电气自动化控制中人工智能技术的应用刘向华

电气自动化控制中人工智能技术的应用刘向华

刘向华

寿光市自来水有限责任公司山东省262700

摘要：随着社会进步，经济发展，互联网+，大数据分析等新技术日新月异，突飞猛进，现代工业对于设备的自动化和智能化的需求越来越高，人工智能技术发展的风口也引起了越来越多的关注，其在电气自动化控制中的应用研究被日益重视。人工智能技术通过对人类的各种模拟，提前在电脑机器中预先设置好操作程式，使其能够像人一样对图像、语音、标准、零件、程序等进行识别辨认及操作，实现一定程度上代替人来工作的目的。人工智能技术已经成为企业设备电气自动化控制的趋势和应用主体，也是我国工业生产中的重要技术支撑。不断对人工智能技术进行变革和创新，充分发挥其技术优势，对电气自动化控制中人工智能技术的应用进行研究，具有一定意义。

关键词：电气自动化控制；人工智能技术；应用

1导言

人工智能是人类运用现代化技术制造出来用于替代人力完成任务的智能机器，因此一般也称为人工智能机器。目前，人工智能机器主要借助了计算机技术，利用计算机技术编辑各种程序，让机器拥有一定的人类智慧。随着科学技术的不断发展，人工智能技术日益成熟，运用愈发广泛。

2人工智能技术的理论及特点

2.1人工智能技术的概念

人工智能技术是指研究如何用计算机从机器思维、机器感知、机器行为等方面去模拟、延伸和扩展人的智能，从而使计算机变得更聪明能干；如何设计和制造具有更高智能水平的计算机的理论、方法、技术及应用系统的一门科学技术。人工智能技术涵盖对专家系统、图像、语言、机器人等系统设计分析，以计算机技术为核心保障，涉及控制、自动化、拟人仿生、逻辑、语言等内容的综合性技术。也就是说，人工智能技术主要设计需要人类智能完成的操作，通过智能机器代替人类完成工作。人脑属于复杂、精密机器，其思考过程可被模仿。人工智能技术以模仿形式对智能机器进行简单的编程，收集人脑信息并研究，分析信息后，得到反馈，模拟不同人脑的技能。

2.2人工智能技术的特点

人工智能技术是对人脑相关复杂操作的代替，其可搜集大量信息并分析处理信息。人工智能技术的数据计算精度高、速度快，在电气自动化领域中，采用人工智能技术可实现生产、流通、交换及分配智能化处理，确保电气自动化控制的智能化，减少人工操作的成本，在很大程度上基本实现智能化处理，提高电气控制系统的生产能力，推动产业结构优化。

3电气自动化控制中人工智能技术的应用

3.1在电气控制中的应用

电气控制中电气自动化控制是其中重要组成部分，在工作运行过程中，电气自动化能为电气控制节约大量资本和提高工作效益。而人工智能的加入，更能将电气控制再进一个新台阶。人工智能技术能够利用对图像分析、数据分析、计算运行等代替一些技术人员工作，并降低对电气控制的难度。同时人工智能技术具有稳定的运行状态，工作人员只需监测机器设备即可。

3.2应用于故障的预防

当前的电气自动化系统运行过程中，由于人为、机器故障等问题会导致控制系统出现故障，从而降低了控制效率，影响了工业生产，甚至会危害人员的生命安全。虽然传统控制器可以通过一些诊断方法对电气自动化的故障进行检测和调整，但是步骤较为繁琐，并且精确度不高。例如，传统控制器可以通过报警装置或人工排查对故障进行检测，但对于一些无法预知或排查的故障，传统控制器就无能为力。而人工智能就可以解决这一问题。将人工智能应用到电气自动化故障预防，就是利用人工智能对数据的分析和调控能力，及时发现电气设备的异常状态并及时进行调整。例如，诊断变压器故障的传统方法是收集变压器的气体，再通过对气体的分析进而得到变压器的故障情况。这虽然也能解决问题，但大量的消耗了人力和时间，降低了效率。而人工智能技术能够通过专家系统或网络神经对故障进行诊断，从而分析出其问题所在，并通过对数据的分析找到最简便快捷的解决方案，从而大大节省了人力，提高了效率。

3.3在电气自动化控制中的应用

提高系统运行效率是电气自动化控制的重要目的，也是人工智能技术在这方面应用的主要作用。提高效率可以通过简化工作流程，避免设备故障，提高电气自动化水平，减少人为参与方式等实现，因此，控制程序是人工智能技术的关键。控制系统可以区别生产中的不同步骤，并据此发出相应的程序指令来实现人工智能控制。当前，较为普遍的控制方式有模糊控制、专家系统控制、神经网络控制等。

第一，模糊控制是人工智能技术领域目前最为简单的运用体系，它也是目前三种控制方法中采用最多的应用方式。所谓模糊控制，就是运用模糊语言变量、模糊推理等相关原理，辅助以一定的专家经验，采用计算机信息与指令来构建传输反馈通道，控制被控制对象，实现整个电气系统的控制过程。实际应用中，大多采用直流和交流传动来实现该技术在电气传动中的作用。传动控制应用主要使用的是Mamdani、Sugeno等软件，其中Mamdani软件是直流传动控制，用来调速。Sugeno软件则大多数情况下是被用于交流传动，它是Mamdani软件的一种例外，通过模糊控制器来实现人工智能技术的应用（见图1）。

第二，专家系统控制，顾名思义，其理论基础来自于专家，汇聚了大量的专家知识和经验，以控制理论技术与专家系统理论相结合为手段，实现经验模拟下的人工智能技术。它存储了相关领域的专家知识，采用事先分析进行总结，最后根据不同的工作环境设定出某一种参数模式。在运行过程中系统要先处理得到的各种信息，然后通过存储的丰富知识经验推理，通过调整参数来适应不同的工作环境，继而做出相应的推断和决策。这种方法下得出的处理结果和专家分析的是基本一致的，也就是类似的起到了专家的作用，这种控制系统适应性好，灵活度高，可以有效提高运行的效率，极大地增强设备控制中的安全与稳定系数。

第三，网络神经控制，它采用对人类大脑神经元的活动进行模拟，来建立的一种神经控制模型。在这个模型中，将电气自动化设备的网络神经模拟成人类大脑的神经元，参照神经元的控制方式实现电气自动化设备的网络神经建模，进而实现对其的控制。在电气自动化的控制应用中，网络神经控制技术参与的也越来越多，其应用前景和价值也是今后人工智能技术在电气自动化控制中研究的方向之一。

3.4应用于智能控制

在电气自动化科技中，电气控制的目的是提高电气设备的运行效率，从而提高电气自动化生产的效率。在这一领域，人工智能也能够凭借其优越的特性而发挥巨大的作用，提高电气自动化的控制水平，大幅改良电气的控制技术。人工智能电气控制技术目前主要分类有3种，分别是：专家系统控制、模糊控制以及神经网络控制。这些技术目前可以应用于以下几个方面：对所有开关量、模拟量数据进行实时的采集与整理、对设备和系统的运行状况进行监测和修复等。通过人工智能在电气控制中的应用，可以实现人力的解放，能够提高企业在经济竞争中的劳动力优势，促进企业的经济转型，提高我国的工业实力，推动我国发展成为工业强国。

4结论

综上所述，人工智能技术应用于电气自动化控制中，不但能提升电气自动化控制效率，同时还能使电气自动化控制降低难度、降低失误、提高反应度，提升电气自动化控制效率。不仅如此，人工智能技术应用于电气自动化行业中，不仅仅能够优化电气自动化控制效率，而且还能弥补以往半自动化系统的不足之处，大大节约人力资源的投入，实现电子自动化控制的同时，又能更好地保障电气稳定运行。

参考文献：

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