電子自動化控制中智能技術及應用

楊怡康

摘 要：以科技驅動創新發展，已經成為各領域各行業現代化建設的客觀需求與發展必然趨勢。在此背景下，作為科學技術體系中的重要組成部分，智能技術被廣泛應用到各領域中，并發揮著至關重要的作用。本文以電子自動化控制為例，對電子自動化控制中的智能技術及其應用進行了簡要分析，以期加強對智能技術的認知與了解，使其更好推動我國電子自動化控制領域的創新發展。

關鍵詞：電子自動化；自動化控制；智能技術

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0022-02

電子工程是電氣工程領域中的重要組成部分，因此，電子自動化控制在一定程度上也可理解為電氣自動化控制，側重于電子設備、電氣裝置、電氣系統等的自動化管控。將智能技術應用于電子自動化控制中可有效提升電子自動化控制質量，促進其作用的充分發揮，從而實現相關產品（系統）智能化水平的提高。因此，在科學技術不斷創新，高度重視創新驅動發展的背景下，有必要加強電子自動化控制中智能技術及其應用的研究，以更好指導實踐，推動產業發展。

1 智能技術與電子自動化控制

1.1 智能技術

智能技術是基于計算機網絡技術、電子通信技術、信息技術、傳感技術、GPS定位技術等創新發展與結合應用下，形成的綜合性技術，是用于智能與智能應用研究，所采用的技術與方法，包括智能主體、機械學習、數據挖掘、知識網絡構建、自主計算、智能檢索等眾多內容[1]。隨著產品市場競爭的日漸加劇，產品在滿足基本功能需求的同時，其性能與功能得到進一步強化，側重于從“人文+技術”入手，實現自動化、智能化發展，獲取競爭優勢。

1.2 電子自動化控制

關于“電子自動化控制”可從“電子自動化”與“自動化控制”進行解釋。電子自動化是電子工程信息化建設的一種表現形式，在電子技術、計算機網絡技術、信息技術、檢測技術、傳感技術等結合應用下，實現電子設備（系統）的自動化發展，包括自動化作業與管控；而自動化控制是機械電氣一體自動化集成控制理論，也是機械電氣一體自動化集成控制理論技術，它能夠根據設備、機械生產目的與使用要求，在設備操作人員直接或間接參與下，實現半自動或全自動控制，可有效將人們從單一、枯燥、繁重的體力勞動中解放出來，節約勞動資本，降低工作強度，提升工作質量與效率。因此，電子自動化控制，則是以電子工程為主，對各種自動化裝置與系統，實施的自動化控制，并使其具備自動化作業能力。

2 電子自動化控制中的智能技術

隨著電子自動化控制設備與系統應用范圍的不斷拓展，以及應用要求的不斷提高，智能技術逐漸滲透到電子自動化控制領域。并在一定程度上有效提升電子自動化控制性能，實現其應用質量與效率的提升，為電子工程優化發展奠定良好基礎，成為電子自動化控制不可或缺的存在。對當前電子自動化控制中的智能技術進行歸納與總結，智能技術大致可分為以下三種類型：

（1）智能檢測技術。智能檢測以先進傳感器技術為核心，在計算機系統、信息技術、網絡技術、人工智能技術等結合應用下，能夠對數據進行自動采集、分析、識別，并實現多種計算與分析，滿足設備或系統測試與故障診斷目的的技術[2]。通常情況下，電子自動化控制中智能檢測技術的應用多體現在電子儀器儀表中。以工業生產電動調節儀表為例，智能檢測技術的應用，提升了儀表智能化水平，使其能夠通過自動檢測，獲取被檢測對象數據，計算與分析出被檢測對象數值變化規律與變化趨勢，掌握被檢測對象實際情況。與此同時，在多媒體技術、人工交互技術、人工神經元技術的支持下，儀表能夠將檢測到的信息，納入自動化控制范疇，從而根據實際情況與需求，制定相關決策，進行作業行為約束，以實現工作質量與效率的提升。（2）智能數據分析技術。智能數據分析是電子自動化控制中應用較為廣泛的智能技術，在自動化控制系統中充當“智能化助手”角色，能夠在有限時間內，獲取有價值數據，并進行數據應用，提升決策正確性，實現工作質量與效率的提升。通常情況下，智能數據分析涉及到的知識與技術相對較多，包括統計學、模式識別、機器學習等。例如，遠程智能電表，在智能數據分析技術應用下，能夠根據所采集到的用戶用電信息進行實時分析，了解用戶用電情況，明確一定時間內用戶用電變化趨勢，便于相關工作人員進行電網調度與電能供應管理。（3）智能診斷技術。智能診斷是以知識處理為基礎，在傳感器技術與自動測試技術基礎上，引入人工智能，形成的智能診斷方法。智能診斷的核心技術為人工智能技術，能夠依據神經網絡診斷原理（通過人腦神經元結構特征模仿，構建非線性動力學網絡系統，使系統具備人腦某些能力，能夠將人類知識引入診斷流程），實現風險自動化識別與故障自動化定位。并基于故障判斷，提出針對性解決方案，實現故障“智能”處理。以電網故障檢測系統為例，故障檢測系統能夠以診斷對象標準工作狀態為基準，實現狀態信號預處理，并對診斷對象變化情況進行推斷，基于經驗數據構建虛擬模型，將虛擬模型代入智能系統（診斷知識庫）中，將標準與系統現實相對應，依托智能設備進行異常解釋與判斷，獲取診斷結果。而應用與系統中的智能斷路器，可依據診斷結果，進行合閘與分閘，實現問題應急處理與預警[3]。

3 電子自動化控制中智能技術的應用

智能技術應用于電子自動化控制裝置（系統）已經成為電子自動化控制現代化建設與發展的必然趨勢，以下為智能技術在電子自動化控制中的幾種應用。

3.1 優化電子自動化控制設計

在電子自動化控制裝置與系統設計過程中，應用智能技術能夠在不改變其性能的基礎上，實現其結構的調整與優化，從而提升裝置（系統）質量，以滿足其在實際應用中的需求。例如，在汽車主動懸掛控制系統設計過程中，設計人員常應用線性最優控制技術，在保證受控結構動態穩定性的基礎上，尋找可行的控制規律，使受控于系統的對象，從起始狀態轉到既定要求的終端狀態，同時使既定要求性能指標達到最值（最大或最?。谝欢ǔ潭壬夏軌蛴行г鰪娤到y工作效率。又如，在控制系統設計過程中，引入神經網控制技術能夠進一步提升裝置（系統）控制效果，增強裝置（系統）控制的自動化、智能化水平。相對于傳統以數學模型與性能指標為基礎進行設計的電子自動化控制裝置（系統）而言，神經網絡控制的設計，雖然不具備顯示知識表達的優勢，但它能夠在多個簡單神經元連接下，模擬人類的思考方式進行大容量信息分析與處理，滿足大型設備、大規模系統控制需求。與此同時，神經網絡控制技術的自組織、自學習能力、容錯性與魯棒性較強。因此，在電子自動化控制系統設計過程中，應用神經網絡控制技術，當系統中某區域或構件發生故障，出現功能失效狀況時，能夠將故障控制在一定范圍，降低其對整個系統的影響。

通常情況下，神經網絡控制技術在電子控制領域中的應用主要由以下三種情況：

（1）作為控制器被應用于控制系統中；（2）作為控制對象模型被應用于控制結構中；（3）作為非線性函數或過程參數評估裝置應用于控制網絡體系中。

3.2 強化自動化控制系統性能

在現代化工業生產中，隨著機械設備應用規模的不斷增加，以及機械設備自動化作業水平的日益提升，自動化控制的重要性愈發明顯。提升電子自動化控制性能，實現電子自動化控制系統的有效擴充成為人們思考與關注的重點。而隨著智能技術的出現與應用，原自動化技術、電子自動化控制技術得到補充與完善。在此背景下，電子自動化控制裝置與系統性能得到強化。

以PLC控制器為例。PLC作為現代工業生產中應用較為廣泛的電子控制器，是在原繼電控制原理的基礎上，依托先進科學技術，以可編程存儲實現順序控制、算術操作、邏輯運算、定時操作等指令的執行，并進行信息的數字化輸入與輸出，從而對設備或工業生產流程進行有效控制。將智能技術應用于PLC系統，可進一步提升PLC系統的穩定性、可靠性以及對信息的處理與分析能力?，F階段，智能技術對于PLC系統的擴充主要體現“主區”與“分站”兩個層面。其中，“主區”層面主要表現為：在PLC系統中央處理單元引入人工智能技術，增強程序運行與處理的可控性、協調性；而“分站”層面主要表現為：對各流程工序的自動化與智能化監控，使輸入與輸出電源能夠依據“主區”規劃運行，并通過反饋控制、雙向控制，增強系統運行穩定性、安全性。

3.3 提升自動化控制應用質量

學科之間的融合發展推動技術的集成化、一體化發展。在此背景下，電子自動化控制領域中的智能技術呈現出綜合應用態勢。即根據電子自動化控制需求，進行功能模塊的組合。其優勢在于：優化系統結構；使設計與實現成本得到有效控制；增強系統操作簡便性；促進電子自動化控制裝置、電子自動化控制系統在實踐應用中質量與效率的提升。現階段，模糊控制技術與其他技術的集成，已經取得一定發展成效，包括“模糊控制+神經網絡”、“模糊控制+專家系統控制技術”、“模糊控制+網絡技術”等[4]。例如，某變電站智能化改造過程中，依托技術集成優勢，增設了分布式流量監控系統、電網智能保護系統、變電器檢測與故障診斷系統，實現了神經網絡控制技術、專家系統故障診斷技術、模糊控制技術等的集成應用。并且經過智能化改造后的電子工程項目，在為期四個月試運行期間，故障發生概率由0.2%下降至0.03%，電力系統供電穩定性提升了0.02個百分點，自動化控制系統應用效果顯著。

4 結語

隨著智能技術的不斷完善，其在電子自動化控制中應用作用愈發顯著，不僅有利于提升電子自動化控制質量與效率，也能夠進一步提升自動化控制的自動化、智能化水平，為企業生產、管理帶來便利。本文通過分析電子自動化控制中的智能技術及其應用，旨在加強對智能技術的認知與掌握，了解智能技術應用優勢，以進一步提升電子自動化控制效果，促進其在企業建設與發展中作用的充分發揮。

參考文獻

[1]唐永明.解析電力系統自動化控制中的智能技術應用[J].低碳世界，2018（11）：57-58.

[2]于洋.淺談電子工程自動化控制中的智能技術[J].計算機產品與流通，2018（3）：69.

[3]秦阮奇.智能技術在電子工程自動化控制中的應用探討[J].時代農機，2018（2）：74.

[4]馬云飛，余剛，王羽超.電子工程自動化控制中的智能技術[J].電子技術與軟件工程，2017（8）：142.