智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用

張學偉

（山西陽煤寺家莊煤業有限責任公司，山西 陽泉 045300）

引言

隨著科技水平的快速發展，生產、生活的各個領域都要求更高的技術，讓技術發展智能化，特別是生產領域，需要高超的智能控制。因為早期的智能化技術還處于發展狀態，各種技術還在不斷完善，所以國內電氣工程的自動化控制始終存在不足，甚至制約著電氣自動化發展。因此，在現實工作中，我們必須充分利用智能化技術，通過改善自動化控制效率，從源頭上促進電氣工程自動化控制與發展。

1 智能化技術概述

1.1 智能化技術的理論基礎

在實際應用中，智能化技術涵蓋了大量的生物、信息、語言、控制、生物與醫學等多個學科，具有極強的綜合性。智能化技術主要研究的是怎樣將人工智能應用到機器中，并且獨自完成高難度、高危險工作的概率。為了確保智能化技術的可行性，可以選取計算機技術進行實踐操作，以此開發研究智能機器的有效性與時效性。從研究內容來看，智能化技術包含電氣電子、信息處理等技術，在電氣自動化中已經有實例證明，尤其是它具有很好的適用性與適應性，一直被視為計算機的高端分支，被應用到電氣工程自動化技術中，并且取得了很好的效果。它不僅能減小成本投入和工作壓力，對提高工作效率、科學配置人力資源也有很大作用［1］。

1.2 智能化技術的應用優勢

1.2.1 無需控制模型

在傳統的自動化控制中，由于控制對象處于動態、復雜的控制過程，無法準確掌握具體情況，從而讓該模型在設計中出現參數變化等無法估測的變化。如果不能正確掌握這類參數，設計的模型就不可能達到精確的要求，從而影響工作效率。將智能化技術應用到電氣自動化控制中，省去了對象模型，這就從源頭上杜絕了不可控因素，讓自動化控制精度得到提升。

1.2.2 方便電氣系統調控

智能化控制的另一優勢是利用響應時間、魯棒變化、下降時間進行調整，讓自身工作性能得到調整與提高，最后確保自動化進程。從這可以看出，任一狀況下，智能化控制都比傳統自動化控制更具優勢，更適用于電氣自動化。另外，智能化控制還有一個優勢，就是在調節電氣設備時，依靠相關數據即可，無需專業工作人員在場。這在很大程度上有利于遠距離調整，幫助電氣工程進行無人控制。

1.2.3 具有處理數據的一致性

智能化技術具有很好的一致性，具體體現在：不同數據的處理上，即使數據輸入比較陌生，也能進行很好的評估，最終實現自動化控制。而不同的控制效果則取決于被控對象，雖然很多智能化對象在控制時沒有采取措施，它的效果依然較好，但是很可能由于改變控制對象，讓整個預計結果遭到改變。因此，在設計自動控制系統時，必須貫徹設計原則，結合實際情況進行全面、系統的分析，針對控制要求做好審查工作。對于智能化控制器應用效果不理想的狀況，不能盲目否定，而是從細節中做好排查與檢驗工作［2］。

2 智能化技術的具體運用

電氣工程具體包含：處理信息、自動控制、開發研制、運行系統、計算機電子、電氣技術等各個方面，電氣工程自動化控制中的故障診斷、控制保護都是控制技術研究的方向［3］。

2.1 模糊邏輯與控制應用

在電氣工程中包含多個模糊控制器，能有效代替PID，并且用于其他服務。模糊控制由阿拉伯大學研究得出，適用于各種數字動態系統。針對模糊邏輯主要有S與M兩種，到目前為止，只有M控制器用在調控中。同時，這兩種控制器都有規則庫。S型 的規則是ifX（G），Y就是H，W＝f（X，Y），H與G互為模糊集；反模糊與模糊的知識庫、推理構造組成M控制器，模糊更多面向的是變量量化、測量過程，它囊括了多種函數隸屬形式，而推理機是最關鍵的部分，它可以模仿人類控制模型進行推理、表決，控制語言與數據庫不同的規則組成知識庫。規則庫開發的途徑是利用已有的理論知識與專家經驗，將知識運用到目標體系中，再實施控制方案；建模過程中，利用控制器和網絡神經實施操作與推理。與此不同的是，反模糊更多運用在量化與反模糊化上，它包括各種中間技術與最大反模糊［4］。

2.2 神經網絡與控制應用

在電氣工程的交流電機與驅動系統監測中，梯形控制效果根本沒有網絡神經中的轉波算法效果好，網絡神經能有效控制定位距離以及控制負載轉矩與非初始速度。神經網絡是多層前饋，利用反向常規算法，就能得出機電參數中的可辨別轉子速度，利用動態的電氣參數得出電流控制狀態。雖然智能網絡神經的信號處理在很多方面都得到了推廣與使用，但是智能網絡神經使用的是非線性的函數進行估算，故能有效用于電氣傳動中的控制范疇，不需要被控模型，有著可靠的抗噪功能，當然智能網絡神經系統也是并行構造的重要成份，可以用于多種傳感器輸入和運用，比如用于系統診斷與監控，不僅能加快決策速度，對提高決策有效性也有很大作用。另外，網絡神經技術主要體現在誤差反向傳播上，當網絡有著充足的結點、隱藏空間、激勵性函數時，此時就只能映射；而對于比較優越的隱藏性節點、層數和激勵函數抉擇時，必須依賴創新的方式處理。反向性傳播被譽為最快捷的下降方式，通過節點誤差，它能快速調整權重，將反向傳播運用到電氣工程中，能有效解決非線性函數帶來的各種問題［5］。

2.3 故障診斷與設計優化

設備設計是一項艱巨的工作，它要求具備豐富的知識。在傳統的工作中，更多的是依賴經驗與實驗的方式，讓方案最優化。當然，也可以隨著計算機技術的推廣與應用，將手工變成CAD，這樣就能縮短開發時間，而在這條件上引入智能技術，能有效提高設計效率與質量。為了優化電氣設計，很多專家正在嘗試打破傳統格局，雖然也取得了很大的成效，但是明顯不足。在故障診斷中，最常用的方式是利用變壓器滲漏油、氣體分解的方式，找準變壓器范圍，再將范圍控制到一定位置進行檢修。

2.4 PLC技術

在科技水平快速發展的當下，生產能力發生了很大的改變，很多大型電力輔助系統開始被PLC所替代。PLC不僅有助于工藝流程的實現，對調整企業生產也有很大作用。在電力單位工作中，輸煤系統一般由上煤、儲煤、鋪助、配煤等系統構成，利用主站層、傳感器、遠程站實現輸煤控制。其中，主站由人機接口、PLC構成，然后再設置于集控室，而集控室又以手動、主動控制為輔，利用控制與監視系統進行切換，替代軟繼電器，這樣才能提高供電的可靠性與安全性。

3 結語

電氣工程作為國計民生的基礎產業，它的自動化水平直接影響電氣工程的安全性與工作效率。面對激烈的市場競爭，為了加強智能化技術的應用范圍，必須從智能化技術內容、自動化控制要求等方面，不斷提高企業競爭實力與經濟效益，這樣才能促進社會發展與進步。

［1］ 耿英會.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用［J］.科技創新導報，2012（2）：66.

［2］ 莫家寧.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用探討［J］.機電信息，2013（6）：102－103.

［3］ 丁文淵.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用［J］.機電信息，2013（6）：93－94.

［4］ 吳忠仁.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用［J］.中國電子商務，2014（13）：72；285.

［5］ 張雪，馬青強，高健，等.智能化技術在電氣工程自動化控制中的具體應用探析［J］.科技展望，2015（5）：94.