人工智能在电气工程自动化中的应用

高召宁　李培华

【摘要】随着社会和经济的发展，科学技术也在不断更新，人工智能作为一门新的技术科学，被广泛地运用到了社会生产和生活的各个方面，在人们对于生产智能化要求越来越迫切的今天，人工智能技术的应用有着重要的现实意义，这一点也在电气工程自动化控制领域中得到了深刻的体现。

【关键词】人工智能；电气工程自动化；应用表现

人工智能是一门新的技术科学，它的目的在于对人的智能的模拟、延伸和扩展的技术、方法理论及应用系统进行研究和开发。人工智能是计算机科学的重要的组成部分，使机器能够完成一些通常只有靠人类智能才能做到的相对复杂的工作是其研究的一个主要的目标。在电气工程中应用人工智能，实现机械设备的自动化操作，对电气工程中控制系统运行稳定性的提高、生产效率的加快以及系统设备的改造都有着非常重要的作用。

一、人工智能的应用理论

20世纪50年代中期，人工智能的概念首次被提出，并在相关的技术研究领域中得到了快速的发展，一套包括信息论、心理学、数学逻辑、自动化、生物学、医学、语言学、医学、仿生学等学科并以计算机为主的综合性的科学逐渐形成，这便是人工智能理论。人工智能理论作为计算机科学的一个重要的分支，意在研究和开发对人的智能进行模拟和延伸的方法。它试图对智能的本质进行解释，并以此实质为基础制造出一种类似人类智能反应的智能机器，这方面的研究涉及到了语言的识别、图像识别、机器人等。而电气自动化研究的主要是有关电气工程的信息处理、研制开发、自动控制及计算机的应用等。在科学技术日益发展更新的背景下，计算机技术发展的速度也逐渐加快，并渗透到了人们生产生活的方方面面。计算机编程技术的发展也带动了自动化的运输、传播和生产的发展。人脑是无法复制的最为精密的仪器，计算机的编程可以对人脑进行模仿，实现电气工程的自动化。在电气工程中，电气的自动化控制是生产的一个重要的环节，可以大大的降低工程在人力上面的资金投入，并有效的提高其运行的效率。以超高压输电设备为例，如果只依靠人为的操作，而不运用自动化控制系统，设备就无法稳定可靠的运行，工作效率就会降低，供电调配就会不均衡，造成资源的浪费，严重了甚至会发生人员伤亡等事故，造成重大的损失。由此，在电气工程自动化控制领域应用人工智能是非常有必要的，不管是对于电气工程生产能力的提高，还是对于产业结构的优化调整都有着重要的作用。

二、人工智能的应用优势

人工智能在电气工程自动化中的应用主要体现在人工智能控制器上，非线性函数近似器，比如模糊理论、遗传算法、神经算法等，是最常应用于电气工程自动化的人工智能控制器，与常规的函数估计器相比，它有很强的应用优势。首先，人工智能控制器的一致性很强，输入不可知的数据得到的预测效果也特别好，而且它不会受到忽略器的影响。虽然在对某些对象进行控制时，没有使用人工智能控制器而得到的效果也不错，但如果换成了其他的控制对象，那么获得的效果就不一定也会那么好，所以必须严格遵守具体问题具体分析的原则来进行设计。

其次，可以对控制对象进行精确的掌握的动态方程在很多的情况中都是非常复杂的，所以，控制器在对实际控制的模型进行具体的设计的时候，通常会出现大量如参数的变化，非线性时等无法确定的因素而无法对其进行掌握，而人工智能控制器不需要控制对象的模型就可以进行设计。同时，人工智能控制器还可以以不同的鲁棒性、响应时间和下降时间来作为根据进行一定程度的调整，以对自身的性能进行提高，比如说，在上升时间的方面，最好的PID控制器也比模糊逻辑控制器慢一半，在下降时间方面，最好的PID控制器的速度只是模糊逻辑控制器的1/4。相比于古典控制器，人工智能控制器在调节方面更容易，在没有专家进行现场指导的情况下，人工智能控制器也可以通过对数据的响应来开展设计，此外，运用语言、相应信息等方法也是设计可以采用的方式。

三、人工智能在电气工程自动化中的应用表现

在电气工程自动化的很多环节中，人工智能技术都得到了良好的运用，在本文中，我们主要以人工智能在电气设备的控制、设计、故障诊断及日常的操作的影响这四个方面来具体谈一下人工智能在电气工程自动化中的应用表现。

（一）日常管理中的应用

人工智能技术的应用对于电气工程建设自动化水平的提高有着重要的作用，同时对电气工程日常管理方面的工作也带来了很大的影响，使设备操作、电流调整的界面被简化，实现了日志以及报表的生成和存储的自动化。此外，人工智能技术在电气系统日常操作中的应用一方面可以对不同文件的规格和样式进行规范、使各种操作被简化，一方面还使这种操作更加的简单易行并具有可视性。

（二）电气设备控制中的应用

在电气工程中，可以实现流通、分配、交换和生产增强的一个重要的环节就是电气的自动化控制，增强控制自动化水平，就可以使财力、人力方面的资金投入得到缩减，系统运行的质量和效率得到提高。人工智能具体应用于电气设备控制的方式主要是神经网络控制、模糊控制以及专家系统控制，其中，模糊控制因其本身的简单性以及联系实际的紧密型，在实际中得到了最多的应用。

（三）电气设备故障诊断中的应用

在人工智能相关技术中，应用于电气设备特别是发电机和变压器的故障诊断方面最多的是神经网络、模糊理论和专家系统。比如说在对发动机和电动机的故障进行诊断时，运用了人工智能化的诊断方法，并与模糊理论和神经网络相结合，使相对比较强的神经网络和故障诊断知识模糊性一起进行了诊断，提高了诊断的准确性。不同于原先的以设备故障的非线性、复杂性和未知性作为依据的低效率的故障诊断方法，人工智能方法的采用使诊断的准确率得到了大大的提高。

（四）电气设备设计中的应用

电气设备的设计需要应用到电气自动化专业中的电力电子技术、电机、变压器等很多方面的专业知识，是一个极端具有复杂性的过程，需要投入很多的物力、财力和人力。而在电气设备的设计过程中应用人工智能技术，就可以以很快的速度计算出人脑很难计算的非常繁琐的问题并实现过程的模拟，大大提高设计工作的效率和质量。同时，在电气设备的设计中，要对不同的算法在不同的实际情况中的具体使用予以注意，如优化设计通常使用遗传算法，开发性设计通常采用专家系统方法。此外，要保证设计工作的较高的效率和较好的质量，还需要相关工作人员在人工智能软件应用方面具备足够高的能力以及足够多的工作经验。

结束语

总之，人工智能理论的研究目的就是实现对人类智能的模拟、开发和延伸，对于电气自动化的特点也有所体现，所以人工智能在电气工程自动化中的应用有着非常重要的现实意义，可以优化电气设备的设计、诊断电气设备的故障，大大提高电气工程的运行效率。

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