電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中智能技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，人們對于生產(chǎn)力的要求也在提高，只有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的智能化，才能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要。在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域里，智能技術(shù)的應(yīng)用更是研究的熱點(diǎn)問題，它與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有著更多的優(yōu)勢。文分析了智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢，探討了它在電氣自動(dòng)化控制中的相關(guān)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化控制；智能技術(shù)；應(yīng)用

作為一門新興的技術(shù)科學(xué)，智能技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)分支，它借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在模擬人類智能的基礎(chǔ)上將其進(jìn)一步擴(kuò)展與延伸，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的智能反應(yīng)。智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括了國防、醫(yī)療、航空和電力系統(tǒng)等。為了實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)的自動(dòng)化，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，智能技術(shù)得到大力推廣與廣泛應(yīng)用，不僅解決了很多傳統(tǒng)技術(shù)無法解決的問題，更有效提高了電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)作效率。

1 智能技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢

對于不同的智能控制技術(shù)，需要用完全不同的方法來討論，但是有些智能控制器可以將其歸為一類，這樣既能夠較好的理解，也有利于統(tǒng)一開發(fā)這類智能控制器的控制策略。例如非線性函數(shù)近似器中就包括了模糊神經(jīng)、神經(jīng)、模糊和遺傳算法等。相比于常規(guī)的函數(shù)估計(jì)器來說，這些人工智能函數(shù)近似器有著更多的優(yōu)勢。

1.1 由于在很多場合的自動(dòng)化控制器設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)際控制對象的模型存在著參數(shù)變化、非線性等很多不確定因素，因此實(shí)際控制對象的精確動(dòng)態(tài)方程往往很難得到，而在設(shè)計(jì)這些智能函數(shù)近似器時(shí)一般不需要控制對象的模型。

1.2 根據(jù)上升時(shí)間、下降時(shí)間和魯棒性能等因素對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，能夠大大提高控制器的應(yīng)用性能。例如在上升時(shí)間上與最優(yōu)PID控制器相比，模糊邏輯控制器比它快1.5倍，而下降時(shí)間更短，比最優(yōu)PID控制器快了3.5倍，這一過程中的過沖也較其小了很多。

1.3 在進(jìn)行這類智能函數(shù)近似器的設(shè)計(jì)時(shí)，如果沒有必須的專家知識(shí)，可以通過智能響應(yīng)數(shù)據(jù)運(yùn)用響應(yīng)信息和計(jì)算機(jī)語言來設(shè)計(jì)。并且與傳統(tǒng)控制器相比較，它們在調(diào)節(jié)上更簡便易行且效果更好。

2 智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著社會(huì)和科技的發(fā)展進(jìn)步，人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也越來越為廣泛。對它在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用上，許多高等院校及科研機(jī)構(gòu)也開展了一系列的研究活動(dòng)，如將智能技術(shù)應(yīng)用在電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，或者用于預(yù)測和診斷電氣系統(tǒng)的故障，還或者用于電氣系統(tǒng)的控制與保護(hù)等相關(guān)領(lǐng)域。

2.1 電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)電氣設(shè)備是一項(xiàng)極其復(fù)雜和繁瑣的工作，它是在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)的大量經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，運(yùn)用電路、電磁場、電機(jī)電器等相關(guān)專業(yè)知識(shí)來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。傳統(tǒng)電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段較為簡單，首先它的實(shí)驗(yàn)手段較為簡單，在此基礎(chǔ)上用手工的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此獲得的方案就很難達(dá)到最優(yōu)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，在電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)上，由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方式逐漸取代了手工設(shè)計(jì)，人工智能技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用，縮短了電氣產(chǎn)品開發(fā)的周期，大大提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

智能技術(shù)應(yīng)用在電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)中時(shí)，主要是運(yùn)用遺傳算法和專家系統(tǒng)來進(jìn)行。作為一種較為先進(jìn)的優(yōu)化算法，遺傳算法非常適合用于產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此在進(jìn)行電氣產(chǎn)品的自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，也大多采用這種方法或者以這種方法為基礎(chǔ)衍生的改進(jìn)方法。除了遺傳算法，專家系統(tǒng)是產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中的另一個(gè)強(qiáng)有力的武器。但從目前專家系統(tǒng)的總體情況來看，還處于開發(fā)應(yīng)用的研究階段，還沒有做到完全應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。在電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上，河北工業(yè)大學(xué)就專家系統(tǒng)做了一些嘗試和實(shí)驗(yàn)，他們將專家系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)出了由最初設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這三個(gè)部分組成的電磁繼電器計(jì)算機(jī)輔助專家系統(tǒng)。這個(gè)專家系統(tǒng)在進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)非常方便，在設(shè)計(jì)電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸、線圈匝數(shù)和觸頭材料等相關(guān)內(nèi)容時(shí)，只需要輸入繼電器的參數(shù)，系統(tǒng)就能按照要求自行設(shè)計(jì)，還可以將特性曲線和結(jié)構(gòu)圖一一描繪出來，從而實(shí)現(xiàn)電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制。除了遺傳算法和專家系統(tǒng)外，在進(jìn)行電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，還可以使用模擬邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)等方法來進(jìn)行自動(dòng)化的智能設(shè)計(jì)。

2.2 電氣系統(tǒng)的故障診斷

電氣系統(tǒng)中設(shè)備的故障有著不確定性和非線性的特點(diǎn)，并且它與故障征兆之間有著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，用傳統(tǒng)手段很難準(zhǔn)確及時(shí)的檢測和診斷，而智能技術(shù)的方法在這一方面有著其特有的優(yōu)勢。目前在電氣系統(tǒng)的設(shè)備故障診斷上，主要應(yīng)用模糊邏輯、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這幾種自動(dòng)化智能技術(shù)。其中在電力系統(tǒng)中有著特殊地位的設(shè)備是變壓器，對于變壓器的關(guān)注也較其它設(shè)備更多，并且在文化學(xué)科中也發(fā)表了不少這方面的研究論文。目前在診斷變壓器的故障時(shí)，最常用的方法是分析變壓器油中分解出來的氣體，根據(jù)氣體的成分和特點(diǎn)來判斷分析變壓器的故障和其程度。除了對變壓器故障的診斷，在預(yù)測診斷發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的故障上智能技術(shù)也有著廣泛的應(yīng)用。

2.3 智能控制

目前在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，智能控制技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)廣泛開展起來，但就電氣自動(dòng)化控制來說，關(guān)于智能技術(shù)控制方面的應(yīng)用報(bào)道所見不多。一般是用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和專家系統(tǒng)控制這三種方法來用于電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化控制的，而在這三種方法之中，以模糊控制最為簡單且最具有實(shí)際意義，因此較其它兩種方法來看，模糊控制的應(yīng)用較為常見。

3 結(jié)語

研究智能技術(shù)的目的無非是希望用智能機(jī)器來完成手工無法解決的或者是手工解決起來較為復(fù)雜的工作，而在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能技術(shù)也是為了電氣工程系統(tǒng)更好的運(yùn)行，它使電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與智能化，使得系統(tǒng)的精確性和運(yùn)行效率都得以大幅提升。

參考文獻(xiàn)

[1]沈君奕.電氣自動(dòng)化控制中人工智能的探討分析[J].科技資訊.2009（01）：85.

[2]葉干洲.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].科技資訊.2010（15）：102.

[3]王艷.淺談人工智能在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用[J].科技致富向?qū)?2010（26）：23-24.

[4]李東.李翠玲.人工智能技術(shù)發(fā)展概述和應(yīng)用[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化.2006（01）：45.

[5]張梓奇.蘇健祥.人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].科技資訊.2007（21）：77.