電氣工程自動化中人工智能的應(yīng)用研究

解惠湧

【摘 要】人工智能技術(shù)已成為企業(yè)設(shè)備電氣自動化控制的趨勢和應(yīng)用主體，也是我國工業(yè)生產(chǎn)中的重要技術(shù)支撐。不斷對人工智能技術(shù)進(jìn)行變革和創(chuàng)新，充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，對電氣自動化控制中人工智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，具有一定意義。

【關(guān)鍵詞】電氣工程自動化；人工智能；應(yīng)用研究

1人工智能概述

人工智能是電子信息技術(shù)的一個分支，其最基礎(chǔ)的研究目的是為了了解智能的本質(zhì)，并且研發(fā)出和人類行為、思想一致的智能機(jī)器，隨著該項研究的發(fā)展，目前人工智能的應(yīng)用逐漸成為了一種“輔助工具”，其應(yīng)用的領(lǐng)域也較為廣泛。簡單來說，人工智能就是人類思想的一種“容器”。從字面意思來看，人工智能的定義可分為“人工”、“智能”兩個部分，其中人工即為人工制造，而智能則表示意識、思維。從生物學(xué)的角度看，意識、思維、自我認(rèn)識僅存在于高智慧生物身上，而將人工制造與智能相互結(jié)合，其理念就顯得極為寬泛。人工智能技術(shù)目前處于“半成熟”的發(fā)展階段，雖然和最初的研究目標(biāo)仍舊有較大差距，但是目前“人工智能”仍舊有著較高的應(yīng)用價值。在電氣工程自動化中，人工智能目前所能達(dá)到的能力，已經(jīng)能夠應(yīng)對電氣工程自動化的諸多需求，對生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量的提高有著不同程度的促進(jìn)作用。

2人工智能在電氣自動化工程中應(yīng)用的優(yōu)勢

首先，參數(shù)調(diào)節(jié)更簡便。在參數(shù)調(diào)節(jié)方面，傳統(tǒng)的人工調(diào)節(jié)需要工作人員業(yè)技術(shù)技術(shù)水平過硬，并且在工作時間長，出錯率大，成為了電氣工程中的一大難題。人工智能的出現(xiàn)很好地解決了這個難題，科學(xué)地運用人工智能，參數(shù)調(diào)節(jié)工作將變的更為簡便，它提高了智能函數(shù)本身的性能，并且能根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)參數(shù)。同時，人工智能在調(diào)節(jié)方面的操作簡單，相關(guān)工作人員能在短時間內(nèi)掌握具體的操作方法，大大提高了工作質(zhì)量和效率。其次，不易受到外來因素影響，出現(xiàn)誤差小。傳統(tǒng)控制器容易受到外來因素的影響，如：模型的設(shè)置參數(shù)發(fā)生變化時，計算出來的數(shù)值就會出現(xiàn)不同的錯誤。人工智能則無需精確的動態(tài)模型和準(zhǔn)確的設(shè)置參數(shù)，同時也不需要特殊的環(huán)境等，受到外來因數(shù)的影響小，因此，人工智能能確保各種機(jī)械設(shè)備在運行時參數(shù)固定不變，保證參數(shù)值一直穩(wěn)定在精準(zhǔn)的范圍之內(nèi)。最后，使設(shè)備運行一直處于最優(yōu)狀態(tài)。人工智能具有專家系統(tǒng)，能獨立完成適用于設(shè)備運行最佳參數(shù)的運算。在人工智能技術(shù)之前，都是人為進(jìn)行設(shè)備運行參數(shù)的調(diào)節(jié)，受各種因素影響，人為運算的參數(shù)難受不具備精準(zhǔn)等特點，而人工智能技術(shù)由于參數(shù)運算精準(zhǔn)，在此技術(shù)支持下的設(shè)備能一直處于最佳的運行狀態(tài)。

3電氣工程自動化中人工智能的應(yīng)用

3.1在電氣自動化設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用

人工智能化技術(shù)在電氣工程當(dāng)中的具體應(yīng)用，包含了以下幾個方面：①通過人工智能化技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的方法，有效實現(xiàn)了電氣設(shè)備使用周期的縮減，并且在電氣設(shè)備的設(shè)計和使用層次上也有了明顯的提升，通過對智能化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，對推動電氣工程產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展有著重要的意義；②在人工智能化控制系統(tǒng)當(dāng)中，通過計算機(jī)程序的編寫，實現(xiàn)了對電器生產(chǎn)過程當(dāng)中各種不同操作流程的智能化控制，最大限度上替代了傳統(tǒng)形式下人工操作的環(huán)節(jié)，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。因為電氣自動化設(shè)備在整體的設(shè)計和系統(tǒng)的構(gòu)成上相對比較復(fù)雜，并且對于設(shè)計工作人員多學(xué)科和多角度的知識經(jīng)驗和知識層次的要求比較高，相關(guān)的工作人員在進(jìn)行智能化操控過程當(dāng)中，需要具有對電機(jī)和電路系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)知識的了解，并且還可以充分保證電氣自動化設(shè)備整體工作質(zhì)量和運行標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到生產(chǎn)要求，這種傳統(tǒng)形式下的設(shè)計理念，由于受到人為性因素的影響，對于電氣行業(yè)的快速發(fā)展也有著一定的影響作用。

3.2在電氣自動化控制中的應(yīng)用

3.2.1模糊控制

模糊控制是人工智能技術(shù)領(lǐng)域目前最為簡單的運用體系，它也是目前三種控制方法中采用最多的應(yīng)用方式。所謂模糊控制，就是運用模糊語言變量、模糊推理等相關(guān)原理，輔助以一定的專家經(jīng)驗，采用計算機(jī)信息與指令來構(gòu)建傳輸反饋通道，控制被控制對象，實現(xiàn)整個電氣系統(tǒng)的控制過程。實際應(yīng)用中，大多采用直流和交流傳動來實現(xiàn)該技術(shù)在電氣傳動中的作用。傳動控制應(yīng)用主要使用的是Mamdani、Sugeno等軟件，其中Mamdani軟件是直流傳動控制，用來調(diào)速。Sugeno軟件則大多數(shù)情況下是被用于交流傳動，它是Mamdani軟件的一種例外，通過模糊控制器來實現(xiàn)人工智能技術(shù)的應(yīng)用。

3.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由大量處理元連接構(gòu)成。為了科學(xué)模擬生物的腦部特性，在神經(jīng)技術(shù)研究中，提出神經(jīng)模型的建立。實際上，建設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅對生物思考進(jìn)行抽象模擬，并未完全反映生物思考的功能性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息處理以神經(jīng)元的作用來完成，對信息和知識以元件相互分布聯(lián)系儲存，其學(xué)習(xí)及識別取決于神經(jīng)元連接權(quán)系數(shù)，是系數(shù)動態(tài)演化的表現(xiàn)。不同神經(jīng)元組成網(wǎng)絡(luò)，其中，單個神經(jīng)元可接受多組輸入信息，按設(shè)定規(guī)則處理，轉(zhuǎn)換為輸出信號輸出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元連接復(fù)雜，各神經(jīng)元以非線性方式傳遞信息，輸入、輸出信號之間存在多種聯(lián)系，可以人工構(gòu)建特殊聯(lián)系，以此表達(dá)為“黑箱模型”，闡述機(jī)理模型無法精確表述，但輸入、輸出存在模糊規(guī)律事件。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬經(jīng)典經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，在電氣自動化控制中?yīng)用廣泛。

3.3在日常操作中的應(yīng)用

電氣設(shè)備是非常復(fù)雜的設(shè)備，對其進(jìn)行操作也是一個復(fù)雜的過程。比如，對設(shè)備運行中的數(shù)據(jù)管理要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，防止發(fā)生意外。這項工作如果用人工來完成，不僅需要占用一個甚至多個完整的人力，才能保證設(shè)備運行期間的所有數(shù)據(jù)都能記錄在案，而且，如此瑣碎的工作極易引起人的倦怠，造成記錄失誤。人工智能技術(shù)只要利用計算機(jī)運用數(shù)據(jù)管理程序，將追蹤的數(shù)據(jù)全部采集，然后設(shè)計相應(yīng)的表格，數(shù)據(jù)就會自動填充到表格中，這項任務(wù)的完成，速度快，效率高，而且出現(xiàn)錯誤的可能性極小。類似這種工作，有了人工智能技術(shù)的參與，繁雜變簡單，大大提高了工作效率。另外，人工智能將人工操作變?yōu)橛嬎銠C(jī)操作，使工作中人的成分減少，相應(yīng)更加程序化，簡化了操作過程，確保過程的有效性。

3.4在故障預(yù)防中的應(yīng)用

當(dāng)前的電氣自動化系統(tǒng)運行過程中，由于人為、機(jī)器故障等問題會導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而降低了控制效率，影響了工業(yè)生產(chǎn)，甚至?xí)：θ藛T的生命安全。雖然傳統(tǒng)控制器可以通過一些診斷方法對電氣自動化的故障進(jìn)行檢測和調(diào)整，但是步驟較為繁瑣，并且精確度不高。例如，傳統(tǒng)控制器可以通過報警裝置或人工排查對故障進(jìn)行檢測，但對于一些無法預(yù)知或排查的故障，傳統(tǒng)控制器就無能為力。而人工智能就可以解決這一問題。將人工智能應(yīng)用到電氣自動化故障預(yù)防，就是利用人工智能對數(shù)據(jù)的分析和調(diào)控能力，及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的異常狀態(tài)并及時進(jìn)行調(diào)整。例如，診斷變壓器故障的傳統(tǒng)方法是收集變壓器的氣體，再通過對氣體的分析進(jìn)而得到變壓器的故障情況。這雖然也能解決問題，但大量的消耗了人力和時間，降低了效率。而人工智能技術(shù)能夠通過專家系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)對故障進(jìn)行診斷，從而分析出其問題所在，并通過對數(shù)據(jù)的分析找到最簡便快捷的解決方案，從而大大節(jié)省了人力，提高了效率。

4結(jié)束語

在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，改變傳統(tǒng)的電氣控制模式，不僅實現(xiàn)了系統(tǒng)運行效率和精度的提高和優(yōu)化，更反過來推動社會產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型，體現(xiàn)出人工智能技術(shù)的巨大應(yīng)用價值。而隨著以后人工智能技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展，筆者相信它在電氣自動化控制系統(tǒng)方面會具有愈加廣闊的應(yīng)用前景，發(fā)揮更重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]康曉東.探討人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中的運用[J].電子元器件與信息技術(shù)，2017，103：79-82.

（作者單位：山西工程技術(shù)學(xué)院）