淺析人工智能技術在電氣自動化控制中的應用

黃磊

【摘? 要】科學技術背景下，行業電子信息和智能化程度越來越高，促進了人工智能技術的發展。電氣自動化控制系統中，也逐漸引入人工智能技術。論文闡述了人工智能技術的內容、特點，并分析了電氣自動化控制系統中人工智能技術的具體應用途徑和發揮的作用，以供參考。

【Abstract】Under the background of science and technology， the degree of electronic information and intelligence in the industry is getting higher and higher， which promotes the development of artificial intelligence technology. Artificial intelligence technology has been gradually introduced into the electrical automation control system. This paper expounds the content and characteristics of artificial intelligence technology， and analyzes the specific application ways and functions of artificial intelligence technology in electrical automation control system， for reference.

【關鍵詞】人工智能;電氣自動化控制;設備應用

【Keywords】artificial intelligence; electrical automation control; equipment application

【中圖分類號】TM76;TP18? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0173-02

1 引言

人工智能是在經濟迅速發展階段產生的，結合了自然科學與社會科學的內容，是一項新的技術科學，主要研究人工智能理論方法以及開發應用系統。可以說，人工智能技術是社會科學技術發展的必然趨勢。這項技術的有效運用在現代化工業建設中發揮了重要作用，為工業化發展打下良好基礎。當前階段，我國運用人工智能技術尚不成熟，還需要充分地研究和拓展應用途徑。社會發展中，人工智能技術的加入為社會建設打下了良好基礎，提升了現代化工業的發展水平，成為電氣自動化控制的新的技術方向。

2 人工智能技術的內容、特點

作為新興技術科學語言，人工智能擁有較為廣泛的研究領域，是計算機科學的重要分支，涵蓋機器人、語言識別以及圖像識別等研究應用方向。人工智能的產生的意義在于研究和開發拓展人類智能的理論、應用方法等，勝任復雜的、無法采取人工方式完成的任務。現階段，人工智能研究發展迅速，已經應用于運動控制、工業過程控制、電子與計算機技術、信息處理等領域中，在應用過程中不斷地更新換代。由于人工智能屬于自然與社會科學的交叉性學科，因此會涉及數學、心理學、計算機科學等領域，模擬人的思維信息過程，完成智能搜索等其他具有難度的工作。

3 人工智能控制器的優勢

電氣自動化控制系統中，人工智能技術的應用大多體現在人工智能控制器的使用上，系統的優勢特點也體現在這一點。在算法和控制器上，人工智能技術下的控制器算法優化，作用更加突出。其中發揮關鍵作用的算法有模糊理論算法、神經算法、遺傳算法等，可以應用于沒有控制對象的模型上。針對電氣自動化設備分類的過程中，人工智能控制器采取了不同的方式開發，具體的優勢如下：首先，人工智能控制器不需要采取模型控制的方式，實際控制的對象即使有很多不確定因素，都能最大程度地滿足控制要求;其次，在使用的過程中可以不斷地完整，靈活性較強，且人工智能控制器不會受到其他驅動器的影響，從而保證數據計算的精準性;最后，這項控制器的使用避免了較大的人力和物力支出。設計的過程中無需專家參與，只需要執行數據分析即可。由于人工智能控制器的適應性較高，計算準確，功能強大，能夠解決很多常規方法所不能解決的問題。

4 電氣自動化控制系統中應用智能化技術的意義

電氣自動化控制領域中，引入人工智能技術是為了進一步提升電氣自動化產品的質量，在節約資源的基礎上保證安全生產。實際工業生產的過程中，受到多方面因素的影響，有各種各樣的問題存在，運用傳統方式無法達到電氣化控制的效果，這時人工智能技術的運用就發揮了重要作用。一些生產系統在執行操作的過程中會根據產品的特點改變操作，但常常面臨重重阻礙和問題，人工智能技術的運用能夠處理相關問題。實際的生產系統運行中，會出現大量的模糊信息，傳統控制系統無法對這部分信息進行有效利用，造成了嚴重的資源浪費。人工智能技術支撐下的控制系統，能夠分析模糊信息中的有用信息，預防電氣自動化系統的隨機性故障，作出緊急且有效的處理。

5 人工智能技術在電子自動化控制中的應用途徑

行業發展中，引入新的技術方式，對電氣自動化控制的要求也越來越高。在信息技術發展的背景下，融合電氣自動化技術和人工智能技術已經成為時代發展的必然趨勢，且兩項技術融合發展在解決復雜控制問題上發揮了重要作用。在沒有人力資源干擾的情況下，根據生產需求開啟智能化自我控制和程序分析是人工智能技術的應用方向。電氣自動化控制系統中采取的控制方式為以下三種。

5.1 神經網絡控制

神經網絡作為一種經驗模型，是根據生物神經網絡的功能建模的。當有機體中的神經元感受到外部刺激時，會作出本能的反應，在相關的神經元中輸入感受的外部刺激信息。信息的輸入和輸出是一種非線性的生理活動。在神經網絡控制的過程中，運用人工智能可以在活生物體生理活動的基礎上構建一個適用于機械化操作的神經網絡。這個神經網絡系統是由多個零部件和層次結構組成的。不同的神經網絡連接在一起構成了人工智能網絡系統，滿足操作需求。輸入信息的方式借鑒了生物神經網絡，在此基礎上所建立的人工智能神經網絡具有其他系統網絡所不具備的優勢，信息處理的效率和質量都是上乘的。神經網絡的其他構成部分與處理單元相接。為了最大程度地模擬大腦功能，在神經科學學科研究的基礎上提出了神經網絡模型。這種模型只是相關功能的模擬，因此并不能完全做到反映大腦功能。在處理信息的過程中，這種系統網絡比較依靠神經元之間的交互，而儲存信息則依靠的是不同網絡元素的連接。多個神經元連接在一起形成了神經網絡，處于系統網絡中的每一個神經元都具有接收輸入信號的作用。不僅如此，根據特定規則，能夠更改信號輸入和輸出的方向，向外輸出信號。正是因為神經網絡系統中有成千上萬個神經元，因此在連接上復雜性特征明顯。不同神經元在信息傳遞的過程中呈現出非線性特征，輸入和輸出信號間搭建不同關系，并根據這些關系形成了一個又一個模型，將機理模型難以精準描述出來的客觀規律和必要聯系予以顯示。當前階段，神經網絡控制發展趨于人工智能化，因此在電氣自動化中能夠發揮作用，實現合理運用。

5.2 專家控制

結合傳統控制理論的基礎上，重新規劃和設計了專家系統，為整個系統的有效運作提供保障，實時監測，有效控制。智能控制領域的著名專家定義了人工智能專家控制系統為高水平的應用專家系統，基于人類專家知識經驗學習基礎上建立的控制系統。從中了解到，專家控制系統運行的前提是較為完善的專家系統技術。為了提高專家系統知識的獲取能力，要著重解決系統運行過程中存在的問題。事實上，運用智能算子進行推理的過程中可以借助語義網絡等其他表達形式。使用專家控制推理機制時，采用正向推理很難滿足需求，因此要借助多項推理的方式更好地實現專家控制策略。

5.3 模糊控制

人工智能系統中，模糊控制器是發揮模糊控制作用的關鍵部分，在信息分析和控制應用上也有效果。事實上，控制器的類型多樣化，不可避免地會被系統狀態等規則性因素影響。模糊控制系統與其他控制系統的主要區別在于，依靠理論知識表示和規則推理的語言型，具有模糊量化處理，模糊推理和非模糊化推理的功能。通常情況下，模糊控制器要從被控制對象層面得到數字信息，借助數據模型的控制器，將數學信號轉換為模擬信號，然后進行有效傳輸。電平轉換和A/D轉換與D/A轉換共同服務于I/O接口裝置。執行結構包括交流和直流電動機，伺服電動機以及步進電動機等。除此之外，模糊控制系統的對象受到的限制減少，生產對象、生物和社會活動都在其范圍內，形式變化是多樣的。無非是確定性的，是單變量的還是多元的，是否有遲滯都沒有關系，更不用說是線性還是強耦合性。由于一些受控制對象的數學模型較為復雜，提供的運算結果不精確，在這樣的情況下使用模糊控制更有效。事實上，監控設備本身就是一個傳感器，因此可以在各種控制過程的受控對象和受控數量之間轉換電信號。控制的主要方向為速度、溫度和壓力等物理性因素。模糊控制系統中，傳感器的作用尤為重要，它的質量和系統工作的質量息息相關。基于上述內容，在選擇傳感器的過程中，要關注到質量和精準度上，并根據工作要求進行合理選擇。

6 結語

由上文可知，各個行業和領域發展中，都逐漸采用了人工智能技術，這項技術的廣泛性運用意味著人工智能的發展迅速。運用于電氣自動化控制過程中提高了生產效率，同時是促進企業經濟發展的重要方式。我國的電氣工程也在不斷發展完善，未來的工程建設中會全面應用人工智能系統，朝著標準、智能化方向發展。除此之外，采取人工控制電氣設備的方式會在生產過程中逐漸被淘汰，人工智能技術會進一步改善企業的生產效益和產品質量，讓企業在市場競爭中擁有強大的企業競爭力，創造更高的經濟效益。

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