)進(jìn)行多元化的發(fā)展。

我們知道，經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。人們?cè)趹?yīng)用人工智能技術(shù)的過(guò)程中，相關(guān)數(shù)據(jù)的采選、分類(lèi)、加工處理均是由機(jī)器完成的，而機(jī)器在處理這些工作時(shí)需要模仿人的大腦功能，也為此提高了工作精度和效率，增強(qiáng)了工作的穩(wěn)定性。機(jī)器處理器的主要功能是高速處理，其運(yùn)行中能夠磨合數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性。如今，人工智能技術(shù)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，譬如智能化電網(wǎng)、智能化樓宇及智能化社區(qū)的建立，也充分說(shuō)明了電氣工程自動(dòng)化的建設(shè)中應(yīng)用人工智能技術(shù)的重要性。

2 人工智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的作用

2.1 精簡(jiǎn)控制電氣工程系統(tǒng)的操作程序

將人工智能技術(shù)應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化中，能夠精簡(jiǎn)控制電氣工程系統(tǒng)的操作程序。可以運(yùn)用魯棒性變化和反應(yīng)的時(shí)間等方式對(duì)電氣工程系統(tǒng)實(shí)施控制。這樣既可以促進(jìn)電氣工程系統(tǒng)的控制操作更為簡(jiǎn)單方便，又能有效提高電氣工程系統(tǒng)的工作性能。

2.2 壓縮控制模型建設(shè)的工作量

在實(shí)施電氣工程系統(tǒng)的智能化之前，對(duì)工程系統(tǒng)進(jìn)行控制不是簡(jiǎn)單的事情。也只有在系統(tǒng)操作之前建立控制模型才能夠達(dá)到控制系統(tǒng)的目的。但是這種控制模型的建設(shè)是相當(dāng)復(fù)雜的，即便是完成了控制模型的建設(shè)，在實(shí)踐操作中也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各樣的問(wèn)題。在應(yīng)用人工智能技術(shù)之后，在很大程度上減少了問(wèn)題的發(fā)生。應(yīng)用人工智能技術(shù)，既壓縮了控制模型建設(shè)的工作量，又在很大程度上控制了意外問(wèn)題的發(fā)生，這對(duì)電氣工程系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是非常有意義的。

2.3 更加精確處理各類(lèi)工作數(shù)據(jù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化建設(shè)中越來(lái)越多地引入各類(lèi)的數(shù)據(jù)信息。對(duì)于智能化的控制器來(lái)說(shuō)，對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理是非常便利的，能夠有效地快速、準(zhǔn)確處理各類(lèi)數(shù)據(jù)。同時(shí)電氣工程系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在可變性，傳統(tǒng)的處理器難以實(shí)時(shí)處理大量的可變性數(shù)據(jù)，引入智能化的處理器，在實(shí)時(shí)處理可變性數(shù)據(jù)時(shí)準(zhǔn)確程度就更高效了。

2.4 提升整體電力運(yùn)行的控制能力

在我國(guó)，電氣工程被規(guī)定為按期工程。像電氣工程這樣的按期工程，最大的隱患就是不能按期建設(shè)完成，這樣對(duì)施工來(lái)說(shuō)是非常大的損失。如果應(yīng)用人工智能技術(shù)，就會(huì)解決這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)閷?duì)電氣工程的電力設(shè)備的監(jiān)控，可以通過(guò)智能化技術(shù)來(lái)完成。利用人工智能技術(shù)還可以對(duì)事故隱患進(jìn)行排查，有效制止系統(tǒng)崩潰發(fā)生。同時(shí)，對(duì)于人工智能技術(shù)來(lái)說(shuō)，還可以實(shí)施有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控，改善對(duì)整個(gè)電氣工程系統(tǒng)的控制能力。

3 人工智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用案例解析

電氣工程系統(tǒng)內(nèi)有若干套手動(dòng)或自動(dòng)控制設(shè)備，主要是斷絕開(kāi)關(guān)、繼電器、斷路器等器件，這些器件的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)不僅能夠?qū)嵤┯行У乜刂疲€能形成一個(gè)運(yùn)行良好的電力協(xié)同控制系統(tǒng)。一般情況下，將電力協(xié)同控制系統(tǒng)分為分離、持續(xù)兩類(lèi)，而且人工智能技術(shù)在邏輯計(jì)算、快速處理上性能更好，在線(xiàn)性技術(shù)評(píng)估中主要使用這一技術(shù)。對(duì)于無(wú)功功率發(fā)電機(jī)的電壓控制是經(jīng)勵(lì)磁系統(tǒng)來(lái)完成的，其實(shí)時(shí)性非常強(qiáng)，而且能夠促使電力系統(tǒng)具有良好的不變性。若發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，容量發(fā)生變化，必須使用切負(fù)荷體系進(jìn)行控制，在這樣的狀況下，運(yùn)用人工智能技術(shù)則工作性能非常好。

3.1 診斷故障

電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中，由于工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)并且負(fù)荷較大，比較容易出現(xiàn)各種問(wèn)題。同時(shí)由于電氣設(shè)備事故存在非線(xiàn)性、復(fù)雜性、不確定性等因素，檢測(cè)人員對(duì)故障的檢測(cè)排查有一定的難度。通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠?qū)こ滔到y(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)控、診斷。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)變壓器中滲漏分解的氣體可對(duì)故障情況進(jìn)行分析，找出故障原因。在人工智能技術(shù)的應(yīng)用中，能夠減少故障維修時(shí)間，對(duì)工程系統(tǒng)運(yùn)行提供有效保障。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的過(guò)程。這項(xiàng)工作對(duì)工作人員的素質(zhì)要求高，要求工作人員具備電氣、電磁力、電子線(xiàn)路等多方面學(xué)科知識(shí)，同時(shí)還要求豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。盡管如此，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法也給工作人員帶來(lái)了一定的不確定性和困難。然而應(yīng)用人工智能技術(shù)，就電氣工程自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，可以將人工智能技術(shù)植入CAD，借助CAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用輔助軟件來(lái)完成。就目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，人工智能應(yīng)用于電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法主要有兩個(gè)：一是遺傳算法，二是專(zhuān)家系統(tǒng)。由于遺傳算法具有先進(jìn)性和強(qiáng)實(shí)用性，一直是受到工作人員的青睞。對(duì)于專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用，因電氣設(shè)備在發(fā)生故障之前必然出現(xiàn)一些相應(yīng)的征兆，為此要以故障發(fā)生的非線(xiàn)性和不確定性為條件，把人工智能技術(shù)嵌入到專(zhuān)家系統(tǒng)中，這樣可以保證對(duì)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)效果被盡量表現(xiàn)出來(lái)，最終使得電氣設(shè)備的綜合性能得到大大的提高。

3.3 智能控制

傳統(tǒng)的電氣工程的自動(dòng)化控制及機(jī)器工作管理一般都是人工完成的。其控制難度大，受多方面條件限制，工作效率偏低。基于這種情況，有必要進(jìn)行技術(shù)革新，引進(jìn)人工智能技術(shù)。人工智能應(yīng)用于電氣工程系統(tǒng)內(nèi)不僅可以有效促進(jìn)電氣控制精準(zhǔn)度的提高而且還能夠最大程度地提高電氣工程系統(tǒng)的綜合運(yùn)行性能。第一，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算功能，取代人工操作的電氣控制功能，在壓縮人力和物力消費(fèi)的同時(shí)能夠促進(jìn)控制精確度的提升。第二，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，因確定界面化方式從而精簡(jiǎn)了控制流程，既提升了電氣工程系統(tǒng)的控制效率又實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣工程系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。第三，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了有關(guān)關(guān)鍵數(shù)據(jù)及信息的實(shí)時(shí)保存，并能夠自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表，節(jié)省了人力、物力消耗，也為今后數(shù)據(jù)查詢(xún)提供方便、快捷方式。第四，通過(guò)人工智能模糊控制技術(shù)的應(yīng)用，可以以電氣工程系統(tǒng)中傳統(tǒng)控制內(nèi)的交、直流傳動(dòng)為依據(jù)完成對(duì)電氣工程系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制。例如，直流傳動(dòng)電氣的人工智能模糊控制由Mamdani和Sugeno組成，其中Mamdani是來(lái)控制電器工程系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的，而Sugeno是Mamdani的特例之一。交流傳動(dòng)電氣是以人工智能的模糊控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制器，以實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)的所有功能的落實(shí)。

4 人工智能技術(shù)在電氣工程系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

4.1 發(fā)展性能

人工智能技術(shù)在電氣工程系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了電氣工程自動(dòng)化三大技術(shù)指標(biāo)的推進(jìn)發(fā)展。評(píng)定電氣工程自動(dòng)化水平的指標(biāo)是速度、效率、精確三個(gè)方面。實(shí)踐已經(jīng)證明，引入人工智能自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)必定會(huì)促進(jìn)電氣工程系統(tǒng)的高速、高效、精準(zhǔn)發(fā)展。

4.2 提升功能

在加強(qiáng)電氣工程系統(tǒng)的智能化功能時(shí)，引入了科學(xué)計(jì)算可視化、多媒體等技術(shù)。這樣可以讓計(jì)算機(jī)界面實(shí)現(xiàn)智能化圖形顯示，將業(yè)務(wù)生產(chǎn)的操作簡(jiǎn)明易懂地表現(xiàn)出來(lái)，可以極大地促進(jìn)非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)使用的快捷性。在電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)使用上，利用CAD可視化設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)取代人工操作，不僅節(jié)省了工作周期時(shí)間還在根本上提升了生產(chǎn)質(zhì)量。

4.3 凝練結(jié)構(gòu)

人工智能技術(shù)應(yīng)用于電氣工程系統(tǒng)中，能夠促進(jìn)使電氣工程系統(tǒng)形成集成化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)。充分運(yùn)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)的模塊化，并且在很大程度上促進(jìn)其標(biāo)準(zhǔn)化、集成化。在電氣工程系統(tǒng)的自動(dòng)化控制中，充分把網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)捷性利用起來(lái)，實(shí)現(xiàn)在機(jī)床聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行中無(wú)人操作和遠(yuǎn)程控制的目的，使得主控機(jī)床有效控制其他輔助機(jī)床，充分利用網(wǎng)絡(luò)的便捷性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程系統(tǒng)的有效控制。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣工程系統(tǒng)中，具有明顯的自動(dòng)化特點(diǎn)。應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠有效地提升控制系統(tǒng)的性能，促進(jìn)電氣工程系統(tǒng)改造向著模塊化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，由此可以看出，人工智能技術(shù)對(duì)于電氣工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

[1]王君鵬．電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)控制方式的研究[M]．科學(xué)出版社，2010:79．

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

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