電氣工程及其自動化的智能化技術(shù)應(yīng)用簡述

郭達(dá)

摘要：經(jīng)濟(jì)的繁榮有效地推進(jìn)了我國工業(yè)水平的提高，社會用電需求量越來越高，對電氣工程自動化系統(tǒng)也提出了更高的要求。從整體上來看，我國的電氣工程自動化系統(tǒng)正處于快速發(fā)展的時期，由于先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，生產(chǎn)和管理水平得到了顯著的提升。智能化是未來的發(fā)展方向，智能化技術(shù)的應(yīng)用可以有效促進(jìn)電氣工程自動化的發(fā)展，加快電氣工程智能化時代的來臨。本文重點探討了智能化技術(shù)在電氣工程及其自動化技術(shù)中的應(yīng)用問題，如何能夠發(fā)展智能化技術(shù)，并有效的應(yīng)用于電氣工程自動化中，是當(dāng)前我們需要研究的重要課題。

關(guān)鍵詞：電氣工程自動化；智能化技術(shù)

引言

當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展處于不斷更新的態(tài)勢中，由此很多智能化產(chǎn)品逐漸融入到各個領(lǐng)域中，尤其是廣泛應(yīng)用到電氣工程自動化中。智能化技術(shù)在電氣工程中的實際應(yīng)用主要體現(xiàn)在智能化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程中的故障診斷、智能控制及優(yōu)化設(shè)計中。未來智能化技術(shù)將朝著模塊化、集成化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，并且其將被應(yīng)用到更多的行業(yè)中，所以設(shè)計人員要不斷加強(qiáng)對智能化技術(shù)的研究。

一、智能化技術(shù)的理論基礎(chǔ)

智能化技術(shù)萌芽于20世紀(jì)50年代中后期，在應(yīng)用過程中其理論基礎(chǔ)以計算機(jī)技術(shù)為核心，涵蓋了控制論、信息論、自動化、數(shù)學(xué)以及生物學(xué)等眾多學(xué)科，是一門綜合性較強(qiáng)的前沿技術(shù)。智能化技術(shù)應(yīng)用在各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備中，利用集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、現(xiàn)場總線監(jiān)控等監(jiān)控通信方式，與模糊邏輯控制、專家系統(tǒng)控制、遺傳算法優(yōu)化、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等方面進(jìn)行融合，使得機(jī)械設(shè)備以及電氣自動化系統(tǒng)擁有人工智能，具有代替人完成高危險、高難度工作任務(wù)的能力。智能化技術(shù)在電氣工程自動化領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在信息處理、自動控制、系統(tǒng)運(yùn)行、電力電子技術(shù)等方面。相對于傳統(tǒng)控制技術(shù)而言，智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，不僅可以提高控制過程中的工作效率，而且可以降低工程的投入成本，減輕操作人員的工作壓力，優(yōu)化人力資源配置，改善系統(tǒng)運(yùn)行狀況。開展智能化技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究對于加快電氣工程自動化具有重要意義。

二、探討智能化技術(shù)的特性

1.智能化技術(shù)具有良好的控制系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的電氣工程自動化系統(tǒng)中，確實可以實現(xiàn)自動化，然而并不具備人工智能，系統(tǒng)不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析和處理，需要人工控制，不僅工作量巨大而且會造成很大誤差，靈敏度和精準(zhǔn)度大大降低，但是應(yīng)用智能化技術(shù)之后，就可以完全實現(xiàn)這一功能。人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以使系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，采用不同的方法處理不同的數(shù)據(jù)，從而取得科學(xué)的分析結(jié)果，為人員決策提供參考依據(jù)。智能化控制器不但能夠控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，還具有監(jiān)測作用，能夠?qū)ο到y(tǒng)中未暴露的、可能發(fā)生的隱患因素以數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行分析與反饋，能夠及時避免重大事故的產(chǎn)生和重大損失的形成，以提高電氣工程自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。由此可知，智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以使控制系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)分析的功能，科學(xué)的處理各項相關(guān)數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行可靠性。另外，智能化控制器在調(diào)節(jié)和控制電氣設(shè)備的過程中，常常不需要相關(guān)的技術(shù)人員在現(xiàn)場，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。從某種程度上說，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了電氣工程自動化無人控制的目標(biāo)，對電氣工程自動化控制的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

2.智能化技術(shù)可以優(yōu)化系統(tǒng)的控制流程

傳統(tǒng)的電氣工程往往需要建立嚴(yán)格有效的對象模型、控制模型等，流程繁雜，工作過程呈現(xiàn)動態(tài)性和曲折性，不利于生產(chǎn)與管理，而應(yīng)用智能化技術(shù)可以優(yōu)化控制流程，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加合理，便于管理，有效促進(jìn)生產(chǎn)水平。在電氣自動化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，只要參數(shù)有所偏差，將會影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下，很難將錯誤的參數(shù)檢測出來，不利于系統(tǒng)后期的維護(hù)，但是應(yīng)用智能化技術(shù)之后，可以很好的解決這些問題，便于后期系統(tǒng)的維護(hù)。智能化控制器可以通過響應(yīng)時間、魯棒性變化、下降時間隨時對系統(tǒng)的不同控制程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的工作性能。例如：在下降時間方面，模糊邏輯控制器比最優(yōu)秀的PID控制器要快4倍。在上升時間方面，模糊邏輯控制器比最優(yōu)秀的PID控制器要快2倍。與傳統(tǒng)控制器相比，人工智能控器具有更容易調(diào)節(jié)的特征，即使缺乏專家的現(xiàn)場指導(dǎo)，人工智能控制器也能夠使用響應(yīng)數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)整。從而有效提高電氣工程自動化系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性和有效性。

三、分析智能化技術(shù)在電氣工程自動化中的作用

1.有利于電氣產(chǎn)品的設(shè)計

在對電氣產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計的過程中，不僅涉及的內(nèi)容非常廣泛，而且影響因素也比較多，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝具有一定的復(fù)雜性，特別是要求技術(shù)人員將理論與實際經(jīng)驗相結(jié)合，以往相關(guān)的理論知識體系并不完善，設(shè)計人員基本都是根據(jù)個人經(jīng)驗對電器產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計，然后在經(jīng)過試驗之后，才決定是否進(jìn)行下一步的開發(fā)，這種產(chǎn)品設(shè)計的模式需要投入的成本較高，工作量也非常大，并且產(chǎn)品的適用性有待提高。在電氣產(chǎn)品的設(shè)計中應(yīng)用智能化技術(shù)之后，一方面能夠脫離人工設(shè)計方式，從而使用計算機(jī)輔助設(shè)計，這樣就可以有效減輕工人勞動強(qiáng)度，節(jié)省了產(chǎn)品設(shè)計的時候，盡快的投入生產(chǎn)，大大提升了電器產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。另一方面可以使電氣產(chǎn)品含有更更豐富的科技含量，這樣可以使企業(yè)在競爭激烈的行業(yè)領(lǐng)域中立于不敗之地，促使企業(yè)更快、穩(wěn)定的發(fā)展。當(dāng)前在電器產(chǎn)品設(shè)計中利用的智能化技術(shù)主要有兩種，一種是遺傳算法，另一種是專家系統(tǒng)，前者可以使系統(tǒng)實現(xiàn)對操作對象進(jìn)行直接的操作，這樣不僅可以使產(chǎn)品的內(nèi)在性能得到提升，而且不需要事先確定產(chǎn)品制定標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行生產(chǎn)，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)產(chǎn)品的要求自行生成合理的設(shè)計方案，因此該技術(shù)電氣工程中的應(yīng)用也越來越廣泛。后者的設(shè)計方法主要是指控制系統(tǒng)總結(jié)專業(yè)人士的成功經(jīng)驗，形成一個完善的信息資料系統(tǒng)，經(jīng)過科學(xué)的推理與判斷之后，作出精確的決策過程，從而為電氣產(chǎn)品的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

2.有利于實現(xiàn)人工智能控制

為了能夠促進(jìn)電氣工程自動化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，需要應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，而智能化技術(shù)是一種全新的技術(shù)，這也是未來的發(fā)展趨勢。智能化技術(shù)在電氣工程自動化行業(yè)中的應(yīng)用，使其得到了快速的發(fā)展，生產(chǎn)和管理水平都得到了很大的提高，人工智能控制方式主要分為兩種，一種是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制不但有多層次結(jié)構(gòu)，而且還能進(jìn)行反向?qū)W習(xí)算法。在參數(shù)的判斷和調(diào)控得出，另一個子系統(tǒng)可依照此參數(shù)判斷和調(diào)控定子的速度。憑借其出色的性能，當(dāng)前在識別模式和處理信號方面神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。另外一種是專家系統(tǒng)的模糊控制，利用該技術(shù)之后，電氣工程自動化系統(tǒng)就可以采集全部模擬量，并對之進(jìn)行有效地處理，不斷的更新數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的全面實時監(jiān)控，經(jīng)過整理之后，形成數(shù)據(jù)庫。同時還能對系統(tǒng)發(fā)生故障的特點以及發(fā)生頻率進(jìn)行在線分析，并且可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，不受地域的限制。這些智能化的控制方式實現(xiàn)了電氣工程自動化的無需人員控制、遠(yuǎn)程控制、高效率性及自主性。

四、結(jié)語

對于電氣工程自動化系統(tǒng)來說，智能化技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義，不僅可以有效提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率，全面提升生產(chǎn)與管理水平，而且還可以優(yōu)化電器產(chǎn)品設(shè)計，快速檢測系統(tǒng)運(yùn)行過程中的故障，有利于及時解決故障問題，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，使電氣工程自動化全面實現(xiàn)人工智能控制，從而為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

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