人工智能技術在電器自動化控制中的應用

葉 寧

閩江師范高等專科學校，福建 福州 350001

0 引言

人工智能技術在智能家電系統及智能化生產管理設備中的成熟應用，可以提升電器系統的工業生產及智能化制造管理水平。隨著人工智能技術研究成果的大量涌現，其技術成果在中國智能電器技術與生產自動化等相關電器行業得到廣泛開發與應用，對于進一步推動中國現代化智能家電產業的發展起到積極的作用，并產生重大影響[1]。利用人工智能技術設計家電智能化控制系統，不僅能合理地提高家電的智能化能力，提升其在復雜使用過程中的使用效率，而且相關研究成果也能為中國智能自動化及家電工業智能化領域制定科學技術發展規劃和國家經濟中長期規劃提供更加科學合理、切實可行的創新技術研發方向和資金保障。今后，在我國家電的智能化、自動化控制的發展進程中，人工智能技術的應用是國家必須重視并不斷探索的一個重大技術課題[2]。

1 人工智能技術概述

人工智能技術是計算機和仿生學結合的產物，通過高科技手段可以使計算機進行智能化的選擇，并產生和人一樣的思維和判斷[3]。在人工智能技術的歷史演進中，通過采用人工智能高度仿真地模仿人腦的思維過程得到各種先進應用技術。應用人工智能技術能夠高度仿真地模擬人的日常意識活動，相關研究成果可以用于各行業，并取得了良好的應用效果[4]。

1.1 研究方向

人工智能技術是采用人工智能計算機的新型智能技術，技術內容其主要涉及計算機人工智能、現代人工智能計算機等重要的計算基礎學科知識[5]。未來，計算機人工智能的主要研究方向主要集中在如何對與人類活動相關的大量知識信息進行有效收集、存儲，以及如何在功能任務下實現自然語言的加工整理、分析及判斷等智能數值模擬過程。

1.2 應用特征

與當今國內市場的其他智能技術相比，人工智能技術的應用具有顯著的多學科特征[6]。在用于工業智能電器及其自動化控制時，人工智能技術的應用效果突出，利用人工智能技術為工業電器產品開發的機器人能夠輕松地實現對多種人類行為的智能模擬，如技術性和復雜性較強的操作活動的智能模擬，達到較好的智能化人機綜合控制效果[7]。

2 人工智能技術在電器自動化控制中的作用

2.1 進行智能化管理

人工智能技術在我國相關行業領域中得到成功應用。把人工智能技術用于電器領域中的電器及其自動化系統、智能控制系統等，可以充分發揮其智能化管理優勢，減少實際使用過程中的操作及人員需求，提高生產現場工作的自動化程度及工作效率[8]。同時，人工智能技術可以為我國電器設備的自動化智能控制等的應用和開發提供穩定的技術支持，帶來經濟效益，有顯著的應用及推廣價值。

2.2 提供多樣化的應用功能

應用人工智能技術，可以在我國電器自動化控制領域實現智能化控制系統的大規模集成及應用，滿足各類用戶的需求；可以為智能化電器產品及自動化系統提供多樣化的應用功能；可以充分地模擬人腦的活動，在各類工業電器及其自動化控制場景中滿足特定應用功能的需求。

2.3 提高效率

在電器自動化控制中應用人工智能技術，可以實現電器的自動化控制，有利于提高數據信息資料的采集和分析效率；同時，可以進一步提高自動化控制效率，實現工作量的實時自動化計算與模擬。應用人工智能技術能夠減少在相關輔助設備的生產研發流程與工藝制造環節中投入的設備和人工成本，大幅提升產品的生產與工作效率。

2.4 提升經濟效益

應用人工智能技術可以在遠程智能電器生產線、自動化控制設備及控制監測裝置中獲得有效應用。利用人工智能技術，可以維護遠程智能化電器生產線、自動化控制設備及控制監測裝置運行中需要維護的大量的復雜工作系統，并快速轉換各種運行工作系統的狀況信息和大規模智能模擬與計算得到的數據，從而逐步實現企業的現代化，讓企業成為優質、高效、節能的生產企業，提升系統設備運行管理及企業自動化技術管理的綜合經濟效益。

3 人工智能技術的關鍵技術

3.1 模糊控制技術

模糊控制技術是當代人工智能技術中一項十分重要的技術，是完全建立在模糊技術集合理論基礎上的智能處理新技術。目前，模糊控制技術取得了良好實際的應用效果，尤其是在計算機技術日新月異的發展形勢下，模糊控制技術對復雜電器設備的綜合適應性越來越強，專家模糊控制人工智能技術開始出現，其能夠通過自我感知學習，實現更好的智能化控制效果。

目前，模糊控制技術軟件能在微型計算機硬件上直接編程操作，大大降低了計算機操作、編程的難度，提高了系統操作、編程的效率。例如，模糊控制技術可用于自適應調節（見圖1），計算機在現場應用場景中能夠更好地遠程控制電器設備

圖1 基于模糊控制技術的自適應調節示意圖

3.2 專家控制技術

應用專家控制技術能夠更好地進行智能化決策，并且能夠顯著提高智能化決策的邏輯科學性與方法合理性，能夠快速實現類似于人腦決策的智能處理效果。專家控制技術能夠在實際應用中自動進行深度學習，如果出現過類似的問題，可以自主解決。例如，專家控制技術可用于農業生產，實現智能化農業管理（見圖 2）。

圖2 智能農業專家系統整體功能架構圖

3.3 神經網絡控制技術

在人工智能技術中，神經網絡控制技術是核心技術，其通過對大腦每個神經回路的仿真模擬，可以實現自動化和智能控制（見圖3）。

圖3 神經網絡結構模型

神經網絡控制技術的功能十分強大，能夠提供提高計算機能力與機器自學能力等多種應用功能，并且在工程應用實踐中能夠及時對實際問題信息進行智能分析和識別，從而實現對智能電器設備狀態的準確的遠程智能控制。

4 人工智能技術在電器自動化控制中的具體應用

4.1 在電器產品設計中的應用

電器產品設計涉及電機控制技術、機械電路、電子技術等電子專業基礎理論知識，在傳統的工業電器產品開發設計環節，為了確保設計質量，需要增加相關設計人員的理論知識和經驗儲備，提升其綜合技術能力。

合理應用人工智能技術，能夠提高對資源的綜合利用率，降低由人為因素導致的成本增加等問題的出現概率。應用人工智能技術，通過科學的技術規劃、設計分析與實際操作，可以實現電器產品的設計優化，避免因設計人員能力不足或缺乏實際經驗等導致的較大規模的研發資源浪費，以及研究成本巨大、投入浪費等重大問題。

4.2 在電器控制中的應用

分析近年的企業電器自動化智能控制系統設計與開發的經驗可以發現，應用人工智能技術開發的電器自動化控制系統是提升電器設備工作效率的有效途徑。自動化控制系統能夠為各類電器的運行及使用的總體安全性、穩定性等提供安全保障，也能夠提高各種電器產品及系統的總體生產效率和質量，從而促進電氣控制的智能化發展。

4.3 在電器設備故障診斷中的應用

電器設備產品在實際的生產、運行或維修過程中可能發生各種小故障。一般情況下，電器設備產品會在小故障發生的前幾天出現一些故障征兆。因此，在管理養護的過程中，要注意定期監測全系統和各個設備的細節狀況，保證在維護管理的過程中突發新的故障現象時能夠進行科學合理的檢測和控制，從而提高整個系統的故障動態監測及控制工作的效率，保證各電器設備能夠合理高效地工作。

在傳統工業電器設備檢修診斷工作中合理科學地應用人工智能技術，能夠準確、快速地對發生的故障位置展開定位，明確故障范圍。這樣一來，系統也能直接對設備的故障發生點展開快速、有效的故障診斷，從而大幅提高故障現場的檢修效率，提高維修質量。

5 結束語

在各種電器自動化裝置及其控制中，人工智能技術的應用一直都是反映當今科學技術發展的重要體現。在我國現代電器裝備及其智能自動化控制系統中充分推廣、應用人工智能技術，有助于提高工業電器系統的智能化和自動化水平，提升能效水平與自動化作業質量。

因此，要全面分析、了解電器自動化控制中人工智能技術的各種特征與各類關鍵應用功能。通過應用電器人工智能技術與集成平臺系統，能夠真正實現技術創新，降低制造業設備的人工成本，促進國內電器行業制造信息化進程的可持續與協調穩定發展。