基于人工智能的電氣自動化控制系統設計分析

摘 要：文章主要簡單介紹了人工智能技術在電氣自動化控制中的作用，闡述了電氣自動化控制中人工智能的關鍵控制技術，探討了基于人工智能的電氣自動化控制系統設計及其注意事項，旨在充分發揮人工智能技術的作用，完善電氣自動化控制系統，提升系統的智能化水平，提高工業生產效率，從而推動電氣工程的長遠發展，實現電氣自動化控制效益最大化。

關鍵詞：人工智能 電氣自動化 控制系統 設計

21世紀是一個智能化時代，人工智能技術大力發展，其在各個領域中有著廣泛應用。人工智能技術能夠通過模擬人類思維的方式來實現系統的智能化控制，一定程度上解放了人力資源，提高了生產效率，能夠取得較好的應用效果。在電氣自動化控制系統中應用人工智能技術十分重要，這有利于積極應對電氣工程中的復雜場景，加快處理各項數據，從多維度進行全方位管控，保障電氣自動化控制系統運行的穩定性。

1 人工智能技術概述

人工智能技術融合了多門學科，具有綜合性，計算機技術是其核心基礎，能夠模擬人的思維，在電氣自動控制系統中應用時，可利用專家系統、機器人系統來智能化操作系統。人工智能技術的優勢在于：一是系統操縱流程簡便。人工智能技術融合于電氣自動化控制系統中，是對系統的進一步優化和升級，改變了傳統的系統操作模式，提高了系統運行效率，操作流程上更為簡便；二是實現了系統的精準化控制。人工智能技術使得電氣自動化控制系統具有較強的邏輯運算能錄、環境感知能力，有利于根據系統的實際運行場景來進行參數調整，尋求最佳執行方案；三是人工智能技術背景下的電氣自動化控制系統可智能識別各類終端設備，提高了數據處理能力，保證了系統操作的兼容性[1]。

人工智能控制的應用功能表現在：第一，具有監視、報警功能。可全面監測控制系統中的各項數據，全面了解電氣設備的實際運行狀態，設置了參數閾值，一旦超出設定便會觸發警報，及時予以處理，降低事故發生概率；第二，具有操作控制功能。只需要簡單的操作就能夠完成各項程序，減少了人力資源。

2 人工智能技術在電氣自動化控制系統中的作用

人工智能技術在電氣自動化控制系統中應用，有著重要作用，主要體現在以下幾個方面：一是有利于維護電氣自動化控制系統運行的穩定性。電氣自動化控制系統是否能夠穩定運行，需要考慮系統控制方式的優劣性，不可違背系統控制的實際需求，以免發出錯誤指令，造成系統故障。在生產環境中傳統的自動化控制系統與實際不相符，難以保證指令的正確性，這難以發揮電氣自動化控制系統的功能。在這種情況下，應當引入人工智能技術，基于電氣自動化系統的運行要求和特點來全面把控系統的運行情況，發現和解決其中的各項問題。人工智能技術的引入，使的學習系統更加完善，可通過分析故障來合理調整相關參數，同步分析多源數據，從而準確判斷系統的運行狀態，促進電氣自動化控制系統設計水平的提升[2]。

二是人工智能技術在電氣自動化控制系統中應用一定程度上節約了人力資源。這是因為傳統的自動化控制系統運行方式較為單一，并無專人監測電氣自動化控制系統的運行狀態，更未在造成嚴重后果之前予以干預，這就加大了相關人員的操作、管理難度，人員容易停留在重復性的基礎事務上。可人工智能技術的引入，則能夠一定程度上釋放人力資源，無需人員操作就能夠自主判斷、分析系統的實際運行狀態，做好各項參數的調節工作，改善系統運行模式，減少故障的發生。人工智能技術的應用，可擺脫人員依賴性，優化了企業的資源配置。

三是電氣系統運行模式越來越規范，人工智能技術的應用，有利于全面匯總電氣自動化控制系統運行過程中的各項數據，發現相關問題，所發出的指令不可脫離系統運行的孤帆要求。基于人工智能的電氣自動化控制系統運行具有較好的規范性，安設的傳感器可全場采集各項數據并予以分析。人工智能技術的支持下，網絡數據發送、風險評估、風險預警都取得了不錯的成效，有利于促進電氣自動化系統運行效率的提升[3]。

四是電氣自動化控制系統中應用人工智能技術，有利于實現問題的即時反饋。電氣自動化控制系統運行過程中，存在著多項危險因素，如設備損傷等問題。這些問題要予以即時反饋，科學識別電氣自動化控制系統運行中的故障和風險，做好排查工作，盡量在滿足電氣自動化系統運行要求的前提下，縮短故障識別、處理時間。為進一步完善電氣自動化控制系統，應當將靜態分析和動態份額舾相結合，學習先進的大數據技術，以便于做好電氣建模工作，從各維度把控電氣系統各項數據的真實性、完整性，防止數據出現偏差。

3 電氣自動化控制中人工智能的關鍵控制技術

3.1 專家控制技術

專家控制是人工智能控制方法之一，其是基于專家系統理論來融合相關控制系統，對系統進行有效的操作和控制，可實現二度模仿。專家控制可最大程度地應用專家資源，降低了人力資源、財力資源，獲取更多效益。從電氣自動化控制方面來看，應用人工智能專家控制技術，能進一步促進電氣系統自動化水平的提升，使電氣系統的控制和操作更加靈活，改善了電氣自動化系統中的不足。利用專家控制技術優化電氣自動化系統的時候，以真實場景為模型來分析關鍵參數，以保證專家控制技術下電氣系統運行的穩定性[4]。

3.2 模糊控制技術

電氣自動化控制系統設計中應用人工智能技術，可選擇模糊控制技術。該功能的實現依賴于模糊語言變量，應做好收集、處理工作。需融入相關專家經驗，創設特殊的功能應用環境。基于模糊控制，要先確定被控制對象，結合實際情況和特點，基于預期要求來創設模糊模型，再利用控制器來處理系統。自動化控制系統中模糊控制是重要一環，在不斷地研究和發展過程中，提升了控制系統的運行水平，奠定了扎實的技術理論基礎。

3.3 網絡神經控制技術

基于網絡神經控制的人工智能電氣自動化控制系統的關鍵點在于人的腦神經元。網絡神經控制技術是利用人的腦神經元來模擬人類的相關行為，以逼近理論為原理來進行系統處理。目前針對于網絡神經控制技術的研究已經取得了一定的成效，控制技術愈發成熟[5]。

4 基于人工智能的電氣自動化控制系統設計分析

4.1 系統設計

電氣自動化控制系統的應用方向較多，可控制范圍較為廣泛，系統結構相對來說較為復雜，系統運行方面存在著多變性。其對電氣自動化系統操作人員的專業能力有著極高的要求，操作人員的技能水平直接影響著系統的運行情況。為緩解操作人員的工作壓力，促進電氣自動化控制系統的運行效率，應當引入人工智能技術，這有利于優化設計電氣自動化控制系統，選擇適宜的控制模式。比如說，在MATLAB軟件的支持下，可通過深度學習、信號處理等方式來全面了解電氣自動化控制系統的運行情況，發現其中存在的問題并進一步優化。人工智能技術在電氣自動化控制系統中的應用，有利于維護不同模塊，為系統運行的穩定性提供重要保障。可模擬系統運行方式，引導設計人員優化方案，從而達到預期的系統應用效果[6]。

4.2 故障預警設計

電氣自動化控制系統在運行過程中存在著不確定性因素，系統狀態與溫度、電流等參數相關，一旦出現數據異常便可能引發嚴重故障，這需要做好系統故障診斷分析工作。基于此，可充分發揮人工智能技術的作用，通過全面了解相關設備的歷史運行數據來明確設備運行特征，進一步掌握設備的實際運行狀態。基于人工智能的電氣自動化控制系統，應當有效整合不同信號和數據，設計智能故障診斷模塊，科學分析該模塊中的各項信息數據，以便于實時監測各項設備的實際運行情況。可通過數值對比的方式發現異常，一旦檢測到設備數據出現偏差，則可通過自動調節方式來改變設備的運行方式，或是暫停設備運行，以免設備出現嚴重故障。另外，還可將智能分析模塊設置在每一個設備中，用于判斷設備是否存在故障。相關企業應當完善人工智能控制預警系統，充分發揮云技術作用，將設備相關信息直接傳輸至云端，由計算機進行科學診斷，以把控設備的運行狀態。既要發揮人工智能技術的優勢，又要配合故障控制系統的運行，為相關人員的故障判斷、分析工作奠定扎實基礎。與此同時，電氣自動化控制系統在人工智能技術的支持下，還可實現自動化監測工作，可全面采集各項設備的運行數據，做好整理工作，有利于迅速發現故障，作出故障預警，干預設備運行[7]。

4.3 系統38a5652fd23e561a80d312e0b787b4d1狀態監測設計

早期的電氣自動化控制系統功能受到一定的限制，并不能有效監測電氣系統的運行狀態，無法準確判斷出電氣系統的實際情況，需要相關人員的實時監測，這給監測人員帶來了一定的壓力。由于監測人員個人精力有限，其在分析系統狀態的時候存在一定的主觀偏差，難以真實掌握系統的狀態，大多數情況下都是在系統出現問題后才進行維護和處理，這就造成了設備資源浪費，產生了一定的經濟損害，存在安全漏洞。而在人工智能技術的支持下，電氣自動化控制系統具有良好的狀態監測功能，不僅能全面掌控系統的運行情況，還可以預測系統之后的運行狀態，轉變了過去被動局面，能夠有效規避電氣工程超載、欠壓等問題的發生。人工智能技術在電氣自動化控制系統中應用，能夠采取有效算法來科學計算各項數據，及時發現系統運行中的問題，規避安全風險[8]。

4.4 閉環邏輯控制設計

人工智能技術在電氣自動化控制系統中應用，需要傳感器等設備來采集相關數據，為全方位分析工作提供可靠的依據，以便于全面了解設備的實際工作情況，并據此來發出相應的指令。人工智能技術的應用，實現了電氣自動化控制系統的閉環邏輯控制，可有效分析系統運行中的邏輯偏差并予以修正，科學評價指令發出后的系統運行情況。比如手實施卷積神經網絡控制的時候，基于人工智能的電氣自動化控制系統，可通過分析海量數據來獲取特征數據，明確系統運行需求，發出針對性指令，做好狀態監測工作，從而提高電氣自動化控制系統運行效率。人工智能軟件可卷積處理圖像，生成相應曲線，制定適宜的控制方案，有利于實現閉環邏輯控制，避免勞動者將過多精力放在重復性事項上，實現了電氣自動化控制系統的即時控制目標。

5 基于人工智能的電氣自動化控制系統實現的注意事項

5.1 明確系統需求，優化設計系統架構

在設計和實現基于人工智能的電氣自動化控制系統時，應當先明確系統需求，相關人員應當充分了解電氣自動化控制系統的功能需求，對其性能和安全進行科學分析。可聯合相關專家進行商討，使系統的各項性能、功能滿足相關要求，并且安全系數達到規定標準，為后續系統的設計和實現奠定基礎。一方面，要優化調整電氣自動化設備的各項參數，保證設備的正常運行；另一方面，要加快系統的反應速度，控制設備的時間應達到毫秒級，提高設備性能。為保證系統的穩定運行，還需要實施有效的系統安全防護措施，規避系統的非法訪問。

除此之外，還應當優化設計系統架構，完善電氣自動化控制系統整體架構，提高系統的智能化控制水平。相關人員應當根據系統需求來劃分功能模塊，設計子系統，并通過接口將其進行有效連接，形成協作關系，實現模塊的擴展，做好模塊維護工作，以提升電氣自動化控制系統運行效率的提升。如設計數據采集模塊的時候，應當充分發揮傳感器的作用，用于采集設備運行過程中各參數的數據，為后續算法的實施提供數據支持；設計算法處理模塊的時候，應采用機器學習算法來進行數據建模，基于模式識別技術來診斷故障，指導系統控制；設計控制執行模塊的時候，則要把控好電機、控制開關的狀態，做好設備交互工作，以優化智能控制系統。

5.2 構建系統硬件平臺，開發系統軟件

為實現基于人工智能的電氣自動化控制系統，應當構建系統硬件平臺，需保證系統功能性達標，合理選擇適宜的硬件平臺。相關人員應當做好硬件組件的評估工作，根據最終的評估結果來選擇適宜的傳感器、通信設備等，進一步完善系統的硬件配置，確保電氣自動化控制系統的正常運行，優化系統功能。與此同時，還要做好系統軟件開發工作，應當優化設計系統架構，明確系統功能需求，據此來科學編寫軟件代碼，確保系統功能模塊的有效應用。開發系統軟件的時候，要選擇適宜的軟件開發工具，采用合適的額編程語言，做好模塊功能調試工作，以免影響電氣自動化智能控制系統的運行。軟件的開發有利于提高系統的數據分析能力，實現精準控制。

5.3 系統集成和調試

基于人工智能的電氣自動化控制系統實現離不開系統集成和調試工作的開展。系統集成中需要有效結合硬件平臺、軟件模塊，確保各個子系統之間的協調運作。同時，相關人員應當科學評估系統的性能，做好功能測試工作，以確保系統功能符合設計要求。調試電氣自動化控制系統的時候，還需要及時發現其中存在的故障，并進行有效優化，維護系統智能控制功能的應用。

6 結語

總之，在電氣自動化控制系統中融入人工智能技術十分有必要，其有利于提高電氣自動化控制系統的運行效率，實現系統的精準控制，實現電氣自動化控制系統的智能化發展，具有重要意義。

參考文獻：

[1]吳清紅.人工智能在電氣自動化控制系統中的應用研究[J].造紙裝備及材料，2024，53（04）：37-39.

[2]翟元元.基于人工智能技術的電氣自動化智能控制系統設計與實現[J].辦公自動化，2023，28（19）：7-9.

[3]虞葉鳴.淺析人工智能技術在電氣自動化控制系統中的應用[J].農業工程與裝備，2023，50（01）：34-35+39.

[4]尚敏娟.基于人工智能技術的電氣自動化控制系統設計研究[J].電子設計工程，2021，29（15）：171-174.

[5]孫玉芬，郭春光，劉冰.人工智能技術在電氣自動化控制系統中的應用[J].電子技術與軟件工程，2021（11）：124-125.

[6]程瑋.電氣自動化控制系統中的人工智能技術[J].電子技術與軟件工程，2021（03）：115-116.

[7]侯明義.基于人工智能技術的電氣自動化控制系統[J].河南科技，2020，39（26）：11-13.

[8]趙忠杰.電氣自動化控制系統中的人工智能技術[J].智能城市，2020，6（10）：15-16.