人工智能視域下電氣自動化技術的應用探究

劉灼成

摘要：隨著現代工業的迅猛發展，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。為了讓電氣自動化控制中人工智能技術發揮更大的作用，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。

關鍵詞：人工智能、電氣控制、自動化技術

一、什么是人工智能

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，可以設想，未來人工智能帶來的科技產品，將會是人類智慧的“容器”。人工智能可以對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過人的智能?？偟恼f來，人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜工作。但不同的時代、不同的人對這種“復雜工作”的理解是不同的。2017年12月，人工智能入選“2017年度中國媒體十大流行語”。

二、針對電氣自動化存在問題的研究

（一）電氣自動化的監視系統存在問題

電氣自動化監視系統經常出現的情況一般有下面幾種，一般的電氣自動化監視系統不可以很好的把企業里面所含的電氣自動器件和微機機電保護設備所出現的問題進行及時觀測，相關負責工人也不可以完成對這些檢測數據的核對，這樣他們就不可以對電氣系統有比較全面的了解。大部分相關單位在檢測電氣自動化相關數據相關過程中所使用的是中央信號光字牌。然而因為電氣自動化的發展節奏相對很快，目前的監視系統在監測設備運行的檢測方面以及對所出現的突發情況的反應能力方面都跟不上相關部門的實際需求。

（二）電氣自動化的控制系統存在問題

對于電氣自動化控制系統來說，它所出現的情況主要有下面幾個，首先是部分發電部門在升壓站的設備上的隔離的問題，這種情況的弊端是假如開關的某個部分出現故障，那么全部的生產過程都有可能受到影響;其次是一些部門對故障或者損壞更換的處理，這樣會使得停機工作時間變長，進而增加了生產的投入，同時操控也會變得更加復雜，工人就需要投入更多的勞動力。

三、針對人工智能技術在電氣自動化控制中應用的研究

（一）人工智能技術在電氣控制中的應用

人工智能在電氣自動化的運行方面的使用有以下幾類，電氣控制作為電氣自動化的重要組成部分，有效的推進了電氣自動化發展的進程，人工智能的使用可以減少電氣工程的生產投入，加快生產進程。人工智能對于電氣控制所起到的作用的部分有模糊控制、專家系統控制、神經網絡控制三種。模糊控制的運作過程是借助交流傳動和直流傳動在控制電氣運行的過程所產生的電氣傳動來影響電氣工程的運行。當交流傳動出現難以解決的問題時一般是把傳統的控制器換成模糊控制器來幫助完成運行過程。當電氣直流傳動出現問題時，一般使用模糊邏輯控制當中的Mamdani或者是Sugeno來幫助完成運行過程。

（1）何為Mamdani

Mamdani模糊系統由模糊化處理算子，模糊推理機制和非模糊化處理算子三個部分組成，這三個部分都與系統論域的劃分相關。這類模糊系統在形式上的主要特點還體現在其模糊規則的形式上，其定義可敘述如下[1] 。

若模糊系統，的模糊化算子為rain函數，并且F的模糊規則R具有形式：其中如果當k=1，2，...p時， =0，則稱F為第一類Miso-Mamdani模糊系統;如果對 不加限制，則稱F為第二類Miso-Mamdani模糊系統。

在 Mamdani 型模糊系統中，模糊規則的前件和后件均為模糊語言值，它實質上是在純模糊邏輯系統的輸入和輸出部分分別添加模糊產生器和模糊消除器。該系統的輸入與輸出均為精確量，因而可以直接在實際工程中應用。由于其應用的廣泛性，又稱為模糊系統的標準模型。

（2）何為Sugeno

傳統的模糊系統為Mamdani模糊模型，輸出為模糊量。

Sugeno模糊模型輸出隸屬函數為constant或linear，其函數形式為：

它與Mamdani模型的區別在于：

（1）輸出變量為常量或線性函數;

（2）輸出為精確量。

（二）人工智能技術在電氣設備中的應用

要想保證電氣自動化能夠合理的應用在工業生產過程中，首先要明確它都依據于哪些科學內容，其次在選擇操作工人的時候也要設立一定的要求，最基礎的要求是要保證他們在有關專業知識方面要有全面的掌握，其次他們要有足夠的能力對相關業務進行處理，另外他們還要對工作有責任感和使命感，這樣才能夠使電氣設備的工作得到一定的保障。把人工智能與電氣工程結合需要使用計算機來編寫特定的代碼語言來控制運行過程，這種方式可以有效的減少勞動力的投入還可以保證運行過程的精確無誤，在此基礎上電氣工程將會發展的更加迅速。

（三）人工智能技術在日常操作中的應用

過去電氣工程在運行過程中都需要安照規定好的操作過程來進行，如果哪個步驟出現差錯就可能會帶來非常大的危害和損失，這就會使部門的生產受到阻礙，也會不利于人們生活的穩定，嚴重情況下還可能對社會的進步造成不利的影響。人工智能技術的發展和使用在一-定程度上使電氣工程的運行得到了改善。如果我們對電氣化方面的界面控制流程進行處理，并把一些有用的相關研究結果進行保存，就會使以后的電氣化發展有據可依。

（四）人工智能技術在故障與事故診斷中的應用

人工智能還可以及時的對電氣過程中所出現的一些突發情況進行處理，因為當電氣自動化應用到制造業當中的時候，由于制造步驟比較繁瑣，因此它出現突發情況的可能性也會增大，假如我們發現的比較晚，那么將會給部門和公司帶來非常嚴重的后果。又因為過去人們所使用的用于檢測生產用具是否存在毛病的方式的操作流程非常復雜，而且檢測結果很有可能還存在誤差。假如變壓器發生了意外，大部分操作人員會先取出變壓器內的一些油，然后把這些油進行化學處理并收集處理過程中所產生的氣體，再通過一些方式來檢測氣體的類型，最后把實驗數據結合起來得出結論，最后再確定發生問題的部位。我們從操作步驟中可以發現，這種檢測方法將會導致人力的大量投入并會花費大量時間，而且所確定的問題還可能存在偏差。人工智能作為一種比較先進的技術，他有效地把模糊理論，神經網絡和專家系統結合起來，提高了故障檢測工作的效率和精確率，避免了過去診斷過程中所出現的一些弊端。

（五）人工智能技術在電氣傳動控制過程中的應用

人工智能對電氣傳動操作過程也發揮著重要的作用。人工智能技術對電氣傳動運行過程影響一般體現在直流傳動和交流傳動的運行過程中。直流傳動指的是人工神經網絡和模糊邏輯調控，交流傳動指的是神經網絡和模糊邏輯。對于人工神經網絡來說，它里面包含一致性且非線性的函數估測裝置，它在電氣傳動控制工程中不用依據控制系統所提供的模型，它對嗓音變化不能夠快速做出反應。而對于人工神經網絡來說無疑它內部的并行結構可以對所有傳感器輸入的信息做出相應的反應，它比較常見的應用有診斷系統和監控系統。

（六）人工智能技術在電氣設備設計中的應用

人工智能還能夠在電氣工程的設計當中發揮作用。因為電氣裝置的構造原理需要把電路理論，設計理論，電氣理論等多個理論進行有機結合，假如我們使用過去按照感覺來對電氣裝置進行設計的方法來完成電氣設備的構造工作，那么最終結果將達不到我們預期所想要的效果。但是假如我們在設計過程中加入人工智能技術，把生產制造的每個步驟都做適當調整這樣生產單位當中的人員也能夠按照崗位實際需求進行合理的分配，物資也能夠得到更充分的使用，同時也能夠通過降低生產損耗的方式減少生產投入，另外用于新產品的研發時間也能夠被顯著縮短，同時所生產加工出來的產品的品質也有了更好的保障。

參考文獻：

【1】王幫元.電氣自動化控制中人工智能技術應用探究。2015.000（9）：50-52

【2】楊佳澎、柳卓明、王浩、姜雨亭.電氣自動化控制中人工智能技術應用探究。2017.000（10）：28

【3】郭云.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用探究。2019.（000）021