人工智能技术在电气自动化控制的应用研究

发表时间:2021/5/7   来源:《科学与技术》2021年29卷第3期   作者:胡德强
[导读] 科技的发展带动了人工智能和电气自动化等领域的发展
        胡德强
        卡尔蔡司光学(中国)有限公司 广东广州 510555
        摘要:科技的发展带动了人工智能和电气自动化等领域的发展,电气自动化控制的实现为社会生产和人们生活带来诸多便利,自动化控制应用在工业生产中能够提高生产力水平。为进一步扩大人工智能的应用范围,加强其在电气自动化方面的应用研究。基于此,本文针对人工智能技术在电气自动化控制的应用进行探讨分析,以供参考。
        关键词:人工智能;电气自动化;控制
引言
        在电气化自动控制中应用人工智能技术不仅能显著提升电气自动化的控制质量,还可以降低电气自动化所投入的人力、物力。人工智能技术能够优化电气设备设计、提升电气控制质量、进行精准的电气故障诊断,为电气自动化控制的正常运行提供保障。因此,针对人工智能技术在电气化自动控制中的应用进行研究具有重要的现实意义。
        1人工智能技术的概念
        1.1人工智能技术的概念
        人工智能技术就是利用计算机系统对人脑面对一些问题时的分析过程进行模拟,借助计算机系统的高速运算能力对外界所采集的信息进行系统的综合处理,最后得出和人脑处理问题相似的处理结果并传输给控制系统来实施。人工智能技术是各方面科学技术的有机结合,把计算机信息处理系统、社会人文科学和自然科学结合为一个整体。
        1.2人工智能技术的发展
        人工智能是基于人类智能化相关理论发展衍生出的技术方法,其依托计算机技术,对于人类思维展开全面分析并组织模拟活动,从而产生智能化行为。在人工智能领域,专家系统能够应用在多个学科中,需要具备心理学、语言学和逻辑学等知识,该技术的实现较为复杂,可以利用智能化设备展开相关工作。通过机器学习,模仿人脑思维并将人类行为进行编程,在管理过程中产生模仿行为。在人工智能在发展过程中,其能够结合计算机的发展不断优化,对于人类活动进行模仿,并通过编程将模仿行为变成现实,收集相关信息、展开分析工作、进行智能化判断[1]。
        2人工智能技术特征
        2.1应用范围广泛
        传统的电气自动化控制方法是针对系统某一部分的单向信息传输。这种控制方法虽然可以很好地控制某部分,但对系统其它部分的控制能力较弱。随着人工智能技术的引入,可以将单向的信息传输转化为网络信息传输,实现对系统的全方位控制。即使在紧急情况下,也可以根据现有的处理方法,结合决策机构提供的相关处理数据,解决系统故障,保证系统运行的稳定性和安全性。
        2.2简易的操作流程
        对电气系统设备的工作原理和与各元部件连接关系做好足够的了解,才能运行传统的电气自动化控制系统。在这个过程当中,因为需要对各种资料数据加以综合性分析、对比、工作量大,时间也长。面对这样繁杂的工作,运用人工智能技术可以将现有的系统数据进行可视化分析。技术人员可以对系统当中的错误的连接点加以校正,同时降低了调试的时间成本。在工作工程当中,还可以通过可视化降低系统操作的难度,运行的参数也可以便捷地获取[2]。
        2.3稳定可靠性强
        在具体的应用过程中,人工智能技术加强了计算机和互联网技术的有效应用,将智能电气数字系统集成在电气自动化控制过程中。在其它传统设备应用中,使用人工智能技术可以保证电力系统的稳定运行,同时大大降低了传统设备的使用率,使电力系统的可操作性得到明显提高,进一步提高了电气自动化控制的准确性和效率。


        3人工智能技术在电气自动化控制中的应用
        3.1人工智能技术在电气控制中的应用
        在电气自动化控制中电气控制是最为核心的环节,人工智能技术的应用能够提升控制效率与精度,且能够应对庞大的信息数据以及复杂的工作流程。模糊控制是基于人工智能技术下的常用电气控制技术之一。模糊控制是基于模糊推理与模糊语言理论而形成的控制形式,结合计算机技术形成闭环结构的控制系统。其结构核心为基于人工智能技术的模糊控制设备,这也是模糊控制与其他控制方式差别之处[3]。模糊控制系统结构分为模糊控制器、输入/输出接口、执行机构、控制对象以及测量设备。其中,控制对象的容纳范围十分广泛,不论是确定、模糊,单变量、多变量,定常、时变,线性、非线性均可以作为控制对象。无法精准建立数学模型的对象更加适合应用模糊控制技术;执行机构不仅可以使用直流电动机、步进电动机等,还可以使用气动调节阀、液压阀等;模糊控制器则是模糊控制技术的核心元件,是一种应用模糊知识标识与规则推理的控制设备;输入/输出接口在模糊控制系统中由于大多数控制对象的控制量与可观测状态为模拟量,模糊控制系统也需要使用A/D转换设备。在模糊控制系统中还需要配备适用于模糊逻辑处理的结构,该结构可被认为是输入/输出接口。除了模糊控制形式外,专家控制、神经网络控制都是基于人工智能技术下的电气自动化控制形式。如专家控制基于专业理论技术,结合专业生产经验,对电气自动化进行的一种智能控制。主体构成由知识库与推理机制,通过对知识的组织排列,根据一定策略选择合适的规则进行推理,以实现对对象的控制。专家控制较为灵活,能够适应对象特性与环境的改变。基于专家控制形式,系统能够在偏差较大、非线性的环境下安全稳定地开展工作,鲁棒性强。人工智能技术在电气控制中应用越来越广泛,如通过人工智能技术实现电气设备自动化控制、大型电动交通网控制、大区域电网供配电控制等。
        3.2人工智能技术在电气故障诊断中的应用
        电气自动化控制系统在工作过程中,可能由于人为疏忽、设备故障等因素导致控制系统出现故障。虽然传统控制方式也可以诊断出故障区域以及导致故障的原因,但需要耗费大量时间与人力、物力,且精确度较低(如可以使用故障报警设备或人工排查手段来检查故障,但部分故障仍然无法被发现)。人工智能技术的应用则可以有效解决这一问题。将人工智能技术应用在电气故障诊断中能够利用计算机技术、智能控制系统对电气控制设备进行分析,第一时间发现电气设备异常情况并及时处理。例如,传统故障诊断方式下要发现变压器故障则需要收集变压器气体,再对气体进行检测方可获取变压器故障情况;但人工智能技术则可以利用网络神经技术对故障进行判断,精确分析出故障问题所在,且对数据进行分析后找到最佳的解决方案,有效提升了故障检测效率与质量[4]。
        3.3人工智能技术在电气设备设计中的应用
        人工智能技术应用在电气设备方面是提升电气自动化控制质量的基础。人工智能技术可以被用于电气设备设计。电气设备设计是一项较为繁杂的工作,设计过程中需要综合电磁场、电机等知识,且需要具备丰富的设计经验。传统电气设备设计均是基于丰富的设计经验与繁杂的实验过程,设计出最优方案难度较大、成本较高[4]。应用人工智能技术则可以使用CAD技术来进行电气设备设计,减少电气设备设计周期。在电气设备程序设计中,可以应用人工智能技术对程序进行模拟调试,节省测试成本,缩短调试周期等。人工智能技术能够提升电气设备的设计的工作效率,另一方面,还通过智能技术来提高电气设备设计的精确度。
        结束语
        在电气自动化的控制领域当中,人工智能技术的应用不但能够控制系统运行成本,而且还能提高运行效率。随着科技的发展,相关领域需要深化人工智能技术的具体应用,技术人员需要加大力度展开技术创新,精简电气系统组成结构,保证设备运行过程更加安全,发挥人工智能技术优势,为电气领域发展提供支持。
        参考文献
        [1]李永男,高任,金松林.人工智能技术在电气自动化中的应用[J].集成电路应用,2019,36(11):74-75.
        [2]刘念回.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(19):246-247.
        [3]王海月.人工智能技术在电气自动化控制中的应用思考[J].农业技术与装备,2018(07):80+82.
        [4]崔海城.人工智能技术在电气自动化控制中的应用研究[J].电子世界,2019(03):190-191.
       
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