電氣自動化控制中的人工智能技術(shù)

◆郭偉偉 吳文臣 佟若詩 楊家璇

（齊齊哈爾工程學院 黑龍江 161002）

近年來，我國科學技術(shù)飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)的優(yōu)勢凸顯出來，而自動化技術(shù)在各個領(lǐng)域中廣泛運用，特別是電氣工程自動化更是由于操作簡單、針對性強等優(yōu)勢，在很多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。從1956年第一次提出人工智能的概念后，對于人工智能的研究就不斷跟進，逐漸形成一個較為完善的科學體系，涉及計算機、自動化、信息技術(shù)、仿生學、語言學、控制技術(shù)、邏輯、哲學、生物學等多個學科。將其運用到電氣自動化控制中，實現(xiàn)精準控制，推動電氣自動化工程健康發(fā)展。

1 人工智能技術(shù)概述

經(jīng)歷了三次信息產(chǎn)業(yè)改革，計算機快速成為21世紀重要的基礎(chǔ)技術(shù)類型，為各領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展提供重要的幫助。而在計算機信息技術(shù)支撐下，自動化發(fā)展、智能化發(fā)展以及數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)成為當今社會中耳熟能詳?shù)拿~，也是行業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)或未來所追求的方向。人工智能在這一背景下應(yīng)運而生，集合多種信息化技術(shù)類型，通過拓展、開發(fā)、研究等方式，以相關(guān)理論、技術(shù)與設(shè)備糅合起來，賦予研究對象智能化功能。當然，人工智能也是計算機領(lǐng)域中的一個重要分支內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化發(fā)展，創(chuàng)造出更多有利于人類發(fā)展和使用的工具，例如，語言圖像識別工具、機械人等都在生活工作中發(fā)揮了較大的作用。人工智能的概念是從二十世紀50年代初起提出，對人工智能的研究建立在計算機技術(shù)基礎(chǔ)之上，同時不斷將別的學科理論、技術(shù)引入其中?？梢哉f，人工智能技術(shù)是一項系統(tǒng)性工程，融合了各個學科知識，對其的研究必須考慮各方面因素，才能實現(xiàn)與人類智能相類似的功能。當然，人工智能技術(shù)的發(fā)展，是在對人腦工作機制深入研究基礎(chǔ)上提出的，借助于計算機編程技術(shù)、程序控制技術(shù)，對人體大腦信息處理功能模仿，但同時也具有了大腦無法達到的計算功能，將其用于電氣自動化控制領(lǐng)域中，可以實現(xiàn)更加便捷的生產(chǎn)模式，控制成本，提升效率。

2 人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的有效應(yīng)用

2.1 分析電氣控制的整個過程

電氣控制作為電氣工程自動化中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對實現(xiàn)自動化控制做出了巨大貢獻。而現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展推動下，人工智能早已經(jīng)占據(jù)了電氣控制領(lǐng)域的半壁江山。利用人工智能計算機程序，通過設(shè)定相關(guān)運行程序參數(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣控制整個過程。在具體電氣自動化系統(tǒng)運行當中，需要根據(jù)實際情況，選擇針對性的控制程序，對各環(huán)節(jié)進行有效控制，不斷減少控制誤差的發(fā)生，避免對系統(tǒng)運行造成不利影響。人工智能對電氣控制過程應(yīng)用，主要是通過對模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制。在模糊控制中，主要是指通過電氣傳統(tǒng)中交流、直流傳動作用下實現(xiàn)。通常情況下，電氣直流傳動控制中模擬邏輯控制包括Sugeno、Mamdani。具體應(yīng)用當中，Mamdani主要是實施調(diào)速控制，而Sugeno屬于Mamdani的一個例外情況。在交流傳動中，通常利用模糊控制器實現(xiàn)調(diào)速，從而對電氣工程施工實現(xiàn)有效控制。

2.2 有效實現(xiàn)控制及保護功能

利用人工智能技術(shù)，能夠自動采集所有的開關(guān)量、模擬量，并對這些數(shù)據(jù)進行處理，按照預(yù)先設(shè)計方案中的要求整合和存儲。同時，還能夠利用圖像生成軟件，對電氣系統(tǒng)歷史運轉(zhuǎn)情況用真實畫面模擬并顯示出來，這樣能夠直觀地看到斷路器、電機、電壓設(shè)備、隔離開關(guān)等運行狀態(tài)。操作人員能夠根據(jù)這些具體情況，結(jié)合收集到的數(shù)據(jù)建立圖表。但值得注意的是，由于圖像畫面比字符數(shù)據(jù)占用的系統(tǒng)資源大，必須考慮到計算機設(shè)備、硬件條件等能否符合條件，避免由于圖像數(shù)據(jù)消耗運算資源大而導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性受阻。另外，采用人工智能控制界面，能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣系統(tǒng)遠程控制操作，對提升生產(chǎn)效率意義重大，還能夠提升電氣系統(tǒng)運行的安全性。人工智能技術(shù)利用，能夠?qū)Ω鱾€主要的設(shè)備模擬量數(shù)值、開關(guān)狀態(tài)等進行智能化的掛牌檢修，同時對于狀態(tài)變化、故障報警等問題也會給出有效警報，按照順序?qū)⑾到y(tǒng)中各項數(shù)據(jù)都記錄下來，在線對負序量計算進行分析。通過電話圖像、語音、聲光等綜合性模式，或通過選擇性報警，在具體操作過程中，利用鼠標、鍵盤能夠?qū)Ω綦x開關(guān)進行實時的控制，實現(xiàn)遠程控制功能。將模擬量故障按照一定順序進行錄波，捕捉相關(guān)波形，進行開關(guān)量變位、在線參數(shù)設(shè)置調(diào)整等。在運行管理操作系統(tǒng)當中，能夠自動保存運行日志，可以實現(xiàn)隨時備查，自動生成的報表需要進行及時打印、存儲，描繪系統(tǒng)運行曲線。

2.3 對電氣設(shè)備實施優(yōu)化設(shè)計

人工智能技術(shù)運用到電氣工程設(shè)備當中，能夠有效提升自動化控制效果，而這一效果的實現(xiàn)主要體現(xiàn)在設(shè)備設(shè)計層當中。電氣設(shè)備設(shè)計具有復(fù)雜性較大的特點，在具體設(shè)計過程中會涉及多方面知識內(nèi)容，包括電機、電路以及電磁學等，且必須具有豐富的經(jīng)驗。傳統(tǒng)電氣設(shè)備設(shè)計工作開展中，有時候會依靠簡單實驗結(jié)合手工經(jīng)驗，導(dǎo)致最終的設(shè)計方案確定難度大，方案有效性有待商榷，很難找到最優(yōu)化的設(shè)計方案。而利用人工智能技術(shù)，通過計算機系統(tǒng)的相關(guān)智能功能，將計算機設(shè)計和人工設(shè)計結(jié)合起來，能夠縮短設(shè)備設(shè)計與開發(fā)的周期，有效提升電氣設(shè)備的設(shè)計質(zhì)量與效率。

通過人工智能技術(shù)，還能夠有效提升電氣設(shè)備運行的整體效率。電氣自動化設(shè)備運行效率是電氣自動化工程發(fā)展最為關(guān)注的問題之一，而傳統(tǒng)電氣自動化控制系統(tǒng)作為一個極其復(fù)雜過程，涉及多個領(lǐng)域知識內(nèi)容。人工智能的利用，不僅模擬人腦思維方式，同時更能完成人腦無法完成的復(fù)雜工序，能有效提升電氣設(shè)備運行的精準性，提高整體運行效率。人工智能技術(shù)的使用，正好能夠?qū)崿F(xiàn)對故障點的定位工作，還能根據(jù)故障點具體情況，對故障設(shè)備實現(xiàn)自動化隔離，保證設(shè)備系統(tǒng)能夠繼續(xù)運動，避免造成更大的故障發(fā)生。利用模糊控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，都能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備系統(tǒng)運行當中故障的診斷。變壓器是電氣工程重要的設(shè)備之一，利用人工智能技術(shù)能夠?qū)ψ儔浩饔鸵浩鲶w進行有效的檢測分析，以便于能夠準確判斷變壓器發(fā)生故障類型，得到相關(guān)的故障信息，對維護整體設(shè)備運行效率與穩(wěn)定做出了巨大的貢獻。

3 總結(jié)

通過上述分析可知，在信息化時代發(fā)展中，人工智能技術(shù)運用逐漸廣泛，成為很多產(chǎn)業(yè)重要的創(chuàng)新措施。對于電氣自動化控制領(lǐng)域來說，充分利用人工智能技術(shù)，能夠提升自動化控制效率與質(zhì)量，滿足電氣自動化工程發(fā)展的高標準要求?？傊斯ぶ悄芗夹g(shù)正是這一趨勢下必然產(chǎn)物，且在各領(lǐng)域中具有重要的作用，是技術(shù)的一大變革，也能夠推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為社會創(chuàng)造出更多的產(chǎn)業(yè)類型。