基于人工智能的電機控制系統設計

周雪松　尚穆楊　鄭蕾　呂奕菲

摘要：目前，伴隨社會、經濟水平高速發展，隨之衍生而出諸多新型的現代化科學信息技術，人類在邁入信息化時代之后，伴隨物聯網技術的高速發展，社會公眾的生活變得更加智能化、自動化，諸多具備連接通信功能的設備，正在逐漸向普通家庭、家電當中進行普及，比如家用電器設備就是其中較為普遍的例子。本文主要針對人工智能技術在電機控制系統層面的應用進行研究，然后基于此，分析了一系列應用狀況，以供參考。

關鍵詞：人工智能;電機控制系統;系統設計

前言：目前，現代化背景下，社會公眾的生活水平不斷提升，伴隨智能化科學信息技術的高速發展，智能化控制技術已經延伸滲透到社會工作、生活的每個角落，比如各種常見的家用電器設備，同時也是每個家庭在生活期間的必備品，但是傳統形式的老舊家用電器設備無法滿足現代化背景下，公眾對更高生活品質的追求。所以，目前在電機控制系統的設計工作環節，對人工智能技術的應用進行研究、分析，在提高智能化水平的同時，也能夠為公眾的生活提供更加便利的服務。

1 基于人工智能技術的電機控制系統，在模糊邏輯層面的設計分析

模糊控制技術通常情況下，是按照人類專家對于電機控制系統的知識儲備為基礎，對復雜化的電氣控制系統予以有效分解，將其劃分成若干個不同的電機控制子系統。與此同時，應用一組較為簡單、清晰的控制規律，對每個局部操作位置的控制策略予以有效模擬，之后借助權函數，將局部控制操作環節的所有行為進行有機整合，形成一個全局狀態下的管控規律。

控制系統屬于物理部件的一種主要排列方式，而設計工作主要是對另一個物理系統進行有效更改，由此讓家用電器設備的電機控制系統，在改造之后能夠具備某些理想化的功能特征，比如擁有兩種類型不同的控制系統：閉環控制系統、開環控制系統。開環控制系統，在工作環節輸入控制系統的各項操作，與物理系統的輸出操作相互之間不同步。閉環控制系統當中，凈輸入控制環節的主要動作，以物理系統的具體輸出狀態為基礎。閉環控制系統在應用環節，也可以將其稱作反饋控制系統。任何物理量在控制環節的第一步工作都是，對輸出數值進行合理測量。應用傳感器對被控制的數據信號予以合理測量，而電機就屬于被控制系統當中的一個。在閉環控制系統當中，系統輸入的所有數據信號，直接取決于系統在輸出層面的所有數據響應。之后將實際輸出數值、理想化的輸出數值，相互之間存在的差值定義為誤差信號。控制環節的主要問題是，通過對誤差信號進行有效的調節，由此對物理系統在輸出層面進行有效管控。

借助模糊控制技術，家用電器設備可以實現智能化的檢測工作，由此在運行環節獲取最佳效果。例如：家用電器設備當中的洗衣機，就是借助與電機相互連接的自動化負載檢測裝備，能夠有效測量設備中衣物的具體質量，然后借助水質傳感器等設備，收集、獲取設備當前儲水的硬度、洗滌劑的濃度含量。設備當中的自動化檢測程序，需要對設備需要清洗的各種織物，在類型層面展開自動化的檢測，按照模糊控制的工作原理，合理明確設備的每個洗滌步驟、洗衣時間。注水操作在完成之后，借助傳感器、電機實現系統工作反饋，設備就能夠精準的捕獲到，每件衣服上污漬侵染的具體程度，然后制造出有針對性的氣泡活動，對每件衣服上的污漬進行合理清除。應用自動化的物資檢測系統，來確定衣物當中的污垢程度，然后自動化的裝載，洗滌操作環節需要應用的洗滌劑的劑量，同時對每個負載需要應用到的水壓數量進行合理優化，實現節水的目標。就某種程度來講，此種模糊邏輯的控制方式，相比較于普通的計算機而言，更加接近于人類大腦的邏輯思考方式。

2 人工智能技術在電機系統中的智能化控制設計分析

首先，對電器設備電機的材料予以科學合理的選擇，對電機設計環節的各種細節進行優化、完善，能夠延長應用壽命、減少噪音、縮短電機扭矩。同時，按照電器設備當中被洗衣物的具體狀況，實現智能化的反饋以及操作，提高信息模糊判斷工作的精準度，強化電器設備的適用能力。

現階段，電機控制系統已經逐漸朝著智能化的趨勢不斷發展：第一，更加智能化的算法，能夠在特定的速度、轉矩之下，對電機進行科學合理的驅動。第二，電機在運行環節，如果所需要的功率精準性相對較高，那么系統的工作效率會得到極大程度的提高。目前，有關人員研究、開發出一種集成電路，可以對智能化電機進行有效管控，主要是對電機控制驅動器在性能層面進行簡化設計，由此更好的滿足上述需求。智能化電機控制器當中的集成電路，屬于一種新型的智能化電路，在對交流感應電機、無刷直流電機等多相電機，在創造性能相對較高的電機驅動器的時候，能夠極大程度的節約經濟成本。

對于電器設備在洗滌層面的不同要求，電器設備需要在變頻層面采取智能化的控制措施，電器設備電機可以對靜音、變頻進行有效調控。智能化的變頻電機在電器設備清洗工作環節，能夠減少電器設備由于高速運轉，所產生的噪音、齒輪的磨損，由此達到節能、降噪、耐用的設計目的。電器設備在具體工作環節，不同的衣服料需要采取不同的洗滌方式，由此在設計環節就需要增添不同的洗滌程序，從漂洗次數、脫水次數、溫度設定等多個層面，提高電器設備在洗滌層面的工作性能。

結束語：綜上所述，現階段，電器設備在發展層面的主要趨勢是，具備遠程化的自動化管控、監督管控等諸多功能，同時可以在清洗工作全部完成之后，發出相應的通知提示。電器設備還可以與天氣預報系統相互之間進行有機結合，電器設備開始工作時，如果天氣由陽光明媚突然轉變為傾盆大雨，電器設備的自動化系統就會緊急停止洗衣任務，同時電器設備會在最后一次漂洗工作停止之前，關閉下一次循環操作，由此就不用擔心衣服在電器設備中浸泡過長時間，從而發出異味。

參考文獻

[1]劉康，程尹力.PID電機控制系統設計[J].電子世界，2021（20）：158-159.

作者簡介：周雪松（1985年2月），性別：男 ，民族：漢 ，籍貫：吉林九臺，職稱：工程師，學歷：碩士，單位：西安應用光學研究所，研究方向：電氣裝調。