人工智能技術在電氣自動化控制中的實踐研究分析

孟慶龍

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?隨著我國各種電氣使用規模的不斷擴大，功能的不斷提升，全面提升電氣自動化控制水平已經成為當前電氣工程領域的重要研究課題。其中，在電氣自動化控制中應用人工智能技術，已經成為電氣自動化控制必然的發展方向之一。主要分析電氣自動化控制中應用人工智能技術的優勢及其具體應用。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?人工智能技術;電氣自動化;控制;實踐

[中圖分類號] ?TP18 ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）15-0264-02

在信息化技術飛速發展的今天，人工智能技術成為信息技術不斷進步的必然產物，同時，在推動現代化工業發展方面扮演著不可或缺的技術支撐。從當前電氣自動化控制發展的情況來看，人工智能技術有非常廣闊的用武之地，因此，對人工智能技術在電氣自動化控制中的實踐進行分析有非常重要的意義。

一、人工智能技術在電氣自動化控制中應用的優勢

人工智能技術在電氣自動化控制中的應用不僅有計算機技術的支撐，同時也有其他學科知識的交叉交互，其本質為通過對人類智能的模擬構建出能夠替代人類進行較為復雜的電氣自動化控制工作的設備。當前，人工智能技術在電氣自動化控制中，主要有兩大應用領域，分別為機械人系統與專家系統。不僅實現了電氣自動化控制效率的較好提升，同時在很多方面降低了電氣自動化控制成本。具體優勢表現在如下幾個方面。

（一）實現電氣自動化控制數據處理與采集功能

主要為實現對電氣自動化控制中電氣設備運行數據的采集，同時對采集得到的數據進行保存，極大地提升了電氣自動化的控制效率與安全性。

（二）實現電氣自動化控制系統運行監控

對電氣自動化控制主要設備，通過引入人工智能技術，能夠實現對模擬數據值的實時監測。同時，對電氣自動化控制中的設備開關量，也能夠實現智能化監視，在電氣設備出現故障之前能進行電話報警，做到防患于未然。

（三）實現電氣自動化控制故障錄波功能

在電氣自動化控制中應用人工智能技術，可以實現對電氣設備運行故障的錄波模擬，對波形可實現瞬時捕捉并按照順序進行自動記錄，這對提升電氣設備的運行安全程度及效率的作用較為明顯。

二、人工智能技術在電氣自動化控制中的具體應用

（一）電氣自動化設備中人工智能技術的應用

電氣自動化設備總體較為復雜，涉及的學科、領域較多。設備在操作過程中不僅需要技術人員有較高綜合素質，同時電氣設備總體較為復雜，需全面降低其出現誤操作的概率。人工智能技術應用到其中，通過計算機編程的方式將電氣自動化設備控制到計算機程序當中，將傳統的人工操控升級為電腦操控，不僅提升了效率，同時還減少了成本。具體應用示意圖，見圖1所示。

（二）電氣控制過程中人工智能技術的應用

電氣控制為電氣自動化控制的核心，在具體應用時主要在如下兩個方面。

1.在模糊控制中的應用

模糊語言、模糊推理是電氣模糊控制的基礎，控制規則為專家經驗。具體思路：以電氣被控制對象模糊模型為根本，選擇模糊控制器，實現控制電氣控制系統，其本質為自動控制系統，在人工智能技術的支撐下，實現電氣自動化控制反饋通道閉環結構。

2.在人工智能控制器中的應用

在電氣自動化系統中控制器是其中重要構件，是整個電氣系統制動、傳動、啟動的關鍵。為了達到預期的控制功能，需要使用PID控制算法，具體見圖2。而在實現該算法時，確定出控制器控制參數較為困難，且一旦出現了參數偏差的問題，預定的電子自動化控制指令則不能執行到位或執行出現偏差。通過人工智能技術中的模糊控制算法規則的引入，有效改進了PID控制算法，參數誤差較大的問題得到較好解決。

（三）故障診斷中人工智能技術的應用

在電氣自動化控制中，各種類型的故障在所難免。通過將人工智能技術的引入，取得了較好的故障診斷效果。特別是人工智能技術當中的模糊集理論、專家系統、人工神經網絡等均能夠對人類認知過程及人腦組織結構進行信息的智能化處理，從而形成標準樣本，完成電氣自動化控制中信息故障的智能識別與處理。在故障處理過程中，人工神經網絡中包含的“神經元”均對應著不同處理部位，也就是說每一種故障的診斷與排除均有對應的“神經元”負責。人工神經網絡可以實現對電氣運行故障的高效分類與處理，因此，在電子自動化系統運行的過程中，對故障的診斷，人工智能技術取得了較好的效果。特別是當前電氣自動化控制中出現的故障征兆往往與具體的故障發生位置并非一一對應的位置，所以需要通過人工智能技術中模糊集理論構建關系矩陣，有效實現對電氣自動化控制故障診斷的輔助查找。將專家系統應用到電氣自動化控制故障診斷中的效果也較好，在對故障進行診斷的同時通過對整個電氣系統領域專家經驗及相關的計算機程序的使用，可以實現對電氣自動化控制故障的總結分析，并對多次故障進行分類，大量數據的積累會形成工作日志并記錄到對應的知識庫系統中，這為將電氣自動化控制故障快速實現處理打下了較好的基礎。具體的故障診斷流程圖見圖3所示。

（四）電氣自動化控制產品設計中人工智能技術的應用

在電氣自動化控制產品設計過程中，多數情況下需要大量實驗驗證及設計經驗，而將人工智能技術應用到其中，有效轉變了傳統設計方式技術含量較低、工作量較大的弊端。在具體應用時，主要使用的是人工智能技術中的專家系統、遺傳算法。其中，遺傳算法可以直接在結構對象上操作，這就決定了其具有隱形性與全局尋優功能，在具體設計時，對搜索空間可以自動獲取，并對搜索的方向可以自主調整，具有明顯的規則不定性優勢。這些優勢在設計電子自動化控制設備時有明顯優勢，當前在具體設計中的應用也較為廣泛。專家系統針對多個或一個領域提供知識與經驗，通過人工智能技術與計算機技術的結合，對專家的決策過程進行模擬、推理及判斷，從而逐一實現問題的有效解決。當前，在電氣自動化控制產品設計的過程中，人工智能技術已成為產品設計的一部分，同時也是對產品進行優化的重要手段之一。

（五）電氣自動化控制日常操作中人工智能技術的應用

在傳統電子自動化控制操作中，需要消耗大量的人力、物力，且容易出現操作失誤的情況，而將人工智能技術應用到其中能較好地避免這種情況的發生。具體：人工智能技術應用的不斷加深，逐步實現了日常操作流程的簡化，而且電氣系統遠程操控打破了日常操作的地點限制，隨時隨地對信息進行及時地收集、存儲，為后期的數據分析、處理節約了大量的人力、物力。此外，在人工智能技術的支持下，整個電氣控制系統也具備了較強的抗干擾能力，對各種環境的適應性也明顯增強。

三、結束語

綜上分析，在電氣自動化控制中應用人工智能技術，對提升電氣自動化控制總體智能化水平有著非常明顯的優勢。因此，在電氣自動化控制研發與應用的過程中，應當注重人工智能技術的全面融合，特別是當前研究較為火熱的云計算、大數據等現代化信息技術，更應當加強其在電氣自動化控制中應用的研發力度，更好地提升人工智能技術在電氣自動化控制中的應用效果。

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編輯 趙瑞峰