人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的實踐研究分析

孟慶龍

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?隨著我國各種電氣使用規(guī)模的不斷擴大，功能的不斷提升，全面提升電氣自動化控制水平已經(jīng)成為當前電氣工程領(lǐng)域的重要研究課題。其中，在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，已經(jīng)成為電氣自動化控制必然的發(fā)展方向之一。主要分析電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)的優(yōu)勢及其具體應(yīng)用。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?人工智能技術(shù);電氣自動化;控制;實踐

[中圖分類號] ?TP18 ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）15-0264-02

在信息化技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人工智能技術(shù)成為信息技術(shù)不斷進步的必然產(chǎn)物，同時，在推動現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展方面扮演著不可或缺的技術(shù)支撐。從當前電氣自動化控制發(fā)展的情況來看，人工智能技術(shù)有非常廣闊的用武之地，因此，對人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的實踐進行分析有非常重要的意義。

一、人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中應(yīng)用的優(yōu)勢

人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用不僅有計算機技術(shù)的支撐，同時也有其他學(xué)科知識的交叉交互，其本質(zhì)為通過對人類智能的模擬構(gòu)建出能夠替代人類進行較為復(fù)雜的電氣自動化控制工作的設(shè)備。當前，人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中，主要有兩大應(yīng)用領(lǐng)域，分別為機械人系統(tǒng)與專家系統(tǒng)。不僅實現(xiàn)了電氣自動化控制效率的較好提升，同時在很多方面降低了電氣自動化控制成本。具體優(yōu)勢表現(xiàn)在如下幾個方面。

（一）實現(xiàn)電氣自動化控制數(shù)據(jù)處理與采集功能

主要為實現(xiàn)對電氣自動化控制中電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)的采集，同時對采集得到的數(shù)據(jù)進行保存，極大地提升了電氣自動化的控制效率與安全性。

（二）實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)運行監(jiān)控

對電氣自動化控制主要設(shè)備，通過引入人工智能技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對模擬數(shù)據(jù)值的實時監(jiān)測。同時，對電氣自動化控制中的設(shè)備開關(guān)量，也能夠?qū)崿F(xiàn)智能化監(jiān)視，在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障之前能進行電話報警，做到防患于未然。

（三）實現(xiàn)電氣自動化控制故障錄波功能

在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)對電氣設(shè)備運行故障的錄波模擬，對波形可實現(xiàn)瞬時捕捉并按照順序進行自動記錄，這對提升電氣設(shè)備的運行安全程度及效率的作用較為明顯。

二、人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的具體應(yīng)用

（一）電氣自動化設(shè)備中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

電氣自動化設(shè)備總體較為復(fù)雜，涉及的學(xué)科、領(lǐng)域較多。設(shè)備在操作過程中不僅需要技術(shù)人員有較高綜合素質(zhì)，同時電氣設(shè)備總體較為復(fù)雜，需全面降低其出現(xiàn)誤操作的概率。人工智能技術(shù)應(yīng)用到其中，通過計算機編程的方式將電氣自動化設(shè)備控制到計算機程序當中，將傳統(tǒng)的人工操控升級為電腦操控，不僅提升了效率，同時還減少了成本。具體應(yīng)用示意圖，見圖1所示。

（二）電氣控制過程中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

電氣控制為電氣自動化控制的核心，在具體應(yīng)用時主要在如下兩個方面。

1.在模糊控制中的應(yīng)用

模糊語言、模糊推理是電氣模糊控制的基礎(chǔ)，控制規(guī)則為專家經(jīng)驗。具體思路：以電氣被控制對象模糊模型為根本，選擇模糊控制器，實現(xiàn)控制電氣控制系統(tǒng)，其本質(zhì)為自動控制系統(tǒng)，在人工智能技術(shù)的支撐下，實現(xiàn)電氣自動化控制反饋通道閉環(huán)結(jié)構(gòu)。

2.在人工智能控制器中的應(yīng)用

在電氣自動化系統(tǒng)中控制器是其中重要構(gòu)件，是整個電氣系統(tǒng)制動、傳動、啟動的關(guān)鍵。為了達到預(yù)期的控制功能，需要使用PID控制算法，具體見圖2。而在實現(xiàn)該算法時，確定出控制器控制參數(shù)較為困難，且一旦出現(xiàn)了參數(shù)偏差的問題，預(yù)定的電子自動化控制指令則不能執(zhí)行到位或執(zhí)行出現(xiàn)偏差。通過人工智能技術(shù)中的模糊控制算法規(guī)則的引入，有效改進了PID控制算法，參數(shù)誤差較大的問題得到較好解決。

（三）故障診斷中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

在電氣自動化控制中，各種類型的故障在所難免。通過將人工智能技術(shù)的引入，取得了較好的故障診斷效果。特別是人工智能技術(shù)當中的模糊集理論、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等均能夠?qū)θ祟愓J知過程及人腦組織結(jié)構(gòu)進行信息的智能化處理，從而形成標準樣本，完成電氣自動化控制中信息故障的智能識別與處理。在故障處理過程中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中包含的“神經(jīng)元”均對應(yīng)著不同處理部位，也就是說每一種故障的診斷與排除均有對應(yīng)的“神經(jīng)元”負責(zé)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)對電氣運行故障的高效分類與處理，因此，在電子自動化系統(tǒng)運行的過程中，對故障的診斷，人工智能技術(shù)取得了較好的效果。特別是當前電氣自動化控制中出現(xiàn)的故障征兆往往與具體的故障發(fā)生位置并非一一對應(yīng)的位置，所以需要通過人工智能技術(shù)中模糊集理論構(gòu)建關(guān)系矩陣，有效實現(xiàn)對電氣自動化控制故障診斷的輔助查找。將專家系統(tǒng)應(yīng)用到電氣自動化控制故障診斷中的效果也較好，在對故障進行診斷的同時通過對整個電氣系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗及相關(guān)的計算機程序的使用，可以實現(xiàn)對電氣自動化控制故障的總結(jié)分析，并對多次故障進行分類，大量數(shù)據(jù)的積累會形成工作日志并記錄到對應(yīng)的知識庫系統(tǒng)中，這為將電氣自動化控制故障快速實現(xiàn)處理打下了較好的基礎(chǔ)。具體的故障診斷流程圖見圖3所示。

（四）電氣自動化控制產(chǎn)品設(shè)計中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

在電氣自動化控制產(chǎn)品設(shè)計過程中，多數(shù)情況下需要大量實驗驗證及設(shè)計經(jīng)驗，而將人工智能技術(shù)應(yīng)用到其中，有效轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)設(shè)計方式技術(shù)含量較低、工作量較大的弊端。在具體應(yīng)用時，主要使用的是人工智能技術(shù)中的專家系統(tǒng)、遺傳算法。其中，遺傳算法可以直接在結(jié)構(gòu)對象上操作，這就決定了其具有隱形性與全局尋優(yōu)功能，在具體設(shè)計時，對搜索空間可以自動獲取，并對搜索的方向可以自主調(diào)整，具有明顯的規(guī)則不定性優(yōu)勢。這些優(yōu)勢在設(shè)計電子自動化控制設(shè)備時有明顯優(yōu)勢，當前在具體設(shè)計中的應(yīng)用也較為廣泛。專家系統(tǒng)針對多個或一個領(lǐng)域提供知識與經(jīng)驗，通過人工智能技術(shù)與計算機技術(shù)的結(jié)合，對專家的決策過程進行模擬、推理及判斷，從而逐一實現(xiàn)問題的有效解決。當前，在電氣自動化控制產(chǎn)品設(shè)計的過程中，人工智能技術(shù)已成為產(chǎn)品設(shè)計的一部分，同時也是對產(chǎn)品進行優(yōu)化的重要手段之一。

（五）電氣自動化控制日常操作中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)電子自動化控制操作中，需要消耗大量的人力、物力，且容易出現(xiàn)操作失誤的情況，而將人工智能技術(shù)應(yīng)用到其中能較好地避免這種情況的發(fā)生。具體：人工智能技術(shù)應(yīng)用的不斷加深，逐步實現(xiàn)了日常操作流程的簡化，而且電氣系統(tǒng)遠程操控打破了日常操作的地點限制，隨時隨地對信息進行及時地收集、存儲，為后期的數(shù)據(jù)分析、處理節(jié)約了大量的人力、物力。此外，在人工智能技術(shù)的支持下，整個電氣控制系統(tǒng)也具備了較強的抗干擾能力，對各種環(huán)境的適應(yīng)性也明顯增強。

三、結(jié)束語

綜上分析，在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，對提升電氣自動化控制總體智能化水平有著非常明顯的優(yōu)勢。因此，在電氣自動化控制研發(fā)與應(yīng)用的過程中，應(yīng)當注重人工智能技術(shù)的全面融合，特別是當前研究較為火熱的云計算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，更應(yīng)當加強其在電氣自動化控制中應(yīng)用的研發(fā)力度，更好地提升人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用效果。

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編輯 趙瑞峰