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智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用

2013-12-31 00:00:00趙玉芝
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2013年34期

摘 要:電氣工程的自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能技術(shù),可以使電氣工程設(shè)備在使用的時候獲得更好的效果。人工智能理論在控制方面是存在很多的優(yōu)點,同時在電氣工程中進行應(yīng)用可以使自動化控制技術(shù)得到更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞:電氣工程;智能化技術(shù);應(yīng)用

人工智能是一種模擬和擴展人的智能形式來進行操作的技術(shù),在其中綜合了很多的學(xué)科,有計算機技術(shù)、數(shù)學(xué)科學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)以及相關(guān)的控制理論,通過這些技術(shù)的應(yīng)用,可以使機器系統(tǒng)擁有和人一樣的智慧,完成人類要完成的工作。智能化技術(shù)在研究的時候主要針對的就是智能化,使計算機和人類擁有同樣的智能,智能化技術(shù)主要的成果有語言圖像識別系統(tǒng)以及機器人。電氣工程是人們生產(chǎn)中重要的依據(jù),和人們的生活生產(chǎn)有著密切的關(guān)系。在很多的自動化控制系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)中,都應(yīng)用了人工智能技術(shù)。人工智能技術(shù)在使用的時候是類似人腦在進行運作的,但是它并不是那么完美的,人工智能技術(shù)只是應(yīng)用了計算機編程來模仿人腦的運作模式,來完成信息收集、分析和處理工作。在電氣工程中應(yīng)用人工智能技術(shù)可以使電氣工程自動化技術(shù)得到更好的發(fā)展,同時在人力資源方面也能減少,這樣可以使企業(yè)降低生產(chǎn)成本,同時對保護生產(chǎn)工人的生命安全也是非常有幫助的。應(yīng)用人工智能技術(shù)可以使工作效率得到提高。

1 智能化控制的優(yōu)點

人工智能也是有很多分類的,不同的人工智能在控制上也是不同的。為了更好的對人工智能進行了解,也為了更好的對人工智能系統(tǒng)進行開發(fā),可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯以及遺傳算法進行研究,將其看成是非線性的函數(shù)近似器。在系統(tǒng)中,對動態(tài)的方程進行精確的掌握是存在著很大的困難的,在進行設(shè)計的時候,一定要對不同的因素進行分析,同時對不確定的因素也要進行分析。智能化控制器在進行設(shè)計的時候,設(shè)計控制對象模型可以通過調(diào)整來實現(xiàn)性能方面的提高,同時對下降時間等因素要進行很好的控制。模糊邏輯控制在應(yīng)用的時候,控制的速度是非常快的,而且是普通控制無法比較的。智能化控制器在應(yīng)用數(shù)據(jù)方面要不斷進行完善,同時在語言和信息方面也要進行調(diào)節(jié),智能化控制器在調(diào)節(jié)方面優(yōu)勢是更加明顯的。智能化控制器是有很強的一致性的,在智能化系統(tǒng)中輸入未知的數(shù)據(jù)時,智能化控制器可以進行有效的估計,這種估計方式在效率上是很高的,然后會對驅(qū)動器產(chǎn)生一定的影響,這種影響在智能化系統(tǒng)中可以忽略不計。智能化控制器在在解決問題方面也是有一定優(yōu)勢的,它可以解決一般控制器無法解決的問題,普通的控制器在學(xué)習(xí)算法、拓撲結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)形成了固定的模式,這樣就使得在運算方面要花費更多的時間,因此,普通的控制器在效果方面是存在著不理想的情況的,在應(yīng)用了智能化控制器以后,對出現(xiàn)的問題可以更快的進行解決,同時在學(xué)習(xí)算法方面的速度也是非??斓摹τ谛碌男畔?,智能化控制器有著更好的適應(yīng)性,同時抗干擾的能力也是非常強的,這樣就使得智能化控制器在應(yīng)用的時候更加有效果。

2 智能化技術(shù)應(yīng)用

2.1 模糊邏輯及其控制應(yīng)用

電氣工程自動化控制系統(tǒng)中包含著很多的模糊控制器,它能有效的代替普通的控制器,而且可以更好的用于其他方面。模糊控制器在最初研究的時候主要是應(yīng)用在各類數(shù)字動態(tài)傳動系統(tǒng)中。模糊邏輯控制在應(yīng)用的時候主要有M和S兩種類型,其中在調(diào)速控制方面主要應(yīng)用的是M型控制器。兩種不同的控制器都是有規(guī)則庫的,有著更為具體的模糊規(guī)則集。M型的控制器主要由模糊化、推理機、知識庫和反模糊化構(gòu)成,其中模糊化的功能是實現(xiàn)對變量的量化、測量和模糊化,在進行運作的時候要應(yīng)用到非常多的函數(shù)形式。推理機是模糊化控制器的關(guān)鍵組成部分,可以模仿人類的推理方式來進行決策和推理。知識庫主要是語言控制庫和數(shù)據(jù)庫,在使用以前,將知識和一些經(jīng)歷放在控制和應(yīng)用的目標上,通過這樣的方式來建設(shè)操作控制器,同時對行動進行控制。在建設(shè)模型的過程中,要將模糊控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機進行一起使用,這樣才能更好的實現(xiàn)智能化操作。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其控制應(yīng)用

電氣工程在驅(qū)動系統(tǒng)和交流電機診斷監(jiān)測中運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可以使電氣系統(tǒng)在技術(shù)方面得到更好的提高。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在反向轉(zhuǎn)波算法上比梯形控制性能更加好,不但可以縮短定位的時間,同時可以更好的控制非初始速度和荷載轉(zhuǎn)矩大范圍的變化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為多層的前饋性,可運用常規(guī)的反向?qū)W習(xí)算法,在兩個子系統(tǒng)里,其中一個系統(tǒng)經(jīng)過機電系統(tǒng)參數(shù)可辨別控制轉(zhuǎn)子的速度,另一系統(tǒng)經(jīng)過電氣動態(tài)參數(shù)辨別控制定子的電流。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在信號處理與模式識別上獲得了廣泛應(yīng)用,因智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性一致的函數(shù)估計器,所以被有效應(yīng)用于電氣傳動的控制領(lǐng)域,即具有較強的一致性,不用被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,抗噪音能力強。而且智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為并行結(jié)構(gòu),較為適合很多個傳感器的輸入應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)常用學(xué)習(xí)技術(shù)為誤差反向的傳播技術(shù),當網(wǎng)絡(luò)含有足夠多的隱藏結(jié)點、隱藏層與激勵函數(shù)時,網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)僅能實現(xiàn)所需映射,而對最優(yōu)隱藏結(jié)點、層數(shù)及激勵函數(shù)等進行選擇的問題,一般是通過嘗試法來解決的。

2.3 優(yōu)化設(shè)計與故障診斷

電氣設(shè)備在進行設(shè)計的時候是一項非常復(fù)雜的工作,而且在設(shè)計中要使用的知識也是非常多的。在設(shè)計中要應(yīng)用到電磁場相關(guān)的知識,同時還要應(yīng)用到電路和電機相關(guān)的知識。在進行設(shè)計的時候,不僅僅要掌握書本知識,同時也要有經(jīng)驗積累,這樣才能更好的完成設(shè)計工作。在進行產(chǎn)品設(shè)計的時候,一般是做法是運用實驗方法和經(jīng)驗方法相結(jié)合的做法,但是這樣設(shè)計出來的方案在實施的時候,并不是最優(yōu)的設(shè)計。計算機技術(shù)的快速發(fā)展,也推動著電氣工程產(chǎn)品設(shè)計方式的改變,現(xiàn)在的設(shè)計逐漸從原來的手工設(shè)計轉(zhuǎn)變到CAD設(shè)計,CAD設(shè)計在時間是非常短的,而且使用這種方法進行設(shè)計,還是對設(shè)計的效果進行模擬,這樣可以更好的保證設(shè)計的質(zhì)量。為了使電氣產(chǎn)品設(shè)計得到提高,很多的研究人員都在進行電氣工程應(yīng)用系統(tǒng)的研究工作,電氣工程應(yīng)用系統(tǒng)可以更好的實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)。在研究方面已經(jīng)取得了一定的成果,但是在應(yīng)用方面還是要繼續(xù)努力。智能化技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計方面的應(yīng)用還體現(xiàn)在遺傳算法上,遺傳算法是種先進計算法,其計算精度高,在電氣工程中十分常用,故作用不可忽視。在電氣工程中,故障和它的征兆間具有錯綜復(fù)雜的關(guān)系,具有非線性與不確定的特點,應(yīng)用智能化技術(shù)恰好發(fā)揮了它的優(yōu)勢。電氣設(shè)備的故障診斷中應(yīng)用的技術(shù)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、邏輯模糊與專家系統(tǒng),在變壓器、電動機與發(fā)電機等的故障診斷中,智能化診斷技術(shù)均得到了較為廣泛的應(yīng)用。

2.4 PLC技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力生產(chǎn)要求也越來越高,有些大型電力企業(yè)里的輔助系統(tǒng),其繼電控制器被PLC技術(shù)所代替。用PLC系統(tǒng)可實現(xiàn)輔助系統(tǒng)某工藝流程控制,并可協(xié)調(diào)整個企業(yè)的生產(chǎn)。供電系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù),有效實現(xiàn)了其自動切換,且實物元件被軟繼電器所取代,極大提高了供電系統(tǒng)的安全可靠性。

3 結(jié)束語

電氣工程的安全使用對人們的生活和生產(chǎn)影響都是非常大,其中企業(yè)的自動化程度對電氣工程的工作效率和安全性影響是非常大的,為了更好的保證企業(yè)在市場中競爭能力,一定要提高電氣工程的應(yīng)用智能化,這樣電氣工程的自動化水平會得到更好的提高,同時也可以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益,降低人工的勞動強度。

參考文獻

[1]翟輝.淺談人工智能在電氣自動化控制中應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009(27).

[2]郝俊華,李春麗.基于人工智能技術(shù)的電氣自動化控制研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(9).

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