電氣工程自動化控制中智能技術(shù)的應用研究

楊振興

廣東匯盈電力工程有限公司，廣東佛山 528300

0 引言

智能技術(shù)是一種用于模擬、延伸并擴展人類智能的相關(guān)理論、技術(shù)、方法及應用系統(tǒng)的專門技術(shù)。作為計算機科學的一個重要分支，智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中有廣泛的應用，尤其是在當前電氣自動化控制當中，利用智能技術(shù)的自動控制能力，諸如圖像識別能力、語言處理與識別能力以及專家系統(tǒng)等，實現(xiàn)電氣工程的自動化控制。這門技術(shù)已經(jīng)逐步形成了一門用于電氣系統(tǒng)運行、自動控制、信息處理以及電氣實驗分析的重要科學。

1 電氣工程自動化控制中智能技術(shù)的應用優(yōu)勢

智能控制技術(shù)及方法的實現(xiàn)方式很多，所采用的控制方式主要與控制系統(tǒng)所采用的控制類型相關(guān)。從電氣工程自動化控制中智能技術(shù)的應用范疇來看，電氣工程自動化控制中智能技術(shù)的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

1.1 設(shè)計思路相對簡單

與傳統(tǒng)的古典控制器相比，古典控制設(shè)備通常需要根據(jù)其控制對象的具體模型特點進行設(shè)計分析，但是在模型的構(gòu)建過程中又存在著諸多的不確定因素，諸如模型對象的參數(shù)改變、模型數(shù)值的具體類型等，使得對象模型的設(shè)計困難難度增加。在采用智能技術(shù)之后，通過利用智能技術(shù)中的函數(shù)近似器可以方便的實現(xiàn)對控制對象的控制。

1.2 性能得以強化

在采用智能控制技術(shù)之后，只需要適當對對相關(guān)參數(shù)進行適當調(diào)整即可以快速提高控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)及控制設(shè)備的控制性能。例如，與傳統(tǒng)的PID 控制器相比，采用模糊邏輯控制器將明顯提高控制反應的響應時間，減小過沖。

1.3 提高系統(tǒng)的適應性

與古典控制器相比，智能控制設(shè)備能夠更方便的對新采納的數(shù)據(jù)以及新的信息等進行采納，提高了控制系統(tǒng)的適應性。在控制系統(tǒng)當中，即使不熟悉相關(guān)專業(yè)知識，也能夠利用響應信息及相關(guān)語言進行控制設(shè)計。

1.4 控制的一致性好

由于傳統(tǒng)的控制算法是針對具體的控制對象而進行設(shè)計的，所以通常只是對具體的控制對象具有良好的控制效果。但是對其他相類似的控制對象則不具有良好的控制一致性。在采用智能控制技術(shù)之后，所采用的算法不管是指定的分析對象還是對于未指定的輸入數(shù)據(jù)，都能進行很好的一致性控制。

2 電氣工程自動化控制中智能技術(shù)的具體應用

計算機技術(shù)在長期的發(fā)展過程中推動著電氣產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計工作逐步從傳統(tǒng)的手工試驗方式向計算機輔助設(shè)計的方向發(fā)展，在一定程度上明顯縮短了電氣產(chǎn)品及系統(tǒng)的開發(fā)周期。隨著智能技術(shù)的發(fā)展和應用，在傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品設(shè)計過程中采用計算機輔助設(shè)計技術(shù)可以帶來極大的方便，有效的提高電氣產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計效率、質(zhì)量。智能控制技術(shù)在電氣工程產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計過程中所采用的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計算法主要包括遺傳算法以及專家系統(tǒng)兩種方法。其中，遺傳算法尤其適合電氣產(chǎn)品及控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。廣義的智能控制技術(shù)的具體應用主要包括如下幾個方面：

2.1 控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

電氣產(chǎn)品的優(yōu)化控制技術(shù)是一項復雜的工作，它集成了控制工程的理論科學知識以及控制經(jīng)驗知識兩方面的內(nèi)容，對系統(tǒng)的優(yōu)化者提出了更高的要求。由于傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品設(shè)計工作主要是采用將大量的設(shè)計經(jīng)驗進行積累和結(jié)合的方式，再結(jié)合對應的試驗手段進行驗證。這種優(yōu)化方式不但缺乏足夠的理論技術(shù)支持，同時其優(yōu)化工作量大、工作效率低，難以得到最優(yōu)的控制系統(tǒng)設(shè)計方案。伴隨著計算機輔助技術(shù)的不斷發(fā)展，在電氣工程控制系統(tǒng)中廣泛采用該種技術(shù)極大的縮短了電氣工程控制系統(tǒng)從產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計，到產(chǎn)品成型的生產(chǎn)周期，使得設(shè)計工作得到了優(yōu)化，控制系統(tǒng)的控制性能得到根本提高。

2.2 控制系統(tǒng)的故障診斷

由于電氣設(shè)備的故障存在著非線性的特點，同時控制系統(tǒng)的故障點還存在著隨機性以及復雜性等特點，導致傳統(tǒng)的故障診斷方法難以保證診斷效率和針對精確度。在電氣系統(tǒng)的故障診斷過程中，通過引進智能技術(shù)，不但可以大大的提高故障診斷的精度，同時還可以提高故障診斷的效率。

當前，在故障診斷過程中，主要采用的智能控制方法包括：專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡以及模糊邏輯等技術(shù)，使得故障診斷的精度得到不斷提高。例如，將智能診斷技術(shù)應用于大型電動機以及發(fā)電機等設(shè)備過程中時，可以將神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊理論相結(jié)合，這樣不但保留了智能技術(shù)在故障診斷過程中的模糊性特點(提高了故障診斷的適應范圍)，同時還結(jié)合了神經(jīng)網(wǎng)絡學習能力強的優(yōu)點(提高了故障診斷的精度)，極大的提高了對大型電氣設(shè)備的故障診斷進度和效率。

2.3 電氣系統(tǒng)的智能控制

電氣工程自動化是未來電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，而智能控制技術(shù)將是將來電氣系統(tǒng)智能控制的關(guān)鍵節(jié)點。另外，智能控制技術(shù)已經(jīng)在電氣自動化控制過程中得到了廣泛的應用。其主要的應用范圍包括：對電氣系統(tǒng)開關(guān)量、系統(tǒng)模擬量等方面的數(shù)據(jù)進行實時采集和處理；對各種主要電氣設(shè)備、電氣系統(tǒng)等進行狀態(tài)運行的實時監(jiān)督；通過計算機系統(tǒng)實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的實時控制；對電氣系統(tǒng)故障進行記錄、在線診斷及處理。

3 具體案例應用

在當前工民供水系統(tǒng)當中廣泛應用的恒壓供水系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)需要根據(jù)隨機的符合變化實現(xiàn)供水系統(tǒng)的壓力動態(tài)性指標表示。若采用傳統(tǒng)的PID 算法，將難以實現(xiàn)對應的功能和效果。雖然采用了很多進口的調(diào)節(jié)器對供水自動化系統(tǒng)進行設(shè)計，但是都難以達到穩(wěn)定的動態(tài)性指標。所以，通過引入模糊控制方法，可以實現(xiàn)良好的恒壓供水效果。

在具體的應用過程中，為了實現(xiàn)供水的全自動化及恒壓供水，在實施過程中可以采用AI-808 的智能調(diào)控器作為主控器，同時結(jié)合FXlN PLC 邏輯控制功能模塊的相關(guān)功能，提高了系統(tǒng)的控制精度和相應速度。

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[3]王亞云.淺談電氣自動化控制中的人工智能技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2010(1)：52-53.