人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用

楊國華

（湛江市商業(yè)技工學(xué)校，湛江 524001）

人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用

楊國華

（湛江市商業(yè)技工學(xué)校，湛江 524001）

本文著重分析新興技術(shù)中的人工智能技術(shù)在電氣工程自動化技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，并對具體的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探究，希望可以帶動電氣工程自動化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

人工智能技術(shù) 電氣工程自動化技術(shù) 應(yīng)用

人工智能技術(shù)主要展示的是模擬人腦的工作方式，如圖1所示。這種自動化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器中，可以讓機(jī)器代替人進(jìn)行工作，從而幫助人們從復(fù)雜的工作中脫離。人工智能化技術(shù)主要運(yùn)用于電氣設(shè)備的試驗分析、系統(tǒng)運(yùn)行、信息處理、自動控制等方面，對于研究電氣工程自動化技術(shù)具有深遠(yuǎn)的意義。

圖1　人工智能設(shè)計的初衷

1　人工智能化概述

人工智能（Artificial Intelligence），英文簡寫AI，是一種新興的科學(xué)技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，人工智能技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了很多分支，主要涉及基因工程、納米工程等一系列尖端技術(shù)。人工智能技術(shù)涉及范圍比較廣闊，有哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、計算機(jī)學(xué)科、心理學(xué)、等多種科學(xué)領(lǐng)域。這些不同的學(xué)科之間都是以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的，在彼此之間可以形成一項比較復(fù)雜多樣的交叉型學(xué)科。

人工智能化在1956年首次被提出，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，已經(jīng)得到了廣泛發(fā)展。在實際應(yīng)用中，人工智能技術(shù)可以分為專家系統(tǒng)（ES）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）、模糊集理論（FL）、啟發(fā)式搜索（HS）。對于人工智能領(lǐng)域而言，追求的目標(biāo)就是讓機(jī)器可以擁有人類智能處理系統(tǒng)并能夠完善地工作。

人工智能主要是通過計算機(jī)進(jìn)行人類相關(guān)思維和行為的學(xué)科，主要應(yīng)用于語言與圖像、專家系統(tǒng)、機(jī)器人技術(shù)、遺傳編程機(jī)器人工作領(lǐng)域等。通常情況下，人工智能研究的主要目的就是可以讓機(jī)器從事一些比較復(fù)雜的工作，如對機(jī)器的感知、思維和行為等進(jìn)行研究，機(jī)械性地完成人類的意識活動，加強(qiáng)對機(jī)器等相關(guān)程序的控制。人工智能始終不能完善人的智慧，因此實際生活中應(yīng)該不斷加強(qiáng)對人工智能技術(shù)的控制。

電氣工程的研究僅僅局限于電氣化方面。但是，在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展尤其在互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展帶動下，生活中的各個方面都已離不開計算機(jī)技術(shù)。毋庸置疑，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)也少不了計算機(jī)。電氣工程中人工智能化的引入，可以幫助人們進(jìn)行合理分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、反饋和調(diào)整，提高效率，使產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)逐漸完善。

從目前發(fā)展來看，我國是一個工業(yè)化發(fā)展大國，被世界評為世界工廠。電氣化時代的到來為我國工業(yè)化發(fā)展提供了捷徑，工業(yè)化的發(fā)展也越來越離不開電氣自動化技術(shù)。電氣自動化及其技術(shù)的發(fā)展前景較為廣闊，具有很強(qiáng)的實用性。因此，必須把自動化技術(shù)當(dāng)作社會工業(yè)發(fā)展的一種手段，把人工智能化作為電氣工程發(fā)展的基礎(chǔ)，從而形成我國工業(yè)發(fā)展的有效模式。目前，智能技術(shù)在技術(shù)控制過程中的應(yīng)用較為頻繁，可以和電氣自動化設(shè)備互相協(xié)作，促進(jìn)自動化生產(chǎn)鏈條的形成，為提高我國工業(yè)的生產(chǎn)力做出巨大貢獻(xiàn)。

2　人工智能在電氣工程中的優(yōu)勢

2.1影響因素較少

之前的控制器在進(jìn)行模型構(gòu)建時，會因為一些不確定因素的影響，對電氣工程自動化的應(yīng)用產(chǎn)生很多不利影響。例如，模型設(shè)置的參數(shù)經(jīng)常產(chǎn)生變化，會在計算的時候出現(xiàn)不同的數(shù)值。而電氣自動化中的人工智能設(shè)計參數(shù)卻能得到比較準(zhǔn)確穩(wěn)定的數(shù)值，不會受到指定參數(shù)與環(huán)境因素的影響，不需要做出確定的要求，對環(huán)境因素產(chǎn)生的影響非常小。

2.2可以及時調(diào)整參數(shù)

人工智能化的參數(shù)在應(yīng)用時比較容易調(diào)節(jié)，可以最大程度提升智能函數(shù)的性能。傳統(tǒng)控制器不能進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，但人工智能不但可以進(jìn)行便捷調(diào)節(jié)，而且學(xué)習(xí)時也比較容易，操作也比較方便，適應(yīng)性能較強(qiáng)。即使沒有專門的人進(jìn)行指導(dǎo)，人工智能也能夠?qū)?shù)運(yùn)用相關(guān)的程序合理設(shè)定，簡單快捷地根據(jù)正常的修改與擴(kuò)展，使操作更方便快捷。

2.3可以保證統(tǒng)一性

傳統(tǒng)方法進(jìn)行控制時，只是在目標(biāo)和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計。對于特定的對象可以進(jìn)行具有目標(biāo)的設(shè)計，取得的效果也十分顯著。但是，進(jìn)行過程中不能對其他對象進(jìn)行控制，得到的控制效果也不理想，效果也很難保證。與之前比較傳統(tǒng)的方法比較，電氣工程中的人工智能控制可以保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。在給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出時，也能得到非常優(yōu)良的評價，產(chǎn)生的影響因素特別微小，一定程度上可以忽略。此外，人工智能還能保證數(shù)據(jù)的規(guī)范，從而保證產(chǎn)品的性能。

2.4可以忽略誤差

智能化技術(shù)運(yùn)行時不受外界環(huán)境的影響，而且智能化技術(shù)本身具有很強(qiáng)的抗干擾能力。所以，系統(tǒng)如果設(shè)定參數(shù)，那么參數(shù)在實際運(yùn)行與操作中一般不會發(fā)生變化，或者變化的趨勢比較小，不會影響系統(tǒng)的結(jié)果，實際值與理論值也不會產(chǎn)生較大的差異。因此，進(jìn)行中的誤差可以忽略。

2.5節(jié)省人力物力

傳統(tǒng)電氣操作過程中，經(jīng)常會進(jìn)行一些電氣設(shè)備的操作，如線路、變壓器、電線、電纜和很多設(shè)備會經(jīng)常存在一些各種隨便無規(guī)律的現(xiàn)象。因此，要有專門的人員進(jìn)行整理。此項工作是一項比較復(fù)雜且需要長期進(jìn)展的工作，工作時候需要大量的人力物力進(jìn)行支撐，資金方面也需要大量的資金投入。與傳統(tǒng)的電氣操作相比，智能化人工技能可以滿足設(shè)備線路和變壓器的需求，以節(jié)省人力、物力。

3　人工智能在電氣設(shè)備及其自動化中的應(yīng)用

3.1在電氣產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

電氣產(chǎn)品的設(shè)計比較復(fù)雜，不僅具有電氣相關(guān)的內(nèi)容，而且還涉及各個電氣學(xué)科的內(nèi)容，對設(shè)計人員綜合素質(zhì)要求高。因此，只有在進(jìn)行設(shè)計時將設(shè)計方法、設(shè)計理念、設(shè)計技術(shù)進(jìn)行整體融合，才能達(dá)到電氣設(shè)計的要求，使電氣產(chǎn)品具有科學(xué)性保證，從而解決實際生活中遇到的各類問題，提升工作效率，縮短工作時間，促使設(shè)計的產(chǎn)品更加符合人們的要求，符合科學(xué)性原理。進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該積極進(jìn)行智能化軟件技能學(xué)習(xí)，并根據(jù)實際情況，設(shè)計高質(zhì)量的產(chǎn)品為人們服務(wù)。

3.2在電氣設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

人工智能在電氣設(shè)備的診斷中應(yīng)用比較廣泛。在人工智能中，人工神經(jīng)、專家系統(tǒng)、模糊原理的應(yīng)用最廣泛，主要應(yīng)用范圍包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)的故障診斷。之前利用傳統(tǒng)方法解決經(jīng)常出現(xiàn)的復(fù)雜電氣設(shè)備故障癥狀時，往往不能詳細(xì)查明問題產(chǎn)生的原因和故障，而人工智能化技術(shù)卻很好地解決了這些問題。例如，發(fā)電機(jī)的故障經(jīng)常具有非線性，綜合應(yīng)用人工智能的模糊和專業(yè)系統(tǒng)可以讓診斷的效果更加準(zhǔn)確，從而提升故障診斷的準(zhǔn)確率。

3.3在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANNS）、專家系統(tǒng)（ES）、模糊理論經(jīng)常應(yīng)用于電力系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，具有很多規(guī)則、經(jīng)驗、知識。通過對系統(tǒng)中專家知識的具體分析和判斷，過程模擬專家決策，依靠專家解決具體問題。專家使用系統(tǒng)時，需要根據(jù)實際情況更新知識庫、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的信息，以滿足電力企業(yè)的實際需求。人工神經(jīng)的學(xué)習(xí)比較靈活，儲存方式也處于分布式，因此廣泛應(yīng)用于較大規(guī)模的信息處理。它具備比較強(qiáng)的辨別能力和分類能力，能夠?qū)δＰ瓦M(jìn)行合理分類和處理，在短期負(fù)荷計算中發(fā)揮著重要作用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在和元件相關(guān)聯(lián)時，可以進(jìn)行電力系統(tǒng)的故障診斷以及對具體故障的識別。由于模糊系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地對難度大的數(shù)字進(jìn)行計算，因此在電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用于比較先進(jìn)化的計算。在電力系統(tǒng)的平時操作中，必須要進(jìn)行電力的相關(guān)管理和操作。所以，在電力企業(yè)的日常生活中，要應(yīng)該將人工智能系統(tǒng)進(jìn)行合理應(yīng)用，簡化人工智能系統(tǒng)的系統(tǒng)操作，讓操作更規(guī)范化，從而保障系統(tǒng)安全的穩(wěn)定性。

3.4可以進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，很多電氣工程都得到了廣泛發(fā)展。在未來的發(fā)展中，人工智能和電氣控制自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸呈現(xiàn)增長狀態(tài)?？偟膩碚f，電氣設(shè)備的監(jiān)控是一個比較復(fù)雜并且具有很強(qiáng)綜合性的工作。進(jìn)行監(jiān)控中，對于技術(shù)含量、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度具有較高要求。因此，只有將人工智能應(yīng)用技術(shù)中的模糊理論、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一定程度的提升，才能促進(jìn)計算技術(shù)的發(fā)展，提高計算精準(zhǔn)度，從而節(jié)約資源，實現(xiàn)對資源的最優(yōu)化配置。圖2為遠(yuǎn)程智能控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2　遠(yuǎn)程智能控制示意圖

4　結(jié)束語

人工智能技術(shù)作為一種比較先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)，具有很好的思維、感知與行為能力，可以真正體現(xiàn)自動化的特征，促進(jìn)人類管理意識的提升，逐漸強(qiáng)化自動化控制的效果。

人工智能技術(shù)是科技發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物，是社會在高速發(fā)展中的產(chǎn)物。將人工智能合理應(yīng)用到電氣工程自動化中，可以不斷推進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的調(diào)整，提升電氣工程自動化進(jìn)展的速度，為電氣行業(yè)注入新鮮活力，促進(jìn)電氣工程技術(shù)煥發(fā)出蓬勃活力，不斷帶動電氣

行業(yè)穩(wěn)定、持久發(fā)展。

本文主要對人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用進(jìn)行分析。人工智能是一項比較先進(jìn)的運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行控制的技術(shù)，具有思維、行為與感知的能力，可以展示自動化的特征，促進(jìn)機(jī)械人類意識的提高，真正發(fā)揮自動化控制的作用，促進(jìn)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計。同時，還能合理診斷電氣設(shè)備出現(xiàn)的故障，管理電氣設(shè)備的運(yùn)行情況和運(yùn)行過程，促使電氣工程自動化快速發(fā)展?？梢?，在人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步中，越來越多的新技術(shù)、新方法會逐漸出現(xiàn)，電氣工程自動化也會具有更加廣闊的發(fā)展前景。

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Application of Artificial Intelligence in Electrical Engineering Automation

YANG Guohua
(Zhanjiang business school,Zhanjiang 524001)

The development of socialist market economy in China has pl ayed a role in promoting the development of the national econom y, and also led to the construction and development of the industry. Artificial intelligence is a new technology, which can improve the production efficiency and s ave the production cost. Electrical engineering autom ation technology is the main driving force of China's industrial development, the development of science and technology in our country can not be separated from the development of electrical technology. It can be known that the design and application of electrical engineering and autom ation technology is of great practical and scientific. This paper focuses on the analysis of the application advantage of emerging technologies in the artificial intelligence technology in electrical engineering and automation technology, and on the s pecific application of detailed inquiry, the hope can drive the development of electrical engineering and automation technology.

artificial intelligence technology, electrical engineering automation technology, application