人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用

摘 要：隨著科技的進(jìn)步，人工智能技術(shù)迅速發(fā)展起來，并在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。人工智能是計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支，涉及到信息論、控制論、語言學(xué)、數(shù)學(xué)、科學(xué)、仿生學(xué)等多個(gè)學(xué)科，具有信息處理、分析判斷、識(shí)別圖像和文字、自動(dòng)作出反應(yīng)的能力，將其應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化中對(duì)于進(jìn)一步提高電氣工程相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備的自動(dòng)化水平、提高設(shè)備運(yùn)行效率和安全可靠性具有重要作用，有利于電氣自動(dòng)化控制的創(chuàng)新和進(jìn)步。文章主要對(duì)人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：人工智能；電氣工程自動(dòng)化；優(yōu)勢；電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）29-0098-01

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人工智能作為一門新的技術(shù)學(xué)科逐漸興起和發(fā)展起來。人工智能是自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的交叉學(xué)科，各個(gè)學(xué)科之間相互影響，相互滲透，其研究范圍非常廣泛，包括智能控制、圖像識(shí)別、語言識(shí)別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、自然語言處理系統(tǒng)等。電氣工程的主要研究方向是與電氣工程相關(guān)的自動(dòng)控制、系統(tǒng)運(yùn)行、電子電氣技術(shù)、研制開發(fā)、信息處理、計(jì)算機(jī)與電子應(yīng)用領(lǐng)域等，將人工智能應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化中可以通過對(duì)人的大腦的模擬進(jìn)行各種信息數(shù)據(jù)的收集、分析、處理和反饋，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，這對(duì)于提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有重要作用。

1 人工智能在電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用優(yōu)勢

在電氣工程自動(dòng)化中，應(yīng)用較為廣泛的是人工智能控制器，這是一種非線性函數(shù)近似器，相較于傳統(tǒng)的控制器，人工智能控制器更具優(yōu)越性。首先，受外界因素較小，在進(jìn)行人工智能電氣設(shè)計(jì)時(shí)，不需要獲取精確的動(dòng)態(tài)模型，不需要知道參數(shù)的變化，對(duì)環(huán)境也沒有特殊要求。其次，適應(yīng)性強(qiáng)，操作方便，可根據(jù)響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間等對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，進(jìn)而提高智能函數(shù)性能，即使專家不在場，人工智能控制器也能夠參照合理的數(shù)據(jù)來設(shè)定參數(shù)，并進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整。再次，一致性非常好，不管是基于特定的目標(biāo)和具體的設(shè)計(jì)，還是對(duì)于其他對(duì)象，人工智能控制器都具有良好的控制效果，向系統(tǒng)輸入新的未知數(shù)據(jù)也能夠得到很好的預(yù)測結(jié)果。第四，由于人工智能控制器在運(yùn)行過程中受外界環(huán)境的影響較小，加上系統(tǒng)自身就具有很好的抗干擾性能，所以之前設(shè)定的參數(shù)不會(huì)發(fā)生變動(dòng)，在操作過程中出現(xiàn)的誤差較小。第五，相較于傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)在操作或運(yùn)行過程中由于電氣設(shè)備過多而造成設(shè)備管理混亂需要大量人員進(jìn)行處理的情況，人工智能能減少對(duì)機(jī)器、線路、變壓器以及各種電線、電纜的依賴，有利于節(jié)約人力、物力和財(cái)力。

2 人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1 在電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在電氣工程中，電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，不僅涉及到電氣自動(dòng)化專業(yè)的各個(gè)學(xué)科和內(nèi)容，還對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)有著較高要求，只有實(shí)現(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的有機(jī)融合，才能保證設(shè)計(jì)出來的電氣產(chǎn)品的科學(xué)性。人工智能的出現(xiàn)則為電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來了曙光，有效解決了很多依靠人腦也無法快速解決的繁瑣計(jì)算和模擬過程，大大提高了工作效率，縮短了設(shè)計(jì)周期，而設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品也越來越具有實(shí)用性和科學(xué)性。專家系統(tǒng)主要用于開發(fā)性設(shè)計(jì)，遺傳算法則用于優(yōu)化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)具備豐富的智能軟件應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，以根據(jù)不同情況運(yùn)用不同算法設(shè)計(jì)出高質(zhì)量產(chǎn)品。

2.2 在電氣設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

在電氣設(shè)備故障診斷中，人工智能技術(shù)中的模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛，應(yīng)用范圍主要為變壓器、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等的故障診斷。以前我們常常面臨的問題是，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)問題或故障的時(shí)候，總是表現(xiàn)出比較復(fù)雜的癥狀，采用傳統(tǒng)處理手法難以對(duì)問題做出準(zhǔn)確判斷和查找，人工智能技術(shù)則很好解決了上述問題，比如發(fā)電機(jī)的設(shè)備故障具有非線性、不確定性和復(fù)雜性特征，傳統(tǒng)診斷方法準(zhǔn)確率非常低，而通過人工智能技術(shù)中模糊理論和專家系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，能夠大大提升故障診斷的準(zhǔn)確率。

2.3 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

專家系統(tǒng)（ES）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANNS）、啟發(fā)式探索、模糊理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用較為普遍。其中，ES是一個(gè)非常復(fù)雜的程序系統(tǒng)，集大量規(guī)則、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)于一身，通過對(duì)系統(tǒng)中特定領(lǐng)域的專家知識(shí)以及專業(yè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)問題進(jìn)行判斷和分析，然后模擬專家決策過程，處理需要依靠專家來解決的問題，當(dāng)然，在使用專家系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況更新系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫、規(guī)則庫中的數(shù)據(jù)和信息，以適應(yīng)電力系統(tǒng)應(yīng)用需要。ANNS的學(xué)習(xí)方式非常靈活，存儲(chǔ)方式也是完全分布式的，被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模信息的處理中；具有很強(qiáng)的識(shí)別能力和分類能力，在足夠的馴良樣本中，ANNS能夠?qū)δＰ瓦M(jìn)行合理分類，并對(duì)輸入進(jìn)行合理選擇，以此來構(gòu)建不同季節(jié)的周、日預(yù)測模型，在電力系統(tǒng)短期負(fù)荷的預(yù)測中發(fā)揮著非常重要的作用；ANNS與元件關(guān)聯(lián)分析的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)的故障診斷，并對(duì)故障進(jìn)行定位和識(shí)別。由于模糊邏輯具有非常強(qiáng)的計(jì)算能力，能夠快速、準(zhǔn)確地完成高難度的數(shù)學(xué)近似計(jì)算，所以在電力系統(tǒng)中，模糊邏輯主要被應(yīng)用于潮流計(jì)算、系統(tǒng)規(guī)劃和模糊控制中。此外，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，日常操作和管理工作也很重要，如果在日常操作中應(yīng)用人工智能技術(shù)，采用家用電腦就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作，有利于簡化工作流程，優(yōu)化操作界面，而系統(tǒng)還能自動(dòng)進(jìn)行日志和報(bào)表的生成、保存，這就使得系統(tǒng)操作更加簡便，更加具有可視性，大大提高了系統(tǒng)日常操作的效率，對(duì)于保證系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行有著積極作用。

2.4 運(yùn)行過程的智能控制

當(dāng)前，智能控制已在電氣工程自動(dòng)化中得到了較為廣泛的應(yīng)用，并且這也會(huì)成為電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域未來發(fā)展的主要趨勢。事實(shí)上，電氣設(shè)備的控制是一項(xiàng)比較復(fù)雜而綜合的工作，對(duì)技術(shù)含量、數(shù)據(jù)的計(jì)算精度都有著較高要求，而綜合應(yīng)用人工智能控制中的專家系統(tǒng)、模糊理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠大大提高計(jì)算速度和計(jì)算精度，這有利于節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

3 結(jié) 語

總之，人工智能作為一項(xiàng)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)具有感知、思維和行為能力，真正將自動(dòng)化特征體現(xiàn)出來，也將促進(jìn)機(jī)械人類意識(shí)的提高、強(qiáng)化控制自動(dòng)化這一主題表達(dá)了出來，其在電氣工程自動(dòng)化中發(fā)揮著不可替代的作用，不僅能夠促進(jìn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還能應(yīng)用于電氣設(shè)備的故障診斷、電力系統(tǒng)的運(yùn)行、運(yùn)行過程的智能控制中，這必將有利于電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的快速發(fā)展。相信隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，新方法也將會(huì)不斷涌現(xiàn)，其在電氣工程自動(dòng)化中將會(huì)具有更高的應(yīng)用價(jià)值和更廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 牛美英，渠基磊，吳志鵬.人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程.2013，（23）：27-28.

[2] 楊林.電氣工程自動(dòng)化的人工智能技術(shù)[J].城市建設(shè).2013，（12）：315-316.

[3] 王楠.淺談電氣工程自動(dòng)化控制中人工智能的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究.2012，（20）：11-13.

[4] 趙聰.人工智能在電氣工程自動(dòng)化技術(shù)中的控制要點(diǎn)[A].2011年河南省先進(jìn)制造技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2011.