智能化技術在電氣工程自動化控制中的運用

范俊財

摘 要：我國國家領導人明確提出到2025年要把我們國家打造成工業強國，而工業強國的前提是工業制造要實現自動化。所以我們國家的制造業都在積極發展各自的智能化技術，比如汽車行業的智能汽車、大疆旗下的無人機以及船舶行業的智能化船舶等等。這些行業在電氣自動化控制領域率先做出了表率，同時也占據了智能化技術的半壁江山。本文將深入剖析智能化技術的發展方向，同時也將深入解析自動化控制理論，為我國早日實現2025工業自動化貢獻自己的力量。

關鍵詞：智能化技術；電氣工程；自動化控制；智能控制器

當代大學生應該深有體會，因為隨著我國工業自動化的不斷向前發展，全國各大企業為計算機、自動化和大數據這方面的人才提供了非常多的就業崗位，同時這些崗位的薪金也是其他行業的翹楚。對比自動化行業，經濟金融行業已經開始出現疲態，市場上所占的地位也不斷的被撼動。所以我們可以看出智能化技術和電氣工程自動化控制發展前景十分廣闊。

1電氣工程自動化控制中智能化技術的特點

自21世紀以來，智能化技術一直都是世界各國關注的焦點，其中包括谷歌公司推出的人工智能程序阿爾法狗、德國大眾旗下智能無人駕駛汽車和美國研發的無人機。目前這些國家都在奮力搶占智能化技術這個廣闊的平臺，一旦哪個國家占據先機，智能化技術將會為該國家的科技和經濟帶來巨大的收益。我們國家的人工智能也在如火如荼的發展中，主要有以下幾個方面的特點：

1.1智能化控制器可實現無人化操控

智能化控制之所以發展的如此迅猛，是因為其優點十分突出，智能化控制技術不需要控制模型就能夠實現對象的控制。就拿智能化家具來說，我們可以近距離對電燈和空調進行控制，也可以遠距離對它們進行控制。當我們在家里的時候，它們可以自動感知周圍光線和溫度，然后進行自動調節，讓我們處在一個最舒適的環境。當我們想要在遠距離對他們進行控制的時候，我們就可以利用手機軟件對他們進行操控。這些智能控制解決了傳統控制贅述的問題。

1.2智能化控制器無需控制模型

智能化控制也不需要控制模型，在傳統自動化控制過程中我們需要根據模型的變化來改變控制系統的參數設置，這樣的控制不僅浪費時間還耗費巨大的人力，而智能控制不需要模型，依靠的是產品自身的學習能力。谷歌公司的阿爾法狗在和世界級圍棋選手對戰的時候，全程都是智能化機器人在自主對戰，不需要人們對其進行參數設置。同時阿爾法狗還具有非常強的學習能力，可以根據對手棋路的變化進行學習，不斷開發出自己以前沒有的新技能。這是以前傳統控制器所不能比擬的，是自動化控制飛躍式發展。

1.3智能化控制器處理不同數據時具備較高的一致性

智能化控制其本身有非常強大的數據采集系統和數據傳輸系統，當智能化控制器采集完收據之后，將這些數據直接傳輸到互聯網，通過互聯網的大數據和云計算功能直接對這些數據進行處理，處理完成之后再將這些數據發送至智能化控制器，控制器就可以全自動控制產品的運作。這種處理模式具有較高的準確性和一致性，是當前自動化控制中最高端的技術。

2智能化技術在電氣自動化控制中的具體應用

2.1神經網絡系統

神經網絡算法是目前為止智能化技術運用最多的算法之一，神經網絡是期望通過模擬現實中的生物思維來實現直接實現人工思維。算法是人設計出來的，我們沒有辦法設計出非常復雜的算法，因為我們最終會想不明白。只有可以拆分成子任務的問題我們能夠應付（程序員尤其擅長），如果所有事情都緊密關聯，我們的設計很快就會失控。在專家系統中，我們要處理大量邏輯性的事情，代價很大。在神經網中，我們只要決定網絡形式，具體工作交給網絡本身，這大大簡化了問題，

2.2模糊邏輯控制

預知將來比較難是由于計算機只能使用精確的、形式化的知識，而人類的知識，有時很難形式化，尤其是對于現場控制非常有用的操作經驗。幸運的是，針對這種非常有用、但難以準確描述出來的經驗型知識，人類發明了模糊數學來進行處理。什么叫模糊，就是某個事物既帶有這個類屬的部分特征，還帶有那個類屬的部分特征，使得我們無法明確的說這個事物到底應該屬于這個類還是那個類。這就像辨認一張不太清晰的照片是不是某人，看起來似像非像的。所以這種情況下，我們就用那些符合的部分特征來表示事物和本類的相似程度：如果有10個特征值可以用來刻畫本類事物，a有三個特征符合，就說a對本類的隸屬度是0.3；而a還有四個特征符合B類的特征取值，就說a對B的隸屬度是0.4。通過模糊邏輯控制可以將非常復雜的問題簡單化，只要符合了我們所設計的模糊計算程序，我們就可以從眾多條件或者答案中選出最適合我們的一條來實現對象的控制。

2.3 PLC系統

PLC誕生取代了繼電器控制，最先由 GM公司提出需求，然后由美國DEC公司1969年研發了第一款PLC用于汽車生產線，從而成為了工業3.0開始的標志。隨后 MODICON 公司也研發了PLC，標志著PLC走向標準型產品，開始應用于各行各業。以傳統控制器的封閉性來說，開發后便不易作更動，新舊技術或設備無法有效融合，且淘汰更換成本相對較高，升級不易。但是隨著IT需求不斷提高，需要處理的資料量越來越龐大，舊有自動化系統除非額外多加系統設備，否則難以處理大量資料。現有控制系統想要整合不同系統設備，都受限于不同的程式語言，后續控制器發展需要走向開放性架構，滿足控制器市場對控制器在開放性與彈性上的需求。而PLC的強處在于靈活性，在需要不斷迭代，客戶定制化，快速上線，以及原型產品方面都有不可替代的優勢。

2.4故障診斷及優化操作

智能化技術在故障診斷及優化操作方面具有非常強勁的優勢，在建模方面和故障運行測試方面所展現出來的技術是傳統控制技術無法比擬的。以飛機控制故障系統為例，首先從對象來看，飛機可分為燃油系統、電氣系統、環控系統、起落架系統、飛行控制系統等若干重要系統。單單一個飛行控制系統，精確建模就不是那么容易。

在飛行控制系統建模的基礎上，我們下面展開怎樣對飛行控制建模。其實飛行控制系統也包含飛行控制計算機、作動系統等。其實作動系統主要由控制部分和機械部分兩大部分組成。控制部分主要包括電子放大器、PID控制器、反饋節點等，對于自動控制系統進行仿真，智能化技術融合了Matlab軟件和SIMULINK軟件，各種控制模塊十分齊全，并且系統調試方便；而針對“機械部分”，主要是各種液壓源、伺服閥、液壓缸等。傳統的診斷系統采用的是傳遞函數的方法，而傳遞函數表達機械部件本身就很難精確表達。智能化技術就不一樣了，智能化技術是直接用物理參數建模，比如一個作動筒，長度是多少？活塞直徑是多少？活塞位移是多少？利用這些物理參數建模，就會準確好多，不用考慮傳遞函數，直接輸入物理參數即可，方便快捷。

3結束語

綜上所述，智能化技術在當代電氣工程自動化控制中展現出來的實力是非常強悍的，只要我們能夠積極的在智能化技術方面進行創新，將智能化技術完美的運用在現在工業生產當中，就能夠進一步提升我國的工業實力，提升我國工業產品在國際上的競爭力，對我國企業的生存和發展有著至關重要的作用。

參考文獻

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（作者單位：湖州師范學院求真學校）