人工智能技术在电气自动化控制中的应用研究

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年3期   作者:程华东
[导读] 国内社会发展的速度越来越快,我国科学技术也在飞速发展的进程中

        程华东
        烟建集团工业设备安装工程有限公司,山东省 烟台市264000
        摘要:国内社会发展的速度越来越快,我国科学技术也在飞速发展的进程中,特别是人工智能这一块,国内在经过不断研究种也取得了良好的发展。随着人工智能技术积极的应用,也使得电气自动化控制系统进行的分析和计算变的更加的精准,也进一步的加快推动了电气自动化控制的发展速度。当前的形势下,为了进一步的加快电气自动化控制的发展进程,同时提升处理信息的速度,就必须要充分借助计算机的优势,充分的利用人工智能技术,从而更好的进行自动控制的信息处理,进一步提升工作的效率,降低运行成本,让电子自动化能在高速发展的新时代下更加良性的发展。
关键词:电气自动化;人工智能;自动化控制
1人工智能技术概述
        随着科学技术的快速发展,尤其是当前网络技术的广泛应用,人工智能也不例外,对当前社会的发展有着不可忽视的作用。人工智能技术之所以能形成,最主要的就是计算机技术以及其他学科相互交叉的建立下才得以实现,人工智能的技术本质就在于通过人类智能的模拟创造出可以代替人类去做一些复杂工作的机器人。现阶段人工智能研究相对集中,其中主要包括两个方面,首先是专家系统,其次机器人系统。要想模拟人类智能,当前最重要的问题就是大脑问题,由于人来大脑不仅复杂而且还非常的精密,所以对于当前来说如果要模拟,就需要借助现代先进的技术,才能够实现。然而在当前现代技术的帮助下,逐步的研发出人工智能技术,在人们的工作生活中,人工智能化再各领域都得到了广泛的应用,而且应用的效果非常的明显,因此也进一步的说明人工智能技术的先进性具有非常重要的应用价值。另外将人工智能以及专家系统嵌入到仿真环境能对仿真中的人力消耗起到一定的减少作用,同时能够将仿真自动化程度以及仿真精度进一步的提升,也是扩宽一体化仿真规模必不可少的技术。虽然当前人工智能技术已经广泛应用到人们的生产生活中,但是仍然处于逐渐成熟发展的初级阶段,而且人工智能技术仍然还存在很多问题,需要在以后技术的创新上不断的去改善和优化。通过对自动控制理论的深入研究发展,可以看出在电气自动化控制中人工智能技术的具体应用主要体现在这几个方面,主要包含专家系统和运作效率、以及模糊控制。根据实际操作情况来看,模糊控制系统的操作上非常的简单,而且与设备间的融入也很容易,因此在电气自动化控制系统中人工智能技术的应用主要还是集中于模糊控制。
2人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用
2.1 故障诊断
        利用人工智能技术可对电气设备的故障进行诊断,借助模糊理论展开分析,确保电气设备的精准运行。故障诊断方面的应用主要体现在发动机、变压器或发电机等故障诊断方面,能够充分发挥人工智能技术的作用。通常来讲,电气自动化相关设备发生故障的成因有很多,并且设备故障发生频率也相对较高。如果系统设备产生故障,在人工智能技术的支持下能够及时定位故障点,对故障原因展开精准化分析,结合分析结果制定高效的处理措施,预防故障的范围扩大。比如:若变压器运行中出现故障,传统的故障分析方法是通过对变压器产生的油气进行收集,分析气体成分,结合分析结果确认故障原因。这种分析方式耗时较长,而且容易受到外界因素影响,若出现失误就会对系统运行造成安全隐患,导致故障范围不断扩大。而利用人工智能技术,可高效诊断变压器故障,将诊断结果告知运维人员,为其维修计划的制定提供有力支持。电气工程当中变压器如果存在故障,在人工智能技术的助力下,能够在电控室的终端将报警信息和故障情况发送出来,管理者可根据报警信息将与故障变压器相连的电源关闭,故障处理更加及时;同时,结合系统显示的故障信息,对于和变压器有关的电气设备展开逐一排查,缩小了故障检修范围,提高排查效率。
2.2 自动化操作人工智能技术
        在电气自动化领域的控制应用还体现在自动化操作方面,其应用十分广泛。比如:在某电气工程当中,建筑高度9层,高度34m,共计面积823m2,工程设计有电气设备控制室,并在建筑1层和2层划分为电气存储室、电气设备房等。按照规定,本工程属于二类高层建筑,需要使用树干放射形式配电方式,并在每个楼层的电气竖井当中设置配电箱,将州职业技术学院德黄克电缆线置于各楼层管理竖井当中。应用自动化控制系统,以人工智能技术为核心,并设置自动报警、环境探测、设备检测、语音广播等系统。该项目的自动化系统中使用保护方式为集中选线,包括6个机柜。将人工智能等相关技术应用其中,结合管理需求实现对电气设备的远程操控。在管理中,利用终端设备可下达指令,实时控制电气系统,完成动态化管理,保证整个系统的安全高效运行。
2.3模糊控制
        所谓模糊控制,就是借助直流或者交流传动系统,保证整体系统的稳定运行,该技术属于人工智能领域重要技术之一。直流传动的系统组成包括Sugeno和Mamdani,其中,Sugeno主要具备预防作用,Mamdani是控制系统的运行速度,通过二者的配合应用,对于直流传动整个系统进行调整和控制。交流传动的系统组成,主要是借助控制器控制系统整体,保证系统运行模式科学合理,高效防御运行风险。与此同时,模糊控制器种类多样化,具体包括自调式、简单式、变结构、模糊PID等类型。在工业生产领域,模糊PID类型控制器应用广泛,其具有良好的耦合性和非线性,并且时滞性极强。但是,对于不同的控制对象,需要对PID的参数进行灵活调整,因此,在实际使用之前,应该先优化参数,确保控制过程响应及时。变结构类型控制器由不同模糊控制器组合而成,不同单元负责不同的控制内容,拥有的控制规则也各不相同,设定参数也存在差异,可保证在特定状态之下控制效果优良。利用该技术展开控制系统设计,应该先分级模糊语言,之后划分控制区域进行分档选取,确定控制算法以及控制性能,提高系统运行有效性。
2.4神经网络
        控制系统当中的神经网络主要是不同控制单元组合而成的网络结构,其能够模仿人脑思维,可以全面控制电气自动化相关系统。在运行神经网络系统期间,当系统收集到特定数据或者信息以后,其能够通过一个神经元展开全面连接,按照设定的规则完成信息转换,借助不同单元内部的传输系统对于接收的数据、图像和语音等信息集中处理,为中控系统采取控制措施提供相关支持。比如:使用BP神经网络,可通过遗传算法优化设计权值,保证系统能够高效运行,系统运行流程图1所示。
        
        图1 BP神经网络运行流程图
        
        借助该算法神经网络权值优化共有三个部分,第一,遗传算法的优化程序为GA1.m;第二,BP神经网络的监控程序为GA2.m;第三,监控测试程序为BP.m。借助遗传算法完成权值优化期间,可将G取值为100,作为优化代数,并提取30个样本数量Size=30,使交叉概率等于0.60,那么按照下列公式即可将变异概率求出:Pm=0.001-[1:1:Size]×0.001/Size,通过10位二进制的编码串,将不同权值内的量表示出来。
结束语
        综上所述,将人工智能技术应用到电气自动化控制中,可有效降低运行成本,极大地提升工作效率。在科学技术不断发展、人工智能技术应用逐渐深入的过程中,研究人员要不断创新应用途径,使得电气设备操作更加简单、安全、可靠,充分保证企业的经济效益,提高电气行业迅速的发展。
参考文献
[1]蒯申红.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的运用[J].科技风,2020(9):36.
[2]杜晓燕,曹浩,张坤平.浅述电气自动化控制中人工智能技术的应用[J].通讯世界,2020(1):207-208.
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