人工智能化在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

鄭成

摘要：電氣工程作為人類生產(chǎn)生活的重要組成部分，其生產(chǎn)自動(dòng)化程度直接關(guān)系著電氣工程的工作效率與安全性。人工智能化是人類制作的機(jī)器表現(xiàn)出類人的智能， 體現(xiàn)了自動(dòng)化的特征，因此在電氣自動(dòng)化控制引入人工化智能技術(shù)，構(gòu)建起一個(gè)能完成類似于人類判斷活動(dòng)的系統(tǒng)，改善電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制的精確性和穩(wěn)定性，將會(huì)有效的提高工作的質(zhì)量和效率，提升我國(guó)電力生產(chǎn)技術(shù)水平，促進(jìn)我國(guó)電氣自動(dòng)化不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能化 電氣自動(dòng)化 應(yīng)用

1 人工智能化理論的產(chǎn)生和發(fā)展

人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸、擴(kuò)展人的智能理論、方法、技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能化的概念在二十世紀(jì)五十年代被提出后，一直以較好的狀態(tài)發(fā)展，并且逐漸形成以計(jì)算機(jī)為核心，包括哲學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、自動(dòng)化、控制論、信息論與數(shù)理邏輯的綜合性科學(xué)。它是通過對(duì)人工智能本質(zhì)方向的了解，生產(chǎn)出一個(gè)與人類大腦做出雷同反應(yīng)的智能化機(jī)器來勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜的工作。電氣自動(dòng)化是研究與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)分析、研制開發(fā)以及電子與計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的一門學(xué)科。早期的收集整理電氣自動(dòng)化控制存在一些或多或少的缺陷，引進(jìn)了人工智能化技術(shù)，不僅彌補(bǔ)了電氣工程在早期自動(dòng)化控制技術(shù)中的缺陷，而且還在很大程度上推動(dòng)了電氣自動(dòng)化的發(fā)展。智能化的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)主要就是為了加強(qiáng)整個(gè)勞動(dòng)分配過程，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)智能化，這樣一來減少了人為勞動(dòng)的投入，大大的提高了工作效率，并能減少工作中出現(xiàn)的人為差錯(cuò)。

2 人工智能化在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

人工智能化控制是計(jì)算機(jī)的分支學(xué)科，主要是依賴計(jì)算機(jī)程序內(nèi)設(shè)定好的函數(shù)公式和計(jì)算法則自動(dòng)對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作。與傳統(tǒng)的人工控制技術(shù)相比智能化控制技術(shù)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

2.1 減少人力勞動(dòng)的投入

傳統(tǒng)的電氣操作是一個(gè)復(fù)雜的過程，往往涉及到很多的電氣設(shè)備，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析需要外接很多線路。因此在復(fù)雜的電力系統(tǒng)中就需要大量的人力資源。而人工智能技術(shù)中最顯著的特點(diǎn)就是它能夠?qū)崿F(xiàn)在一定程度上替代或部分替代人類復(fù)雜腦力勞動(dòng)，并且在不需要外接大量線路的同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)有效開展信息收集與傳輸，并能夠自主的完成數(shù)據(jù)分析和處理，省去了很多繁瑣的工作，所以人力資源得到了解放。

2.2 限制人為誤差

電力系統(tǒng)每年都會(huì)因?yàn)槿藶椴僮魇д`導(dǎo)致事故或故障。而人工智能化系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)按照事先設(shè)定好的程序控制系統(tǒng)運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生變動(dòng)，并能完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析，且基本都有自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)，系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)將基本追隨理論上的數(shù)據(jù)。整個(gè)過程中很少有人參與，所以操作工程中如果不是機(jī)器出現(xiàn)問題，一般不會(huì)出現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)相差太大的現(xiàn)象。

2.3 設(shè)計(jì)無需建立控制對(duì)象模型

電其設(shè)備和系統(tǒng)越來越復(fù)雜，運(yùn)行過程中不可控因素也較多，例如。參數(shù)變化、非線性時(shí)等，利用傳統(tǒng)的控制器來進(jìn)行控制時(shí)，很難得到實(shí)際控制對(duì)象的精確動(dòng)態(tài)方程，而傳統(tǒng)控制器都是根據(jù)實(shí)際控制對(duì)象設(shè)計(jì)控制器的模型，所以設(shè)計(jì)出來的模型也就不可能精準(zhǔn)，最終自動(dòng)化控制的實(shí)際工作效率在一定程度上也會(huì)降低。人工智能化控制器不需要對(duì)被控對(duì)象設(shè)計(jì)模型，因此它在源頭上避免了那些不可控因素的出現(xiàn)，使自動(dòng)化控制器的精密系數(shù)得到了提升。

2.4 具有較好的一致性

在實(shí)用人工智能化技術(shù)生產(chǎn)電氣產(chǎn)品的時(shí)候，由于智能化的技術(shù)是依靠機(jī)器設(shè)定的同一個(gè)程序進(jìn)行重復(fù)生產(chǎn)的，所以保證了產(chǎn)品的規(guī)范化和性能的一致性。在人工智能化控制系統(tǒng)，由于負(fù)反饋的存在，針對(duì)擾動(dòng)引起的變化能做及時(shí)的調(diào)整，一定程度上保證了一致性。

另外，人工智能化還有能很好的適應(yīng)新數(shù)據(jù)或新信息、容易擴(kuò)展和修改且十分便宜等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，人工智能發(fā)展的潛力無限大，提升電氣設(shè)備的運(yùn)行智能化，有效增強(qiáng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的性能，是生產(chǎn)技術(shù)又一次巨大的革新。

3 人工智能化在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

隨著人工智能化技術(shù)在世界范圍內(nèi)的快速發(fā)展，很多研究人員已經(jīng)展開針對(duì)人工智能化在電氣自動(dòng)化應(yīng)用方面的研究，也取得了一定的成果，積極運(yùn)用這些新成果無疑有利于電氣自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展。電氣自動(dòng)化應(yīng)用人工智能化的常用的方法有專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論等。

3.1 人工智能化應(yīng)用于電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)中

在設(shè)計(jì)電氣類設(shè)備類的工作是一個(gè)極為復(fù)雜的工作，傳統(tǒng)化的方式是采用簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)方式方法和具有經(jīng)驗(yàn)的老師傅用手工方式來完成的。這不僅需要會(huì)電氣、電路等專業(yè)的知識(shí)內(nèi)容，還要將長(zhǎng)時(shí)間積累的設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用在里面，即使這樣也很難達(dá)到最優(yōu)的效果。隨著智能化發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的發(fā)展，電氣逐漸由手工設(shè)計(jì)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不斷轉(zhuǎn)變，使開發(fā)產(chǎn)品的周期大大減少。人工智能化的出現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)也在不斷的更新，整體產(chǎn)品無論從研發(fā)、設(shè)計(jì)到成品等都得到了全面的提高。

人工智能化常用方法中，遺傳算法是一種比較先進(jìn)的優(yōu)化算法，對(duì)于產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)是很適合的，因此對(duì)于電氣設(shè)計(jì)往往都是采用這樣的方式方法或加以改進(jìn)。

3.2 人工智能化應(yīng)用于電氣控制中

在傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制中，其操作過程往往有著更為嚴(yán)格的要求，日常的操作過程步驟也十分繁瑣，需要很大的人力投入，過程中無法避免的會(huì)出現(xiàn)一些人為差錯(cuò)。而人工智能化技術(shù)是依賴于計(jì)算機(jī)的先前設(shè)定好的程序的控制來進(jìn)行正常的工作。在智能化的機(jī)器內(nèi)部會(huì)由于各個(gè)環(huán)節(jié)的要求，同時(shí)有幾個(gè)不同編程的程序來控制整個(gè)生產(chǎn)過程，人工智能化能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)控制掌握，并能及時(shí)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并與理論情況對(duì)比，最大限度限制差錯(cuò)的出現(xiàn)，而且還能對(duì)出現(xiàn)的差錯(cuò)及時(shí)警報(bào)。綜上，人工智能技術(shù)，在改善電氣自動(dòng)化的操作效率，簡(jiǎn)化操作流程，降低電氣自動(dòng)化控制中人力工作量方面有著顯著的成果。

3.3 人工智能化應(yīng)用于電氣故障診斷中

所謂電氣故障診斷，就是通過電氣設(shè)備運(yùn)行中的相關(guān)信息來識(shí)別其技術(shù)狀態(tài)是否正常，確定故障的性質(zhì)與部位，尋找故障起因，預(yù)報(bào)故障趨勢(shì)，并提出相應(yīng)對(duì)策;它以故障機(jī)理和技術(shù)檢測(cè)為基礎(chǔ)，以信號(hào)處理和模式識(shí)別為其基本理論與方法。隨著現(xiàn)代電氣設(shè)備和系統(tǒng)日益復(fù)雜化，電氣設(shè)備的可靠性、可用性、可維修性與安全性的問題日益突出，從而促進(jìn)了人們對(duì)電氣設(shè)備故障機(jī)理及診斷技術(shù)的研究。并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的迅速發(fā)展，人工智能化診斷技術(shù)在電氣故障中應(yīng)用越來越廣泛。

專家系統(tǒng)、模糊理論在人工智能化電氣設(shè)備故障診斷中應(yīng)用比較廣泛。變壓器作為電設(shè)備中最為常見的設(shè)備，其出故障時(shí)傳統(tǒng)的診斷方法是利用變壓器分解出來的油氣體，具有較低的準(zhǔn)確率，而人工智能智能化監(jiān)測(cè)把專家系統(tǒng)、模糊理論兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合起來，綜合診斷變壓器的故障，具有較高的準(zhǔn)確率，在消除故障隱患方面效果比傳統(tǒng)診斷要好得多。

4 結(jié) 語

電氣工程作為人類生產(chǎn)生活的重要組成部分，其生產(chǎn)自動(dòng)化程度直接關(guān)系著電氣工程的工作效率與安全性。人工智能化是人類制作的機(jī)器表現(xiàn)出類人的智能， 體現(xiàn)了自動(dòng)化的特征，因此在電氣自動(dòng)化控制引入人工化智能技術(shù)，構(gòu)建起一個(gè)能完成類似于人類判斷活動(dòng)的系統(tǒng)，改善電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制的精確性和穩(wěn)定性，將會(huì)有效的提高工作的質(zhì)量和效率，提升我國(guó)電力生產(chǎn)技術(shù)水平，促進(jìn)我國(guó)電氣自動(dòng)化不斷發(fā)展。另外，人工智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用還有很大的提升空間，需要更多地電力研究人員投入到研究中來，并通過實(shí)踐不斷完善技術(shù)，相信不久的未來，人工智能化能夠更好的應(yīng)用到電氣自動(dòng)化中。

參考文獻(xiàn)：

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