電氣自動化控制中人工智能技術應用探究

王幫元

（安徽經濟管理學院 信息工程系，安徽 合肥 230031）

電氣自動化控制中人工智能技術應用探究

王幫元

（安徽經濟管理學院 信息工程系，安徽 合肥 230031）

隨著現代工業的不斷發展，基于人工智能技術的電氣自動化控制，已應用于實際的生產生活之中，并取得良好的應用效果.本文分析了人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀，并在此基礎之上，論述了人工智能技術在電氣自動化控制中的具體應用，旨在強化對人工智能技術的認識，并為今后相關領域的研究提供一定的參考.

人工智能；自動化控制；控制應用

1 人工智能技術

在科學技術快速發展的大背景之下，人工智能技術孕育而生.作為一門新的科學技術，在現代社會的發展中起到重要的作用.人工智能技術的形成，不僅有計算機技術理論的支撐，也有其他學科交互交叉下的共同構建.人工智能技術的本質，主要在于通過對人類智能的模擬，進而創造出可以替代人類從事復雜工作的機器人.當前，人工智能技術的研究領域比較集中，主要在兩個領域：一是專家系統；二是機器人系統.模擬人類智能，最為突出的問題就是，大腦問題，人類大腦精密且復雜，如果要模擬，那需要如何實現呢？在現代技術之下，這一模仿成為了可能，進而逐步發展期人工智能技術.在實際的生產生活之中，人工智能化已應用于諸多領域，并取得了良好的應用效果，這也充分證明了人工智能技術強大的現實意義價值.此外，將人工智能、專家系統嵌入到仿真環境是減少仿真中的人力消耗，提高仿真自動化程度和仿真精度，是拓寬一體化仿真規模的不可缺少的技術.如下圖1所示，是人工智能技術與仿真學科的交叉.

圖1 人工智能技術與仿真學科的交叉

當然，人工智能技術已應用于實際的生產生活之中，但這項技術仍處于不斷成熟發展的階段，人工智能技術也存在一些問題，需要在今后的技術創新之中進行優化與改進.隨著自動控制理論的研究發展，人工智能技術在電氣自動化控制中的應用主要在專家系統、運作效率和模糊控制三個方面.從實際情況來看，由于模糊控制系統具有操作簡單，且易于設備的融入，所以人工智能技術在電氣自動化控制系統中的應用，仍主要集中在模糊控制.

2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀

電氣自動化控制是現代社會發展的必然結果，也是推動現代文明前景的重要力量.基于人工智能技術的電氣自動化控制，一方面提高了電氣自動化的控制效率；另一方面，降低了成本投入，符合工業企業發展的需求.所以，對于電氣自動化控制而言，人工智能技術的應用，無疑具有重要的現實意義.

2.1 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用價值

人工智能技術的優越性非常顯著，主要在于人工智能技術實現了對信息的收集、反饋及處理，在很大程度上替代了人類進行復雜的工作.所以，在電氣自動化控制領域，人工智能技術的應用，勢必是跨越式的發展.首先，基于人工智能技術的電子自動化控制，實現了更優的生產、流通等生產過程，在很大程度上實現了真正意義上的自動化；另一方面；電氣自動化的實現，在很大程度上減少了人力的投入，降低了成本投入，提高了生產效率.對此，人工智能技術在電氣自動化控制中的應用，推動了電子自動化行業的升級，促進了產業的結構優化.

2.2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀

其實，在動物世界中，無論是哺乳動物、鳥類、魚類還是無脊椎動物，這樣的偏側優勢現象到處都是。它的成因，是演化長河中，和多變的環境不斷相互適應的過程中，變得日趨復雜的神經系統。

在電氣設備的設計過程中，需要完備的知識理論作為支撐.而且，電氣設備設計具有復雜性和系統性的特點，這就強調設計工作的有效性.人工智能技術應用在電氣自動化控制中之后，人工智能控制功能已成為現實，并集中體現在以下幾個方面：

2.2.1 人工智能控制實現了數據的采集及處理功能.這一功能的實現，首先實現了對電氣設備的數據采集，而且在實際生產之中，可以對相關數據進行處理及保存，這就大大提高了電氣自動化的控制效率.

2.2.2 人工智能控制實現了系統運行監視機報警功能.對于電氣系統中的主要設備，這一功能可以對其模擬數據值實時監視.與此同時，對于電氣設備的開關量，實現了智能化監視，并對于電氣設備運行狀態的變化進行電話報警、記錄等，以便于事故的先前處理.

2.2.3 人工智能控制實現了操作控制功能.電氣自動化控制的一大特點，就是通過鼠標或鍵盤，便可實現對電氣系統的控制.所以，對于電氣控制系統的操作人員而言，基于控制程序就可以實現同期并網帶負荷或體積操作.這樣一來，極大地提高了控制的效率，適合當前的工業發展需求.

2.2.4 人工智能控制實現了故障錄波功能.人工智能控制的這一功能的實現，主要在于通過對故障錄波的模擬、順序記錄、波形的捕捉等，以實現對故障錄波的智能化捕捉，這在很大程度上提高了電氣設備運行的效率及安全.

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用分析

目前，基于人工智能技術的電氣自動化控制，實現了本質性的優化，諸多功能的實現，擴大了人工智能技術在電氣控制領域中的應用價值.在此，筆者主要闡述了人工智能技術在電氣自動化設備、電氣控制過程，以及事故診斷中的應用，強化對人工智能技術在電氣自動化控制中的應用認識.

3.1 人工智能技術在電氣自動化設備中的應用

實質上，電氣自動化系統非常復雜，涉及多個領域與學科.一方面，電氣自動化設備的操作，需要操作人員具有良好的綜合素質，以及完備的專業知識；另一方面，電氣自動化的復雜性，強調操作的有效性，方可減少因為操作失誤或不當，而造成的事故或停機.對此，在對這些現實問題的解決中，人工智能技術無疑起到釜底抽薪的效果.首先，人工智能技術以計算機為理論核心，通過程序的編寫，可以實現計算機下的智能控制.也就是說，電氣設備的操作智能化，代替了人腦勞動操作的不足.這樣一來，不僅提高了工作的效率，而且降低了成本投入；其次，人工智能技術的應用，提高了電氣自動化設備運行的科學性，優化了設備運行的現實環境.如圖2所示，電氣自動化設備人工智能化的系統.

圖2 電氣自動化設備人工智能化的系統

3.2 人工智能技術在電氣控制過程中的應用

在電氣自動化的過程中，電氣控制過程是最為核心的部分.人工智能技術在電氣控制過程中的有效應用，無疑是提高電氣自動化控制的重要基礎.首先，在電氣控制的過程中實現電氣自動化，在很大程度上提高了工作運行的效率.并且，自動化的實現了更加科學化發展，降低運作的成本，尤其是在人力成本上，降低了人力在生產工作中的投入；其次，在電氣自動化控制方面，人工智能技術的應用相對比較集中，以專家系統、模糊控制和神經網絡控制為主.

3.2.1 模糊控制.模糊控制以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎，并以專家經驗作為模糊控制的規則.從其基本思路而言，模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎之上，運用模糊控制器，進而實現對電氣控制系統的控制.其中，如圖3所示，是模糊控制系統的組成框架圖.模糊控制是一種自動控制系統，以模糊邏輯的推理規則為理論基礎，并采用計算機控制系統構成具有反饋通道的閉環結構的數字控制系統.

圖3 模糊控制系統的組成框架圖

3.2.2 專家控制.專家控制是以專家系統理論為主體，并有機結合了控制理論技術，是對專家經驗效仿下的人工智能控制技術.所以，專家控制技術在電氣控制過程中的應用，表現出顯著的特點就是自動化控制的靈活性高，可實現對控制率的靈活選??；具有較好的適應性，能夠通過對調控器的參數調整，適應不同的工作環境；可提高電氣設備的運行效率和設備的運行安全.

3.2.3 網絡神經控制.網絡神經控制的原理就是基于對人腦神經元的活動模擬，以逼近原理為依據的網絡建模.當前，網絡神經的研究比較廣泛，相關技術也日益成熟，在電氣控制過程中的應用也日益廣泛，且具有良好的應用效果.

為了更好地闡述人工智能技術在電氣控制過程中的應用，本文以模糊控制為例進行具體的闡述.具體而言，模糊控制在電氣控制過程中的應用，其作用的發揮主要基于直流和交流傳動的實現.在直流傳動中，其主要的傳動控制是Mamdani、Sugeno.其中，mamdani是調速控制，而Sugeno則所有不同.此外，在交流傳動中，其人工智能的有效實現依托于模糊控制器.如下圖4所示，是模糊控制器的原理圖.

圖4 模糊控制器的原理圖

3.3 人工智能技術在平常操作中的應用

隨著現代工業的不斷發展，我們的生活與電氣行業的關系日益緊密，電氣的安全穩定運行，對我們的生產生活具有重要的意義.電氣操作強調操作流程的嚴格規范，在傳統電氣領域，由于操作復雜性，在操作的過程中不僅要花費大量的時間，而且操作不當或操作失誤，都有可能帶來嚴重的后果.所以，隨著電氣行業的現代化發展，基于人工技能技術的應用，在很大程度上簡化了電氣領域的操作過程.一方面，傳統繁瑣的操作步驟得到進一步的簡化，提高了電氣操作的效率；另一方面，自動化的實現，降低或杜絕了人工操作失誤所帶來的問題，在很大程度上提高了電氣系統運行的安全穩定性.

3.4 人工智能技術在故障診斷中的應用

人工智能技術以模糊理論、專家技術，以及神經網絡控制為核心，在故障診斷領域也具有十分重要的應用價值.在電氣系統運行中，變壓器、發動機等的故障，不僅影響電氣系統運行的效率與安全，而且在檢修方面具有較大的難度.在傳統的故障診斷中，一是故障診斷的方法復雜，且準確診斷率較低；二是故障診斷需要花費大量的時間與人力，與當前的工業發展需求相沖突.例如，在對變壓器的故障診斷中，傳統的診斷方法是首先需要對變壓器油產生的氣體進行收集與分析，基于分析的數據判斷變壓器是否發生故障.這就需要花費較多的時間和人力，如果數據分析不準確，則會影響診斷的準確率，降低變壓器運行的穩定性和安全性.所以，人工智能技術的應用，實現了對變壓器故障診斷的自動化，極大地提高了故障診斷的效率和準確性.

4 結束語

快速發展的科學技術，改變了我們的生活.人工智能技術的出現，推動了現代文明的發展.作為一門新興高科技，其在現實中的應用價值是無限的.首先，基于人工智能技術的電氣自動化控制，轉變了傳統的電氣控制模式，實現了跨越式發展；其次，人工智能技術提高了電氣自動化控制的效率，無論是在人力上，還是在物力上，都大大降低了成本的投入，表現出良好的現實意義價值.

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