人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究

趙曉寒

摘 要：在計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用中，人工智能是其中非常重要的部分，也是科技發(fā)展到較高水平的要求，通過人工智能技術(shù)可以對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行發(fā)展和延伸，促進(jìn)整體技術(shù)的提升。文章對(duì)人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；電氣自動(dòng)化控制；計(jì)算機(jī)

電氣自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，通過人工智能的使用可以將生產(chǎn)的過程進(jìn)行更加智能化的處理，將工業(yè)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提升工業(yè)技術(shù)的整體進(jìn)步。但是人工智能畢竟處于新興階段，在工業(yè)中的認(rèn)可度較低，需要對(duì)技術(shù)進(jìn)行推廣，充分認(rèn)識(shí)人工智能，擴(kuò)展使用范圍。

1 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

1.1 在電氣設(shè)備中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)是非常重要的，也是一項(xiàng)復(fù)雜的過程，需要綜合運(yùn)行機(jī)電、電路、磁場等學(xué)科，并且掌握大量的專業(yè)化知識(shí)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中對(duì)于人員的要求較高，不僅需要掌握專業(yè)的技術(shù)，同時(shí)需要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)，如果僅從理論方面著手對(duì)于設(shè)計(jì)的質(zhì)量可能造成一定的不利影響，因此，需要對(duì)這種方法進(jìn)行改進(jìn)。采用人工智能的方式，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，將人腦的思維設(shè)計(jì)方式進(jìn)行模擬，這樣可以全面的提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)的實(shí)際，制定更加科學(xué)的設(shè)計(jì)規(guī)劃方案，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量[1]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型如圖1所示。在進(jìn)行信號(hào)輸入的過程中對(duì)于輸入信號(hào)，要先向前傳播到隱含層節(jié)點(diǎn)，經(jīng)作用函數(shù)后，再把隱節(jié)點(diǎn)的輸出信號(hào)傳播到輸出節(jié)點(diǎn)，最后給出輸出結(jié)果。節(jié)點(diǎn)作用的激勵(lì)函數(shù)通常選取S型函數(shù)，如式中Q為調(diào)整激勵(lì)函數(shù)形式的Sigmoid參數(shù)。在實(shí)際工作中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中是由不同的神經(jīng)元模型組成的，有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的任意網(wǎng)絡(luò)，各節(jié)點(diǎn)之特性為Sigmoid型。指定網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)輸出y，任一節(jié)點(diǎn)i的輸出為Oi，并設(shè)有N個(gè)樣本（xk，yk）（k=1，2，3...N），對(duì)某一輸入xk，網(wǎng)絡(luò)輸出為yk節(jié)點(diǎn)i的輸出為Oik，節(jié)點(diǎn) j的輸入為Ojk，對(duì)整體的電氣化進(jìn)行控制。

1.2 在電氣控制中的應(yīng)用

整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行中，控制系統(tǒng)是其中的核心，直接影響著系統(tǒng)的運(yùn)行。例如進(jìn)行系統(tǒng)控制仿真，如圖2所示，不同板材加工FMS的區(qū)別在于數(shù)控加工設(shè)備的性能和數(shù)量、立體倉庫的規(guī)模、堆垛機(jī)的數(shù)量及服務(wù)能力、系統(tǒng)的調(diào)度規(guī)則等。在板材加工FMS中，堆垛機(jī)負(fù)責(zé)板料和零件的出入庫操作，并將板材加工FMS物流系統(tǒng)的核心，完成整體的操作過程。

1.3 在故障診斷中的應(yīng)用

電氣設(shè)備出現(xiàn)故障是經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，一般來講在遇到故障之前有一些征兆，不同的征兆預(yù)示著不同的故障類型，具有一定的外在體現(xiàn)，如果通過人工智能技術(shù)對(duì)故障進(jìn)行監(jiān)控，可以及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警，自動(dòng)判斷故障的類型，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的監(jiān)測，在故障未發(fā)生之前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，防止故障的發(fā)生對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響。

1.4 在日常操作中的應(yīng)用

系統(tǒng)的日常操作也是非常重要的，畢竟電氣系統(tǒng)整體的操作步驟是比較復(fù)雜的，對(duì)于操作的管理也是非常的嚴(yán)格，如果單純依靠人工進(jìn)行，可能在操作過程中出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此需要通過人工智能將操作的過程進(jìn)行規(guī)范，提升操作的準(zhǔn)確性和效率[2]。

2 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的設(shè)計(jì)原理

人工智能技術(shù)是指由人工制造出來的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的智能。通常人工智能是指通過普通計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的智能，其工作原理是計(jì)算機(jī)會(huì)通過傳感器（或人工輸入的方式）來收集關(guān)于某個(gè)情景的事實(shí)。人工智能設(shè)計(jì)策略流程如圖3所示，其步驟為定義“輸入值”和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”，之后需使用樣本案例“訓(xùn)練”人工智能，運(yùn)行訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作。具體工作包括以下方面[3]。

圖3 人工智能設(shè)計(jì)策略流程

2.1 故障自我修復(fù)技術(shù)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題就是故障，故障的發(fā)生直接影響電氣化系統(tǒng)運(yùn)行的流暢性，使生產(chǎn)質(zhì)量受到影響，常規(guī)的故障維修主要是通過技術(shù)人員進(jìn)入現(xiàn)場對(duì)故障進(jìn)行維修，這種方式浪費(fèi)了一定的時(shí)間，造成故障排查不及時(shí)，而通過人工智能技術(shù)則可以將故障維修時(shí)間進(jìn)行縮短，通過系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行檢修，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)故障進(jìn)行整理，實(shí)現(xiàn)故障維修質(zhì)量的整體提升。

2.2 集中監(jiān)控技術(shù)

集中監(jiān)控技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是非常重要的，通過集中監(jiān)控的方式對(duì)運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)更加方便，運(yùn)行中可以受到較少的限制，與其他的系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面也更加簡單，不用進(jìn)行繁瑣的過程設(shè)計(jì)，在集中化方面比較重要，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體集中化的管理，整個(gè)功能可以在一個(gè)處理器中進(jìn)行，簡化設(shè)計(jì)流程，減輕處理器的負(fù)擔(dān)，提升處理器的運(yùn)行質(zhì)量。

2.3 遠(yuǎn)程控制技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)也是在電氣化設(shè)計(jì)中需要考慮的設(shè)計(jì)因素，人工具有一定的時(shí)間限制，不能全天地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且整個(gè)系統(tǒng)較為龐大，一些環(huán)節(jié)可能顧及不到，因此需要采用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，通過安裝較為方便的監(jiān)控技術(shù)，節(jié)省人工的投入，通過計(jì)算機(jī)就可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，保證系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。同時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控可靠性較高，對(duì)于故障發(fā)生的地點(diǎn)可以及時(shí)的進(jìn)行預(yù)警，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的發(fā)展前景

電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中對(duì)于學(xué)科的綜合性較強(qiáng)，因此進(jìn)行人工智能的發(fā)展中需要對(duì)學(xué)科進(jìn)行一定的綜合，這就對(duì)設(shè)計(jì)者提出了更高的要求，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)智能技術(shù)進(jìn)行充分的考慮，將設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率進(jìn)行提升，從設(shè)計(jì)的品質(zhì)方面著手，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

國家對(duì)于人工智能技術(shù)也進(jìn)行了一定的指導(dǎo)，新一代人工智能實(shí)施要構(gòu)建開放協(xié)同的人工智能科技創(chuàng)新體系，把握人工智能技術(shù)屬性和社會(huì)屬性高度融合的特征，堅(jiān)持人工智能研發(fā)攻關(guān)、產(chǎn)品應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)培育“三位一體”推進(jìn)，強(qiáng)化人工智能對(duì)科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和國家安全的全面支撐，在電氣自動(dòng)化中則體現(xiàn)在適應(yīng)性方面，制定更加適應(yīng)現(xiàn)實(shí)發(fā)展的技術(shù)，結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新。

4 結(jié)語

人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的使用可以對(duì)技術(shù)進(jìn)行延伸，通過對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用和推廣，使傳統(tǒng)意義上的電氣控制模式得到了大幅轉(zhuǎn)變，電氣自動(dòng)化的跨越式發(fā)展成功得到了實(shí)現(xiàn)。

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