供水設(shè)備機械電氣自動化人工智能控制技術(shù)研究

（廣東理工學院，廣東肇慶市，526100）吳 瓊

在各行各業(yè)的發(fā)展中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提升，同時也創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟收益。人工智能作為自然學科與社會學科的交叉，屬于邊緣學科，所涉及到學科內(nèi)容比較復(fù)雜，包括控制論、不定性論、心理學、計算機科學以及認知科學等內(nèi)容[1]。在供水設(shè)備機械電氣自動化控制過程中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的降低人力資源成本，實現(xiàn)供水設(shè)備運行效率的提升，同時可以有效的降低供水設(shè)備的故障率，為供水企業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展提供保障。

1 人工智能技術(shù)相關(guān)概述

從上世紀中期開始，人工智能就已經(jīng)受到了人們的廣泛關(guān)注，在社會科學技術(shù)水平不斷提升的情況下，自動化、數(shù)字化以及智能化水平不斷提升。人工智能主要是借助計算機系統(tǒng)與各行業(yè)之間的融合，實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的提升，人工智能前期主要是從智能化與數(shù)字化的角度出發(fā)，彼此之間存在著十分密切的聯(lián)系[2]。在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)與生活中，人工智能作為其中的重要組成，在改善人們生活水平方面起著至關(guān)重要的作用，比如在生產(chǎn)活動中，自動化人工智能技術(shù)能夠控制各種機器，實現(xiàn)自動化與計算機技術(shù)的結(jié)合，進而轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぶ悄?。尤其是針對一些高危行業(yè)，工作人員如果長期處于有害環(huán)境，則會大大損害身體健康，這就需要借助人工智能的優(yōu)勢，實現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量精準度的提升，推動社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。

2 人工智能控制器算法

2.1 PID算法原理

PID算法作為控制領(lǐng)域中最為廣泛的應(yīng)用算法，具有很大的價值，如果要對供水設(shè)備的溫度進行調(diào)節(jié)，只需要設(shè)置輸入目標，就可以借助積分調(diào)節(jié)、比例調(diào)節(jié)以及微分調(diào)節(jié)等，控制水體溫度，執(zhí)行機構(gòu)能夠保障水溫穩(wěn)定在事先設(shè)定的閾值內(nèi)，這一過程需要借助測量元件來實現(xiàn)。在PID算法的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)水溫迅速升高，同時實現(xiàn)水溫的固定[3]。

2.2 人工智能控制器中PID算法的應(yīng)用

在實際應(yīng)用PID算法的過程中，需要對其存在的散熱問題進行分析，充分考慮不同材質(zhì)自身的散熱效率，部分材質(zhì)的散熱效率相對較高，但是部分材質(zhì)則散熱較低。此外，在加熱到固定溫度以后，比如30℃，水與加熱管道的余溫也會造成水溫的繼續(xù)上升，這就造成水溫出現(xiàn)了一定的波動。為了保障水溫符合生產(chǎn)需要，必須要設(shè)定一個誤差比例，按照最開始設(shè)置的Kp來調(diào)整誤差，保障水溫穩(wěn)定在所需的閾值內(nèi)。

2.3 PID算法對非線性過程的控制

通常來說，一般人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在收斂性方面存在一定局限性，這就需要采用非線性函數(shù)近似器。對于非線性函數(shù)近似器來說，并不需要進行研究對象模型的確定，實現(xiàn)了工作效率與應(yīng)用廣泛性的提升[4]。在遇到一些特殊問題的時候，例如供水設(shè)備機械控制，則需要進行再次建模，開展函數(shù)估算，不僅使得效率降低，同時也會造成系統(tǒng)穩(wěn)定性受損。這就需要在人工智能控制器設(shè)計的時候，應(yīng)該在PID算法基礎(chǔ)上開展改良工作，然后控制系統(tǒng)，從而消除PID算法所產(chǎn)生的誤差。

3 供水設(shè)備機械電氣自動化控制中人工智能控制器應(yīng)用價值

針對不同類別的人工智能控制器來說，需要構(gòu)建不同的研究手段，比如神經(jīng)算法、模糊神經(jīng)算法以及遺傳算法等，在供水設(shè)備機械電氣自動化控制當中，主要從非線性函數(shù)近似器的研究出發(fā)，開發(fā)與研究人工智能。相較于普通函數(shù)估計來說，人工智能非線性函數(shù)計時器的優(yōu)勢十分明顯。首先，如果采用普通函數(shù)估計器，在開展研究當中容易受到不確定因素的影響，危及供水設(shè)備的穩(wěn)定性，但是在非線性函數(shù)近似解的應(yīng)用修改，則不需要構(gòu)建研究對象模型，能夠為個別對象的研究提供便利條件，實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用水平的提升。其次，研究者能夠結(jié)合實際需求，合理的調(diào)整供水機械設(shè)備的性能，實現(xiàn)供水設(shè)備適應(yīng)性的提升。最后，相較于普通函數(shù)估計與控制器來說，人工智能非線性函數(shù)近似器可以更為便利的進行數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)，只需要獲取到供水設(shè)備中的數(shù)據(jù)以后，就可以開展人工智能技術(shù)設(shè)計，簡化設(shè)計過程。

4 供水設(shè)備機械電氣自動化控制中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

4.1 電氣控制領(lǐng)域應(yīng)用

在當前的諸多領(lǐng)域當中，人工智能技術(shù)都有著廣泛的應(yīng)用，可以顯著實現(xiàn)城市供水控制效率的改善，同時降低運行成本。在開展電氣控制當中，主要從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)兩方面出發(fā)，其中專家控制需要建立在專家系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，將其集成在控制技術(shù)中。此外，模擬人腦神經(jīng)元的活動，能夠做到網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)通知，當前諸多技術(shù)與領(lǐng)域都積極的開展網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制技術(shù)，為人工智能技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

4.2 供水設(shè)備中的應(yīng)用

在針對實際情況開展研究以后發(fā)現(xiàn)，城市供水系統(tǒng)中所涉及的影響因素眾多，需要多學科的共同努力，對技術(shù)人員的能力與綜合素養(yǎng)提出了更高要求。在現(xiàn)階段城市供水管理人員中，需要具有較強的個人素養(yǎng)，提升自身的專業(yè)知識水平。在推動城市供水系統(tǒng)問題解決的過程中，人工智能控制的應(yīng)用更為廣泛，能夠在替代人工操作以后，實現(xiàn)控制水平的提升，改善故障處理的效率與質(zhì)量，降低系統(tǒng)控制成本。

4.3 故障處理中的應(yīng)用

通常來說，在城市供水控制系統(tǒng)運行中，如果出現(xiàn)工作人員控制不當，沒有嚴格按照操作規(guī)范運行的情況，則會使得城市供水控制系統(tǒng)產(chǎn)生事故，加大故障發(fā)生幾率，使得企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟損失。但是在傳統(tǒng)故障診斷過程中，所采用的方法比較復(fù)雜、繁瑣，無法對故障產(chǎn)生的原因進行準確診斷。比如在變壓器故障在很短中，傳統(tǒng)油溶氣診斷技術(shù)的應(yīng)用，不僅會產(chǎn)生大量的物力與人力耗費，同時在診斷結(jié)果方面也存在誤差。這就需要充分發(fā)揮出人工智能控制技術(shù)的優(yōu)勢，在故障診斷中，應(yīng)對各種類型的故障，實現(xiàn)安全事故發(fā)生幾率的有效控制，促進城市供水系統(tǒng)控制質(zhì)量與效率的提升。

5 結(jié)語

綜上所述，在進入新世紀以來，人工智能與自動化成為了社會各界廣泛關(guān)注的焦點，在各行各業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用，特別是針對供水設(shè)備來說，通過發(fā)揮出人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，能夠在實現(xiàn)工作效率提升的同時，為人們的生活提供更大的便利。在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下，工作人員的工作復(fù)雜性得到了有效控制，同時實現(xiàn)了工作質(zhì)量的提升，能夠滿足當前社會的發(fā)展需求，實現(xiàn)供水企業(yè)的穩(wěn)定運行，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。