人工智能在電氣工程自動化中的應用

高召寧　李培華

【摘要】隨著社會和經濟的發展，科學技術也在不斷更新，人工智能作為一門新的技術科學，被廣泛地運用到了社會生產和生活的各個方面，在人們對于生產智能化要求越來越迫切的今天，人工智能技術的應用有著重要的現實意義，這一點也在電氣工程自動化控制領域中得到了深刻的體現。

【關鍵詞】人工智能；電氣工程自動化；應用表現

人工智能是一門新的技術科學，它的目的在于對人的智能的模擬、延伸和擴展的技術、方法理論及應用系統進行研究和開發。人工智能是計算機科學的重要的組成部分，使機器能夠完成一些通常只有靠人類智能才能做到的相對復雜的工作是其研究的一個主要的目標。在電氣工程中應用人工智能，實現機械設備的自動化操作，對電氣工程中控制系統運行穩定性的提高、生產效率的加快以及系統設備的改造都有著非常重要的作用。

一、人工智能的應用理論

20世紀50年代中期，人工智能的概念首次被提出，并在相關的技術研究領域中得到了快速的發展，一套包括信息論、心理學、數學邏輯、自動化、生物學、醫學、語言學、醫學、仿生學等學科并以計算機為主的綜合性的科學逐漸形成，這便是人工智能理論。人工智能理論作為計算機科學的一個重要的分支，意在研究和開發對人的智能進行模擬和延伸的方法。它試圖對智能的本質進行解釋，并以此實質為基礎制造出一種類似人類智能反應的智能機器，這方面的研究涉及到了語言的識別、圖像識別、機器人等。而電氣自動化研究的主要是有關電氣工程的信息處理、研制開發、自動控制及計算機的應用等。在科學技術日益發展更新的背景下，計算機技術發展的速度也逐漸加快，并滲透到了人們生產生活的方方面面。計算機編程技術的發展也帶動了自動化的運輸、傳播和生產的發展。人腦是無法復制的最為精密的儀器，計算機的編程可以對人腦進行模仿，實現電氣工程的自動化。在電氣工程中，電氣的自動化控制是生產的一個重要的環節，可以大大的降低工程在人力上面的資金投入，并有效的提高其運行的效率。以超高壓輸電設備為例，如果只依靠人為的操作，而不運用自動化控制系統，設備就無法穩定可靠的運行，工作效率就會降低，供電調配就會不均衡，造成資源的浪費，嚴重了甚至會發生人員傷亡等事故，造成重大的損失。由此，在電氣工程自動化控制領域應用人工智能是非常有必要的，不管是對于電氣工程生產能力的提高，還是對于產業結構的優化調整都有著重要的作用。

二、人工智能的應用優勢

人工智能在電氣工程自動化中的應用主要體現在人工智能控制器上，非線性函數近似器，比如模糊理論、遺傳算法、神經算法等，是最常應用于電氣工程自動化的人工智能控制器，與常規的函數估計器相比，它有很強的應用優勢。首先，人工智能控制器的一致性很強，輸入不可知的數據得到的預測效果也特別好，而且它不會受到忽略器的影響。雖然在對某些對象進行控制時，沒有使用人工智能控制器而得到的效果也不錯，但如果換成了其他的控制對象，那么獲得的效果就不一定也會那么好，所以必須嚴格遵守具體問題具體分析的原則來進行設計。

其次，可以對控制對象進行精確的掌握的動態方程在很多的情況中都是非常復雜的，所以，控制器在對實際控制的模型進行具體的設計的時候，通常會出現大量如參數的變化，非線性時等無法確定的因素而無法對其進行掌握，而人工智能控制器不需要控制對象的模型就可以進行設計。同時，人工智能控制器還可以以不同的魯棒性、響應時間和下降時間來作為根據進行一定程度的調整，以對自身的性能進行提高，比如說，在上升時間的方面，最好的PID控制器也比模糊邏輯控制器慢一半，在下降時間方面，最好的PID控制器的速度只是模糊邏輯控制器的1/4。相比于古典控制器，人工智能控制器在調節方面更容易，在沒有專家進行現場指導的情況下，人工智能控制器也可以通過對數據的響應來開展設計，此外，運用語言、相應信息等方法也是設計可以采用的方式。

三、人工智能在電氣工程自動化中的應用表現

在電氣工程自動化的很多環節中，人工智能技術都得到了良好的運用，在本文中，我們主要以人工智能在電氣設備的控制、設計、故障診斷及日常的操作的影響這四個方面來具體談一下人工智能在電氣工程自動化中的應用表現。

（一）日常管理中的應用

人工智能技術的應用對于電氣工程建設自動化水平的提高有著重要的作用，同時對電氣工程日常管理方面的工作也帶來了很大的影響，使設備操作、電流調整的界面被簡化，實現了日志以及報表的生成和存儲的自動化。此外，人工智能技術在電氣系統日常操作中的應用一方面可以對不同文件的規格和樣式進行規范、使各種操作被簡化，一方面還使這種操作更加的簡單易行并具有可視性。

（二）電氣設備控制中的應用

在電氣工程中，可以實現流通、分配、交換和生產增強的一個重要的環節就是電氣的自動化控制，增強控制自動化水平，就可以使財力、人力方面的資金投入得到縮減，系統運行的質量和效率得到提高。人工智能具體應用于電氣設備控制的方式主要是神經網絡控制、模糊控制以及專家系統控制，其中，模糊控制因其本身的簡單性以及聯系實際的緊密型，在實際中得到了最多的應用。

（三）電氣設備故障診斷中的應用

在人工智能相關技術中，應用于電氣設備特別是發電機和變壓器的故障診斷方面最多的是神經網絡、模糊理論和專家系統。比如說在對發動機和電動機的故障進行診斷時，運用了人工智能化的診斷方法，并與模糊理論和神經網絡相結合，使相對比較強的神經網絡和故障診斷知識模糊性一起進行了診斷，提高了診斷的準確性。不同于原先的以設備故障的非線性、復雜性和未知性作為依據的低效率的故障診斷方法，人工智能方法的采用使診斷的準確率得到了大大的提高。

（四）電氣設備設計中的應用

電氣設備的設計需要應用到電氣自動化專業中的電力電子技術、電機、變壓器等很多方面的專業知識，是一個極端具有復雜性的過程，需要投入很多的物力、財力和人力。而在電氣設備的設計過程中應用人工智能技術，就可以以很快的速度計算出人腦很難計算的非常繁瑣的問題并實現過程的模擬，大大提高設計工作的效率和質量。同時，在電氣設備的設計中，要對不同的算法在不同的實際情況中的具體使用予以注意，如優化設計通常使用遺傳算法，開發性設計通常采用專家系統方法。此外，要保證設計工作的較高的效率和較好的質量，還需要相關工作人員在人工智能軟件應用方面具備足夠高的能力以及足夠多的工作經驗。

結束語

總之，人工智能理論的研究目的就是實現對人類智能的模擬、開發和延伸，對于電氣自動化的特點也有所體現，所以人工智能在電氣工程自動化中的應用有著非常重要的現實意義，可以優化電氣設備的設計、診斷電氣設備的故障，大大提高電氣工程的運行效率。

【參考文獻】

[1]王丹婭.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].科技致富向導，2012（27）.

[2]鄒國劍.人工智能化技術的現狀、問題及建議[J].電子科技大學出版社，2010（12）.

[3]殷乃范.智能停車場電氣自動化控制系統的設計思想[J].計算機工程與應用，2009（10）.

[4]彭翀，樊銳，劉強.基于人工神經網絡的電路故障診斷專家系統[J].系統工程與電子技術，2002（10）.