淺談電氣自動化控制中的人工智能技術

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摘要：隨著科學技術的不斷發(fā)展，使人工智能技術越來越成熟，這項技術也已逐步深入到人們的工作生活中，人類的生產(chǎn)生活趨向科技化、智能化。在電氣自動化控制中，應用人工智能技術，使電氣自動化控制進入了一個新的階段。本文將主要論述人工智能技術具有的優(yōu)勢，及其在電氣自動化控制中的具體應用。

關鍵詞：電氣自動化控制；人工智能技術；應用

人工智能技術是世界上最前沿的技術之一，其特有的感知能力，思維能力和行為能力使人工智能技術具有很好的發(fā)展?jié)摿?，人工智能研究的主要目的是提高機器的使用效率和使用性能，通過人工智能技術，使機器能夠完成只有人類才能完成的工作。而電氣自動化是運用運動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域，在電氣自動化控制中應用人工智能技術，不僅能夠促進電氣自動化的智能化發(fā)展，同時也能夠增強控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一、人工智能技術的優(yōu)勢

1.可操作性

人工智能技術，是人類通過計算機對人類進行模擬，進而使機器達到和人操作一樣的效果。也就是說，人工智能技術的發(fā)展，是基于計算機技術而進行的，所以在實際的應用和操作中，有些直接的指令，其本身具有相應的分析能力、判斷能力和處理能力，因此可以直接作出反應；有些間接的需輸入相應的操作指令，相應的程序設備才會運行。人工智能技術本身就具有一個邏輯分析，可以實現(xiàn)其本身的信息量，提高精度，減少消耗的成本，同時也保證安全性。此外，人工智能技術所具有的數(shù)字化平臺具有獨特的開放性，這一點促進了標準化的操作代碼程序的產(chǎn)生，提高了人工智能設備的使用率，減少了設備的準備時間。

2.高性價比

人工智能技術在發(fā)展中形成了獨特的通信和收集信息能力，在一定程度上具備了取代許多通訊手段的可能，在電氣自動化控制中應用人工智能技術，可以利用人工智能技術和先進的設備，形成良好的發(fā)展方式，而且經(jīng)過多年研究和發(fā)展，人工智能生產(chǎn)在成本上得到了有效的控制，并且成本呈現(xiàn)逐步下降的趨勢，在確保質量、技術以及服務的前提下，電氣自動化控制中應用人工智能技術可以為企業(yè)節(jié)省投資成本。

3.可靠性

人工智能技術是在計算機技術基礎上發(fā)展起來的一種高科技產(chǎn)品，并且在此過程中融合了高端的智能電器數(shù)字化系統(tǒng)，在此基礎上可以減少其他傳統(tǒng)控制設備的使用。一般而言，傳統(tǒng)的控制算法只是針對特定對象而具體設計的，因此只對該特定對象有一個好的控制效果，而對其他對象的控制效果則相對較差；人工智能技術在控制算法中不僅是對特定對象還是非特定對象都有較好的控制效果。在電氣自動化領域，應用人工智能技術，能夠有效的提高控制的精度和效率。

二、人工智能技術在電氣自動化中的應用

1.優(yōu)化設計

將人工智能技術應用到電氣自動化中，首先應該體現(xiàn)在電氣產(chǎn)品的設計上。電氣產(chǎn)品的設計過程是一個系統(tǒng)的、復雜的過程，這個過程不僅要綜合運用電機、電路和電磁場等學科知識，還需要有充分的經(jīng)驗。在電氣產(chǎn)品的傳統(tǒng)設計中，大都只是單純地將設計經(jīng)驗與實驗驗證相結合，技術含量不高，工作效率不高，因此所設計的電氣產(chǎn)品不能達到最優(yōu)，并且比較浪費時間，體現(xiàn)不出電氣自動化的特點。而將人工智能技術應用到電氣自動化中，使電氣產(chǎn)品的設計逐步走向智能化的道路，而這實際上也是引用計算機輔助設計。傳統(tǒng)電氣設計設計方法與計算機輔助設計相結合，可以大幅度地提高電氣產(chǎn)品設計效率，減少電氣產(chǎn)品從構思到設計的時間，同時也能保證電氣產(chǎn)品的質量。

在電氣產(chǎn)品設計中應用到的人工智能技術主要包括遺傳算法與專家系統(tǒng)兩種方法，其中遺傳算法是模擬達爾文生物進化論的自然選擇和遺傳學機理的生物進化過程的計算模型，是一種通過模擬自然進化過程搜索最優(yōu)解的方法，而專家系統(tǒng)是在特定領域內(nèi)模仿人類專家思維來求解復雜問題。遺傳算法的特點是從特定對象的串集開始搜索，并且能夠同時處理群體中的多個個體，對目標對象的多個個體進行評估，避免陷入局部最優(yōu)的風險，具有很好的并行性。此外，遺傳算法能夠用適應度函數(shù)值來自動獲取和指導優(yōu)化的搜索空間，采用概率變遷法則，來調整搜索方向，遺傳算法的這些特征非常適合于電氣產(chǎn)品的設計優(yōu)化，因此也廣泛應用于電氣產(chǎn)品的人工智能優(yōu)化設計。而專家系統(tǒng)主要由人機交互界面、知識庫、推理機、解釋器、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取等部分構成，在電氣產(chǎn)品設計領域，應用專家系統(tǒng)，能夠根據(jù)一個或多個該領域專家知識和經(jīng)驗，而進行推理和判斷，模擬人類專家決策的過程，以解決一些需要專家處理的復雜問題。專家系統(tǒng)，也是電氣產(chǎn)品優(yōu)化設計的重要手段，在未來具有良好的發(fā)展前景。

2.故障診斷和故障自愈

在電氣自動化的使用和控制過程中，出現(xiàn)故障是很少見的，一般發(fā)生故障都會有事前的征兆，不同的征兆也預示著不同的故障，而征兆的出現(xiàn)則具有一定的不確定性和線性特征，這使得利用傳統(tǒng)方法對其診斷的效率不高，并且準確率也得不到保證。而應用人工智能技術，特別是其中的模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡等方法，對提高征兆檢測、故障診斷等工作的效率具有重要意義。在對發(fā)電機及電動機進行故障診斷時，運用模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡等技術，既保留模糊邏輯在故障診斷知識方面的模糊性，同時又兼具神經(jīng)網(wǎng)絡方法學習強的特點，以此來進行故障診斷時，大大提高診斷準確率。而對于變壓器的診斷，傳統(tǒng)方法是通過收集變壓器氣體、分離從而對氣體進行分析、根據(jù)分析的結果來判斷變壓器故障，這種方法不僅耗時耗力，而且準確率低，一旦出現(xiàn)診斷錯誤，還將會造成更為嚴重的后果，而應用人工智能技術則有很大的優(yōu)勢。對變壓器故障進行診斷時，應用人工智能技術可以利用一些專家的技術，以此為根據(jù)，將此次故障與過往故障收集對比，從而對變壓器故障有更為直觀的判斷，也能更加便捷地找到解決問題的方法。

3.智能控制

在電氣自動化的正常運行中，電氣控制至關重要。人工智能技術主要依靠計算機運行程序來對電氣自動化進行控制，控制系統(tǒng)會根據(jù)不同環(huán)節(jié)的需要來調動控制程序進行控制。當前人工智能技術在電氣自動化領域應用主要為以下幾個方面：對所有開關量、模擬量的實時數(shù)據(jù)進行采集與處理，如電網(wǎng)智能客戶終端的建設，能夠隨時為用戶提供用電信息，以此來及時調整生產(chǎn)計劃，同時還可依據(jù)實時電費向客戶發(fā)出余額報警提示，避免出現(xiàn)不必要的停電時間；對各主要設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時智能監(jiān)視；通過鍵盤或鼠標實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制；記錄故障并進行在線分析。

三、結語

人工智能技術是人類讓計算機對人類進行模擬，使計算機實現(xiàn)智能，達到，和人操作東西一樣的效果。人工智能技術的應用，使生產(chǎn)自動化成為大趨勢，在應用中，人工智能技術主要有可操作性、高性價比、可靠性等優(yōu)點，而在電氣自動化控制中的應用，提高了電氣自動化的效率，實現(xiàn)了電氣自動化的智能運行。

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作者簡介：

簡小昌（1986.7-），男，廣西欽州人，助理工程師，大學本科，從事電力（電氣）工程設計工作。