電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)分析

陳德惠

杭州飛葉科技股份有限公司

電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)分析

陳德惠

杭州飛葉科技股份有限公司

作為人類日常生活和生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的組成部分，電氣工程生產(chǎn)自動(dòng)化的程度直接決定著電氣工程的工作效率，也關(guān)系到電氣工程的安全性。隨著我國(guó)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈化，把智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程當(dāng)中，從而達(dá)到自動(dòng)化控制的目的，可以使電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提高、社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力得到增強(qiáng)，同時(shí)還可以加快人類由以往的體力勞動(dòng)向腦力邁進(jìn)的步伐，使人類社會(huì)向著可持續(xù)方向發(fā)展。鑒于此，本文主要針對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)來(lái)進(jìn)行分析與闡述。

電氣工程；其自動(dòng)化；智能化技術(shù)

引言

在電氣工程及其自動(dòng)化管理的過(guò)程中，智能化技術(shù)擁有比較突出的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在多個(gè)方面，首先，是在控制器的使用中，不需要建立控制模型就能較好的操作，使電氣工程更加完善；其次，在數(shù)據(jù)的處理中，更為規(guī)范且統(tǒng)一；最后，是在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的整體控制中，具有突出優(yōu)勢(shì)，減少了工作人員的工作量，提高了系統(tǒng)的運(yùn)作效率。智能化技術(shù)的應(yīng)用，能夠診斷電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，從根本上減少工程的資金投入，為我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，奠定較好基礎(chǔ)，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

1、智能化技術(shù)的應(yīng)用背景

智能化技術(shù)主要是指人工智能，這種技術(shù)能夠模擬人類的思想，并進(jìn)行自主操作和控制。從實(shí)際應(yīng)用情況分析，智能化技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)體現(xiàn)，展示出精密的傳感技術(shù)和定位技術(shù)。智能機(jī)器人中，也應(yīng)用了智能化技術(shù)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。這種技術(shù)方法節(jié)能環(huán)保，對(duì)操作者的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行了必要的改善，提升設(shè)備的使用性能。

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)，主要是電氣技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域，這種技術(shù)得到了較好的應(yīng)用。這個(gè)過(guò)程主要體現(xiàn)了自動(dòng)化的理念，在生產(chǎn)制造中具有重要的地位。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷影響下，傳統(tǒng)的電氣工程無(wú)法滿足人們不斷提高的需求，智能化技術(shù)的出現(xiàn)，較好的緩解了這種局面。智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化的應(yīng)用中，推動(dòng)了自動(dòng)化發(fā)展，促使行業(yè)更加完善。

2、電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的特點(diǎn)和重要意義

2.1 智能化技術(shù)能有效避免建立控制模型

以前，電氣工程及其自動(dòng)化在控制時(shí)，需要通過(guò)控制器完成，且在控制之前還需要建立有效的控制模型來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)控制?；陔姎饣こ碳捌渥詣?dòng)化較為復(fù)雜，因此，在對(duì)其進(jìn)行控制過(guò)程中會(huì)面臨一定的難度，沒(méi)有有效的辦法獲得精確的效果。最終導(dǎo)致，電氣化工程及其自動(dòng)化在建立控制模型中遇到不可預(yù)見(jiàn)的困難，在一定程度上影響電氣工程及其自動(dòng)化控制效果。智能化技術(shù)的應(yīng)用有效解決電氣化工程及其自動(dòng)化中遇到的難題，有效避免建立控制模型，顯著提高工作效率，并有效加強(qiáng)自動(dòng)化控制精密系數(shù)，進(jìn)而推動(dòng)電氣工程走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

2.2 智能化技術(shù)能很好的便利電氣化系統(tǒng)調(diào)整和控制

通過(guò)魯棒性反應(yīng)和變化時(shí)間調(diào)整、控制電氣化系統(tǒng)為智能化在電氣工程自動(dòng)化控制中的主要特點(diǎn)，該特點(diǎn)在一定程度上提高了電氣工程及其自動(dòng)化的工作性能，保障電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展順利進(jìn)行。針對(duì)上述可以發(fā)現(xiàn)，智能化技術(shù)在任何時(shí)候的調(diào)控能力都顯著優(yōu)于傳統(tǒng)自動(dòng)化的，進(jìn)而使得電氣化工程正常運(yùn)行，促使電氣化工程健康發(fā)展。

2.3 智能化技術(shù)能使得電力運(yùn)行系統(tǒng)控制力加強(qiáng)

智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中能有效監(jiān)督工程參數(shù)和電力設(shè)備，進(jìn)而保障電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行。除此之外，在調(diào)控相關(guān)電力設(shè)備中，能及時(shí)排除系統(tǒng)中存在的安全隱患，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

3、電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)

3.1 模糊邏輯應(yīng)用

事實(shí)上，有許多模糊控制器存在于電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，并且可以把PID控制器有效替代。模糊控制器通常在傳統(tǒng)系統(tǒng)(各類數(shù)字動(dòng)態(tài))當(dāng)中應(yīng)用。其中M型與S型是模糊邏輯控制應(yīng)用的兩種類型，到目前為止，在調(diào)速控制當(dāng)中只有M型控制器得到應(yīng)用。不過(guò)，有規(guī)則庫(kù)在這兩種控制器中存在，稱為模糊規(guī)則集(ifthem)。ifX為G，并且Y是H，W=f(X，Y)，其中G和H是模糊集為S型控制器的規(guī)則。M型控制器的構(gòu)成內(nèi)容主要有模糊化、反模糊化、知識(shí)庫(kù)以及推理機(jī)等，模糊化主要是以達(dá)到變量的量化、模糊化以及測(cè)量為目的，其隸屬函數(shù)的形式有很多；反模糊化的作用就是反模糊化以及量化，主要有最大化反模糊化技術(shù)和平均技術(shù)。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一般用在診斷監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及交流電機(jī)當(dāng)中，相比梯形控制法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向轉(zhuǎn)波算法在性能上要更好，它不僅使定位時(shí)間得到了有效縮短，而且還把非初始速度以及負(fù)載轉(zhuǎn)炬大范圍變化有效控制住。多層前饋性是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，可通過(guò)反向?qū)W習(xí)算法進(jìn)行計(jì)算，里面有兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)可以通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)對(duì)控制轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行辨別，另外一個(gè)系統(tǒng)可通過(guò)電子動(dòng)態(tài)參數(shù)把控制定子的電流給辨別出來(lái)。目前，在處理信號(hào)以及識(shí)別模式上已經(jīng)廣泛應(yīng)用了智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)電氣傳動(dòng)控制領(lǐng)域也因?yàn)橹悄苌窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)有著函數(shù)估計(jì)器而對(duì)其廣泛運(yùn)用，它的優(yōu)勢(shì)正如上文所說(shuō)，一致性強(qiáng)，不必使用數(shù)學(xué)模型，有著很強(qiáng)的抗噪音能力。另外，平行結(jié)構(gòu)為智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要結(jié)構(gòu)，在條件監(jiān)控和診斷系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用能夠加強(qiáng)智能網(wǎng)絡(luò)決策的可靠性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常在誤差反向的傳播技術(shù)中應(yīng)用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中存在許多激勵(lì)函數(shù)以及隱藏結(jié)點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)只能夠?qū)ζ溥M(jìn)行映射，而對(duì)于進(jìn)行選擇的問(wèn)題，如激勵(lì)函數(shù)、最優(yōu)隱藏結(jié)點(diǎn)和層數(shù)等，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常都是運(yùn)用嘗試法進(jìn)行解決。最快下降法為反向傳播算法，在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中反饋誤差能夠?qū)?quán)重進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)反向傳播技術(shù)能夠把非線性函數(shù)近似值快速得到，深刻影響著網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)。

3.3 CAD和故障診斷技術(shù)應(yīng)用

電氣設(shè)備設(shè)計(jì)工作較為復(fù)雜，需要囊括許多學(xué)科知識(shí)，這些知識(shí)包括電機(jī)知識(shí)、電磁場(chǎng)知識(shí)和電路知識(shí)，同時(shí)在設(shè)計(jì)電氣設(shè)備上也要求設(shè)計(jì)人員有一定經(jīng)驗(yàn)。以往通常運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)手工法來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，但所設(shè)計(jì)的方案缺乏優(yōu)化性。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)日趨提升的形勢(shì)下，電氣工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)始由以往的經(jīng)驗(yàn)手工方式向CAD設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期得到有效縮短，在加上智能化技術(shù)的引進(jìn)，CAD設(shè)計(jì)更加優(yōu)化，極大的提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。在智能化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展過(guò)程中，工作人員要對(duì)不同的故障，進(jìn)行合理的分析，選取有效的解決方式，確保這些問(wèn)題得到更好的解決。電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)，需要大量的電氣設(shè)備，工作人員要注重這些設(shè)備的使用程度，定期進(jìn)行檢修和維護(hù)，防止其出現(xiàn)超載運(yùn)作。針對(duì)電氣工程的故障分析，可以利用智能化技術(shù)進(jìn)行多種診斷，快速找到故障點(diǎn)，以及故障影響的范圍，最后消除故障。整個(gè)過(guò)程都可以通過(guò)智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，增加了電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)作的安全性，降低了嚴(yán)重事故出現(xiàn)的幾率，提升整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 PLC技術(shù)應(yīng)用

我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用，尤其在機(jī)電工程方面，逐漸取代了控制器。工作人員為了更好的改進(jìn)電氣工程，應(yīng)用PLC技術(shù)，提升電氣工程及其自動(dòng)化的生產(chǎn)效率。通過(guò)這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制。在傳統(tǒng)的控制器之后，PLC技術(shù)擁有比系統(tǒng)元件更加優(yōu)秀的作用，可以自動(dòng)切換供電系統(tǒng)，增加整個(gè)工程的安全性和穩(wěn)定性。

人工智能是一項(xiàng)重要的技術(shù)，在多個(gè)行業(yè)得到了發(fā)展，并且成為電氣工程智能控制的關(guān)鍵技術(shù)。在電氣工程運(yùn)作中，要想做好無(wú)人操作和遠(yuǎn)程化控制，需要提升整個(gè)系統(tǒng)的自主性和高效性，掌握具體的應(yīng)用范圍，監(jiān)督多種電氣系統(tǒng)或設(shè)備可以得到較好的利用，為電氣自動(dòng)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.5 優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)，主要是針對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與研究，這個(gè)過(guò)程在一定程度上能夠促使電氣工程的快速發(fā)展。電氣工程針對(duì)工作人員的要求，主要是具備豐富的電氣工程知識(shí)，能夠熟練掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在多種設(shè)計(jì)和試驗(yàn)中，掌握更多的經(jīng)驗(yàn)，促使自動(dòng)化設(shè)計(jì)更為科學(xué)且具有創(chuàng)造性。

電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施中，具有特點(diǎn)的算法就是遺傳算法。這種算法的應(yīng)用，能夠?qū)㈦姎庀到y(tǒng)的多個(gè)功能集中在一個(gè)處理器上，但是這種方式也有一定弊端，將多項(xiàng)功能集中到一個(gè)處理器后，處理器的負(fù)擔(dān)會(huì)加重，影響整體運(yùn)作的效率。智能化技術(shù)的應(yīng)用，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，減少材料的浪費(fèi)，節(jié)約工程成本。工作人員可以共享監(jiān)控系統(tǒng)通信，引進(jìn)先進(jìn)的智能設(shè)備，提升工程的實(shí)用性和安全性。這種方式能夠更好的促進(jìn)智能化技術(shù)發(fā)展，推廣系統(tǒng)功能，提升電氣工程及其自動(dòng)化的控制效率。

結(jié)束語(yǔ)

所謂“人工智能”就是對(duì)人的智能進(jìn)行模擬、擴(kuò)展和延伸，其能夠讓機(jī)器系統(tǒng)更加智能化，自主完成人類工作。作為人類生產(chǎn)當(dāng)中的重要活動(dòng)，電氣工程當(dāng)中的每一個(gè)功能，包括處理信息功能、系統(tǒng)運(yùn)行功能、計(jì)算機(jī)應(yīng)用功能和自動(dòng)化控制功能等均涉及到了智能化技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)加快了電氣工程自動(dòng)化控制發(fā)展的速度，使人力資源得到有效節(jié)省，人們的生活安全得到了保障，工作效率大大提高。

[1]周志，董博.電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用微探[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，22：249.

[2]何美瓊.試論電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用[J].江西建材，2015，11：213+215.