人工智能技術(shù)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用

張世凡

【摘要】隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展與完善，自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，這極大的提高了生產(chǎn)的效率，為社會(huì)的發(fā)展增加巨大的動(dòng)力。近年來(lái)，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的不斷交融和創(chuàng)新，人工智能技術(shù)不僅使設(shè)備具有自動(dòng)控制的能力，還賦予了一定的邏輯思維和學(xué)習(xí)能力。因此，人工智能技術(shù)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用能夠促使更大的工業(yè)生產(chǎn)能力，同時(shí)降低工作強(qiáng)度，解放大量的勞動(dòng)力，提高人民的生活水平。

【關(guān)鍵詞】人工智能;自動(dòng)控制;應(yīng)用分析

伴隨著信息時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)與人工智能是科技發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，通過(guò)在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠不斷的激發(fā)現(xiàn)代化的建設(shè)。目前人工智能技術(shù)在多個(gè)方面均有較為出色的應(yīng)用，比如醫(yī)療中通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)控制人工智能技術(shù)給予病人的病情進(jìn)行更加精準(zhǔn)高效的檢測(cè)，對(duì)于手術(shù)臺(tái)設(shè)備的不斷優(yōu)化和完善;在公共交通中實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)車、地鐵等軌道列車的速度以及調(diào)度信息的智能優(yōu)化;這些均體現(xiàn)出人工智能技術(shù)在自動(dòng)控制中具有廣泛且實(shí)用的應(yīng)用，因此，我們有必要對(duì)其具體的應(yīng)用進(jìn)行探討。本文詳細(xì)的介紹了人工智能技術(shù)的發(fā)展概況，對(duì)此技術(shù)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用進(jìn)行綜合分析，對(duì)于人工智能的發(fā)展和應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

1. 人工智能技術(shù)和自動(dòng)控制概述

1.1 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)為多學(xué)科理論交叉而形成的技術(shù)，其涉及學(xué)科包含計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)等。所謂智能就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)理論作為運(yùn)算核心，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言作為基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)人的行為判斷能力以及對(duì)于數(shù)字或圖片的識(shí)別能力進(jìn)行收集，然后匯總出大數(shù)據(jù)使人工智能系統(tǒng)不斷的學(xué)習(xí)和積累，能夠做到對(duì)簡(jiǎn)單事物的判斷和處理，其本質(zhì)為模仿人類的行為或者思維來(lái)完成更為復(fù)雜或艱難的工作。比如，可以運(yùn)用人工智能技術(shù)研發(fā)智能型家政服務(wù)類機(jī)器人，能夠提供更加人性化的服務(wù);人工智能應(yīng)用于模擬計(jì)算領(lǐng)域，在神舟和嫦娥系列發(fā)射過(guò)程中，能夠模擬其運(yùn)行軌道以及計(jì)算出現(xiàn)中的問(wèn)題的解決方法;通過(guò)人工智能與檢測(cè)設(shè)備的結(jié)合，能夠在進(jìn)行物品檢查過(guò)程中快速的鑒定結(jié)果，避免長(zhǎng)時(shí)間人為的監(jiān)測(cè)。

1.2 自動(dòng)控制

自動(dòng)控制技術(shù)能夠有效的提升工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程，通過(guò)一系列的編程和設(shè)置，能夠使機(jī)械按照預(yù)先規(guī)劃的方案進(jìn)行自主工作，有效降低了一線操作者的工作強(qiáng)度。由于在整個(gè)設(shè)備中安裝了多個(gè)傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，為設(shè)備的維修和故障檢查提供了較大的便利。但自動(dòng)化運(yùn)行有一定的局限性，如果完成高集成度的自動(dòng)化，會(huì)對(duì)處理器造成極大的運(yùn)行速度壓力，并且對(duì)于操作的語(yǔ)言平臺(tái)和交互平臺(tái)也需要進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，再者，其自動(dòng)化監(jiān)控執(zhí)行部分會(huì)隨著自動(dòng)化集成度的提升，其監(jiān)控難度驟然遞增，使自動(dòng)化運(yùn)行的成本呈指數(shù)般增加，此外，進(jìn)行有效的控制寫(xiě)入操作后，針對(duì)不同的生產(chǎn)工作需要再次進(jìn)行調(diào)整自動(dòng)化的邏輯，以上這些問(wèn)題和弊端充分說(shuō)明自動(dòng)化控制技術(shù)不斷升級(jí)和完善，通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠使工業(yè)生產(chǎn)不但自動(dòng)化，而且更加智能化。

2. 人工智能技術(shù)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用分析

2.1 在自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

電氣自動(dòng)控制設(shè)計(jì)需要對(duì)各種電路以及電器件型號(hào)和作用有完善的認(rèn)知，并且能夠?qū)τ趯?shí)際的情況進(jìn)行自動(dòng)控制設(shè)計(jì)線路以及邏輯的調(diào)整，隨著人們對(duì)生產(chǎn)工藝的精益求精，對(duì)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方面的要求也逐漸增加，因此可以通過(guò)人工智能技術(shù)來(lái)優(yōu)化自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方面的工作內(nèi)容。原有的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)必須建立在具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)設(shè)計(jì)人員和設(shè)計(jì)合理性鑒定以及執(zhí)行人員的基礎(chǔ)上，其設(shè)計(jì)的周期以及檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度，均會(huì)影響到自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的效率，但借助人工智能這一技術(shù)就會(huì)緩解或改善這種現(xiàn)象，對(duì)人工智能計(jì)算系統(tǒng)輸入大量以往成功的設(shè)計(jì)思路和檢驗(yàn)方案，能夠形成一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，最后人工智能調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容，通過(guò)數(shù)字建模和檢驗(yàn)?zāi)M，能夠高效準(zhǔn)確的給出初級(jí)的設(shè)計(jì)模型。這將降低設(shè)計(jì)工作的難度，并且提高了設(shè)計(jì)方案的合理性，僅需要設(shè)計(jì)人員對(duì)人工智能系統(tǒng)進(jìn)一步的了解，就能夠不斷的提升自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的效率。

2.2 在電氣自動(dòng)控制中的應(yīng)用

人工智能在電氣自動(dòng)控制中的應(yīng)用主要有模糊控制、專家控制以及網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制三種體系構(gòu)成。

2.2.1 模糊控制

針對(duì)模糊控制而言，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的調(diào)節(jié)更加的快速，全面降低響應(yīng)時(shí)間。比如電機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載之間不斷調(diào)整的關(guān)系，如果使用傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，雖然能夠?qū)﹄姍C(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)載的變化進(jìn)行調(diào)整，但總有一定的滯后，使生產(chǎn)的精度難以控制。通過(guò)人工智能中模糊控制的應(yīng)用，能夠?qū)㈦娏?、電壓以及?fù)載轉(zhuǎn)速等各種信息進(jìn)行模糊數(shù)據(jù)的匯總，隨后對(duì)模糊量之間進(jìn)行數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)化和公式的搭建，選取合適的函數(shù)進(jìn)行對(duì)各參量進(jìn)行模糊推理，合理的推理內(nèi)容將轉(zhuǎn)化成邏輯控制的依據(jù)，通過(guò)對(duì)工作中電機(jī)各數(shù)據(jù)之間的變化，能夠預(yù)測(cè)對(duì)轉(zhuǎn)速以及各項(xiàng)參數(shù)的控制，從而不斷降低響應(yīng)時(shí)間提升操作精度。

2.2.2 專家控制

專家控制旨在通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，不斷吸收和積累多個(gè)領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑母黜?xiàng)數(shù)據(jù)，并且能夠通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)不斷的完善和升級(jí)，能夠形成類似人類專家的計(jì)算和判斷能力，從而進(jìn)行解決專業(yè)的復(fù)雜問(wèn)題。其專家系統(tǒng)為5個(gè)部分組成，首先通過(guò)知識(shí)庫(kù)內(nèi)容的儲(chǔ)存，隨后將知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化成符合計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)推理機(jī)對(duì)知識(shí)與控制體系之間建立判斷機(jī)制，并且對(duì)于判斷的結(jié)果進(jìn)行解釋，最后通過(guò)知識(shí)獲取環(huán)節(jié)能夠不斷的完善專家系統(tǒng)。

2.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制其主要的核心是針對(duì)人腦的神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行模擬，使人工智能系統(tǒng)更加的符合人類的思維邏輯。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制能夠使自動(dòng)控制具有更高的靈敏性，能夠促進(jìn)傳感器的分析工作，并且對(duì)于分析出的結(jié)果，能夠根據(jù)人類的思維做出解決辦法的判斷羅列，使操作人員可以根據(jù)顯示的結(jié)果進(jìn)行處理方案的選擇。促進(jìn)設(shè)備的各部分結(jié)合緊密度，使設(shè)備均像神經(jīng)一樣相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)完整的整體。此外，對(duì)于各項(xiàng)數(shù)據(jù)計(jì)算的優(yōu)化和檢查，能夠使各項(xiàng)控制更加符合邏輯且提高靈敏度。

2.3 對(duì)數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化的應(yīng)用

對(duì)于自動(dòng)控制的人工智能技術(shù)應(yīng)用而言，基礎(chǔ)且重要的工作是進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和歸類匯總，人工智能技術(shù)能夠?qū)κ占臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)錄成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器語(yǔ)言，并且進(jìn)行針對(duì)性的儲(chǔ)存，并且對(duì)于同類的數(shù)據(jù)進(jìn)行特定的分析，避免重復(fù)無(wú)用的信息產(chǎn)生過(guò)多系統(tǒng)垃圾。對(duì)于每一項(xiàng)工作的進(jìn)程，通過(guò)靈活調(diào)用數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行智能的分析和監(jiān)控，對(duì)于不符合邏輯或出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)情況，能夠進(jìn)行針對(duì)性的記錄，并且自行根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)給予科學(xué)的異常事件處理。通過(guò)專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不斷學(xué)習(xí)能力，能夠進(jìn)一步的對(duì)數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化，從而完成復(fù)雜的自動(dòng)化設(shè)備中電氣故障的維修和排查。

3. 人工智能技術(shù)在自動(dòng)控制中的必要性

人工智能能夠通過(guò)優(yōu)化對(duì)機(jī)器重復(fù)操控的處理，通過(guò)算法優(yōu)化的集成，計(jì)算出優(yōu)質(zhì)解法進(jìn)而更好的操控機(jī)器的自動(dòng)化。例如人工智能控制器的運(yùn)用，人工智能控制器具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以在沒(méi)有對(duì)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，在面對(duì)所需控制對(duì)象具有眾多不穩(wěn)定因素、甚至是動(dòng)態(tài)無(wú)規(guī)律變化時(shí)都能夠滿足控制需求，并且，其自身就具有很大靈活性，可更改性，易調(diào)節(jié)性，正好迎合新時(shí)代大數(shù)據(jù)的復(fù)雜變化使效率得到顯著提升。

4. 結(jié)束語(yǔ)

人工智能是自動(dòng)控制未來(lái)的發(fā)展方向，通過(guò)對(duì)人工智能的不斷學(xué)習(xí)和應(yīng)用，能夠使工業(yè)制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)由自動(dòng)化向智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型，更好的為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。

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