论人工智能在电气设备中的应用及其前景

论人工智能在电气设备中的应用及其前景

周洪龙

身份证号 : 41272319840401****

摘要：经过半个多世纪的发展，人工智能已经在诸多领域取得了较大发展成果，并且已经引起了众多学者的重视，成了一门广泛交叉的前沿性学科。目前已有多种人工智能技术应用于工电气工程中，人工智能模拟了人脑的工作方式，在机器设计当中加以运用，让机器带动代替人类工作，能够有效减少人类的工作量。目前已有很多电气科技工作者将人工智能技术引入到电气设备的优化、故障诊断以及控制过程等，并且取得了诸多成功经验。

关键词：人工智能；电气设备；应用及前景

1关于人工智能技术的定义概述

人工智能的概念最早是始于上个世纪的六十年代左右，那一时期距离第一代计算机的诞生也仅仅只有二十年，人工智能的概念一经提出就引起了人们的重点关注，但由于受到时代特性和科学技术水平的局限性限制以及时代科学的发展程度还无法真正实现人工智能技术的构建，所有大多数时间人们对人工智能的想象只能是通过影视作品进行视觉上的展示。但随着计算机技术的飞速发展和信息化技术的不断研究，发展到现代逐渐的为人工智能的研发与实际应用提供了成熟的条件。如今人工智能技术有效的结合了不同学科的理论与技术通过现代化的信息处理技术终于突破了人工智能技术所受到的时代科学技术的限制。当前的人工智能正在以飞快的速度进行研究与实践，并已经可以在一些领域内进行实际的发挥其强大的功能。

从电气自动化控制技术层面上来讲，其主要的技术与研究核心是为了实现利用自动化控制来进行机械生产领域和计算机技术等学科知识的的综合研究与设计，最终实现工业生产机械自动化生产技术的科学发展和智能化技术应用。如今社会经济的发展与科学技术的高速发展，绝大多数的行业与领域都已经实现了计算机技术的应用，人们也越来越依赖与计算机技术，如今人们的生活中几乎充满了各种电子信息产品，电脑、平板电脑、手机移动客户端等电子设备，这些设备都是基于计算机技术与人工智能技术的研究与发展所进行制作并得到应用推广的。计算机的智能化一般来讲是利用程序对其所联结的设备进行按照程序上的控制与管理，而其运行原理与人的大脑的运行方式极为相似，人的大脑是人类活动、思考、行为、思维、情感等一些人类个性的控制与执行指令的发布，作为人体最为重要的器官其是属于最终的绝对领导地位，人体的一切行为都受到大脑的支配。人工智能正是科学研究人员根据人体大脑的信息功能进行计算机编程实现对人的行为、思维、情感、肢体动作等方面的模拟并进行人工智能计算机技术的研究与创造。事实上，人们对于人工智能技术并不陌生，生活中的人工智能技术应用也越来越常见。例如汽车的中心智能控制系统、工业生产中自动检测和预警以及相应技术参数调整等方面的技术功能实现都是对人工智能技术的体现。

2人工智能在电气设备中的应用

2.1在电气设备故障诊断中的应用

电气设备的故障与其征兆的关系非常复杂，在很多情况下这种关系是不确定的。传统的人工故障诊断往往需要花费较高的人工成本。而采取人工智能中的神经网络、专家系统、模糊逻辑等技术，能够充分发挥其优势，提高电气设备故障诊断效率。在电力系统中，变压器具有非常重要的地位，变压器的故障诊断是保持变压器正常运行的重要保障。目前在诊断变压器故障的过程中，常用方法是通过分析变压器油中分解的气体来判断变压器的故障程度。而在人工智能背景下，采用神经网络ＢＰ算法，输入特征矢量，再将电弧、电晕放电、油过热以及正常这四种状态作为输出节点，再利用三层神经网络训练变压器油的特征气体和故障状态二者之间的输入输出关系，详细对比诊断结果与实际的检查结果，得到的比较结论是一致的，这说明了将神经网络算法应用于变压器故障诊断是有效的。有学者根据变压器的故障特征提出了一种基于决策树的组合神经网络系统，这一系统采用的是分级判别法，加强对变压器故障的诊断与细化，通过这种分解方法可以大大降低使用单个神经网络所导致的网络结构复杂性以及训练的难度这一问题。应用结果表明，这种基于决策树的组合神经网络系统具有较高的准确性，具有较高的实用价值。

2.2在电气设备优化设计中的应用

电气设备设计不仅涉及电机电器、电磁场、电路等诸多学科知识，同时还需要设计者掌握大量设计经验性知识。在应用人工智能之前，电气设备的传统设计主要采取简单的实验手段以及用手工方式，这种方式难以获得最优方案。随着人工智能技术的快速发展，逐渐实现手工设计转向计算机辅助设计，大大提高传统辅助设计的技术的效率以及质量。应用与优化设计的人工智能技术，主要有专家系统和遗传算法。

目前所开发的专家系统，总体上还处于研究阶段，离实际应用还存在一定距离。沈阳工业大学特种电机研究所研制成功了永磁直流电动机以及永磁同步电动机的设计专家系统，河北工业大学将ＣＡＤ技术与专家系统相融合，开发出了电磁继电器ＣＡＤ专家系统。这些专家系统主要由最初设计、优化设计以及零件结构设计三部分所组成，在使用时只需输入继电器的参数，专家系统就会按照要求自动设计出电磁系统的结构尺寸、触头材料、线圈匝数等，而且绘制出特性曲线与结构图，大大提高了设计效率。

2.3在电气设备智能控制中的应用

目前可用于电气设备控制的人工智能方法主要包括三种：神经网络控制专家、系统控制以及模糊控制。其中，模糊控制是最简单且最实用的方法。有研究者以模糊理论为基础，提出了一个ＳＦ高压断路器操作机构的模糊控制模型，根据电流、电压、功率以及其他相关的参数，可以实现系统的自动调节和控制，进而实现断路器的智能操作。有研究者将人工智能的自配合适控制与保护开关电器相结合，不仅可以实现实时在线检测，而且还可以对故障进行提前预测，还可以实现在不改变原有的电气原理的情况下，采取新的现有技术提高高器件的控制与保护性能。

3人工智能在电气设备应用的前景展望

经过半个世纪的发展，人工智能已经取得诸多进展，但仍然存在巨大的发展空间。实践表明，混合式人工智能技术可以有效弥补单一技术存在的不足，获得较优性能，有助于开辟更为广阔的应用空间。例如，将神经网络与概率论、神经网络与模糊逻辑、神经网络与生物细胞学相融合，可以产生随机神经网络、细胞神经网络、模糊神经网络等。基于小波分析与神经网络而构建的混合式神经网络，将其应用于电气设备的优化设计和故障诊断，已经取得突出成效。随着人工智能技术的发展，在未来通过混合技术以及组合技术，有助于实现人工智能在电气设备中应用效率的大大提升。尤其是软件技术与微电子技术迅猛发展，不断出现新的开发工具，将会进一步改良人工智能的技术性能，进一步推动人工智能在电气设备领域的应用。

结束语

电气自动化控制技术的发展从传统的生产方式到计算机技术再到信息技术的应用也为其生产方式带来了巨大的转变，而人工智能技术是结合了信息技术和计算机技术的科学研究已经实践应用，在机械化生产过程中运用人工智能技术极大到的提升了生产效率，并保证了产品的性能与质量以及对生产设备的集中自动化控制。而在电气自动化控制对人工智能化发展的实际应用中所出现的问题进行及时的解决也是对人工智能技术逐渐成熟的体现，相信人工智能技术逐渐完善的过程也是其发展的过程。

参考文献

[1]单腾．论述人工智能在电气设备中的应用及其前景［Ｊ］．中国设备工程，２０19，（０７）：３７－３８．

[2]马忠林．基于人工智能在电气设备中的应用及其前景［Ｊ］．南方农机，２０18，５１（０６）：１８９．