人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析

任博

【摘 要】随着经济和社会的不断发展与进步， 各行各业中已经广泛开始使用电子信息技术，这个技术变得十分的普及。其中作为一门新兴科学——电气自动化控制，智能技术（AIT）的使用在很大程度上提高了其效率，使得电气工程设备在使用中去的良好的效果，同时从根本上减少了投入，包括人力和物力等。在今天——这个追求高质量、高产出的时代，人工智能技术已然成为了工业中不可缺少的部分，本文将针对人工智能技术的特点和在电气自动化控制中的应用进行分析。

【关键词】人工智能；电气自动化控制；应用；思路分析

0 概述

针对电气工程方面，广泛的使用电气自动化控制系统中的人工智能技术对电气工程的质量的提高和安全性的增强起到了重要的作用，同时也成为了使电气工程持续发展的保障。

（1）AIT的相关概念

智能技术（Smart power）是一种新技术，基于人类智能模拟智能理论并加以实践，对于计算机技术而言AIT可以被算作是组成的重要部分之一。人工智能通常被称作机器智能，是一种边沿学科，AIT是社会科学与自然科学的融合。“人工智能”一词产生于1956年的Dartmouth学会上，自此人工智能研究进入发展的黄金时期，是二十世纪末期三大世界尖端技术之一，其中包括人工智能、能源技术和空间技术，而在21世纪的今天，人们又将人工智能与纳米科学、基因工程并列入三大尖端技术中[1]。

为了使AIT进一步被完善，因此智能技术才被应用到生产中去。一般用于研究智能技术的问题都是较为繁复、琐碎的问题，而智能技术就是以解决这些问题为目的来像人类一样进行思考，对人类的大脑进行模拟来研究如何解决问题，搜集信息并作出具体的反馈。

（2）智能技术的特点

能够代替世界上最复杂精密的仪器——人类的大脑进行劳动是智能技术的特点，智能技术能够使劳动负担被减轻，把计算机当成载体，并对计算机加以利用，使其在以下几方面起到重要的作用：节约生产成本、提高劳动效率、维护设备稳定运行等。

（3）智能技术的优点

AIT可以被按种类分成很多种，并且不同的人工智能控制上也各不相同。为了更好的开发人工智能系统，更好地了解人工智能系统，我们可以研究遗传算法作为例子，将遗传算法当做非线性的函数近似器。在设计时，智能化控制器通过调整控制对象模型，从而使性能得以提高的目的被实现，与此同时能够控制下降时间等因素。模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control）在应用的时候，其控制的速度是普通控制无法比拟的，应用模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control）时的速度非常之快。智能化控制器（intelligent controller）在调节语言和信息方面的同事也要不断的完善相关的应用数据，才能使得智能化控制器的优势更加的显而易见。智能化控制器可以对在其中输入的未知数据进行有效的估计，从效率上来算这种估计方式的效率很高，对驱动器产生的一些影响对于智能化控制器而言能够被忽略不计。智能化控制器能够处理普通控制器不能够解决的问题，并且在这方面具有优势，一般的控制器形成了固定的模式（学习算法等方面），这会使一般的控制器在进行运算时花费更加长的时间，而智能化控制器能够非常快速地解决出现的问题，不但如此，智能化控制器还能够很快地学习算法。智能化控制器相较于一般的控制器具有更好的适应性和抗干扰力，这会使得智能化控制器在应用的时候更加有效果。

1 设计理念

1.1 集中监控式

针对电气工程自动化（Electrical Automation）控制利用集中监控式的设计理念的优点有三处。第一处在于利用集中监控式设计理念可以使系统运行和维护的流程更加简便。第二处优点在于使用集中式监控的限制少。第三处优点在于利用集中监控式设计理念会使系统在设计时比较简单，并且能够让设计理念在系统里得到淋漓尽致的体现。

1.2 远程监控式

针对电气工程自动化（Electrical Automation）控制利用远程式监控的设计理念的优点有三处。第一处在于利用远程式监控的设计理念可以使电缆的数量有所减少。第二处优点在于使用远程式监控的设计理念能够节约安装成本，减少了安装材料的使用量。第三处优点在于利用远程式监控的设计理念会使系统在组装完成后，使用起来更加的方便，正因如此，远程式监控的设计理念会被广泛应用。

2 AIT的应用现状

2.1 AIT对于生产、工作的意义

能够对信息进行系统性的收集和进行及时的反馈以及研究是人工智能化技术最大的优点。人工智能化技术（AIT）能够代替人类的大脑对信息进行有效的处理，进而减轻人类的脑力劳动，使人类得以减负。将人工智能化技术（AIT）运用到电气自动化控制中，能够对生产、流通等过程进行优化，使自动化生产的技术得以实现，不单单是减少了人力的成本，还能让工作效率得到提高，这对优化电气自动化行业的产业结构相当的重要且具有积极的意义。

2.2 AIT的应用现状

众所周知，设计电气设备是一项极其复杂的工作，电器设备的设计不但需要很多相关的理论知识（电路、电磁场等），关于设计方面的经验也是必不可少的。按以往的设计来看，对于电气产品的设计所采用的方法通常都是最简单的，然后根据自己的经验，来进行人工设计。现在的计算机技术发展的如此迅速，电气产品的设计也发生了翻天覆地的变化，电气产品不单单依靠传统的手工设计，而是利用计算机来进行设计，利用计算来进行设计可以让设计的周期得到缩短，后期维护起来也更加方便，而且较易选出最优化的方案。人工智能技术（AIT）在电气自动化控制中的应用使得一些技术得到了发展（如CAD等），使产品的设计效率加快，产品的质量有所提高。人工智能化控制功能已然成为了现实，并且不可或缺。人工智能化控制功能的优势在于，人工智能技术（AIT）能够采集数据并对采集得到的数据进行分析处理。人工智能技术（AIT）能够采集电器设备的模拟数据，还能够对数据进行处理和储存。人工智能技术（AIT）可以实时监控系统的运行，且带有时间报警的功能。该功能的好处在于能够将设备的模拟量数值及时汇总，还能根据顺序记录发生的事件，对已经处理过的事件能够自动处理并作相关提示。除此之外，人工智能化技术（AIT）还具备声光、图像等功能。人工智能技术（AIT）还具备操作控制的功能。电气系统的运行人员还会被限制操作权限，有些工作人员只需要根据人工智能技术（AIT）的程序进行操作就能实现停机操作。人工智能技术（AIT）能够模拟当系统发生故障时，各种电气量在故障前、后的变化并做顺序记录。

3 AIT的应用

3.1 电气控制（Electrical control）中的具体应用

电气管理是整个电气系统在运行中最为重要的环节，电气管理能够保障电气设备以稳定、安全的方式运行。如果电气行业的电气控制能实现管理自动化，那么就能基于系统安全运行的情况下，更大化的降低企业中的人力成本以及劳动成本。如果我们想把电气控制自动化管理（Electric control automation management）的这种想法变为现实，那么智能技术（Smart power）的支持与帮助是我们离不开的，比如神经网络控制（NNC）就是智能技术在自动化控制中的体现。

3.2 AIT在模糊逻辑中的应用

模糊逻辑（fuzzy logic）是以模拟人的思维方式为主，也就是以心理学为主，并且以此为基础，通过与数学函数的有效结合的方式来对人类心理变化的过程进行揭示，这种变化过程按由好到坏的等级分成五个层次。模糊逻辑能够降低数据库搜索的难度，各种问题能够迎刃而解，主要针对对电力系统故障不是很了解的电力工人或者不了解电气工程如何在数学中建模的人而言，模糊逻辑起到了重要作用，模糊逻辑能很好地统计数据和分析数据，还能过根据数据分析的结果来分配方案，并且能够对系统的障碍操作起到预测的作用。

3.3 智能技术在人工神经网络系统中的应用

人工神经网络系统（Artificial neural systems）是一种对人类的模拟。Artificial neural systems对神经系统通过计算机程序来对其进行模拟，然后通过网络将信息进行传输并作相关的处理，人工神经网络系统和人类的记忆联想和判断等方面具有相同点，Artificial neural systems的逻辑思维主要是通过在电气工程中建立谐波模型（harmonic model），并实时监控电力系统，对电力系统动、静二态的安全度进行分析 ，检测障碍并对检测出的障碍进行诊断等。

3.4 优化设计和故障诊断

一般在进行设计工作的时候除了需要掌握书本知识外还要有一定的经验作为辅助，这样才能更快的完成整个设计。以往在设计产品的时候，大约是采用实验与经验相结合的方法来进行设计，这样设计出来的方案事实上不尽如人意，因为这种设计方案其实并不是最好的，人工的设计总是有瑕疵。但是随着科技的飞速发展，计算机的技术也在不断的更新换代，使电气工程产品的设计方式从以前的手工设计逐渐转变为CAD设计。用CAD设计能够在更短的时间内设计出更好的产品，并且可以模拟产品的设计效果，从而使产品的质量得到保障。许多的工作人员为了使电气产品的设计得到提高而深入地研究了电气工程应用系统，目前已经取得了一定的成果。

智能化技术的应用与优化在遗传算法（genetic algorithms）也有所体现，遗传算法（genetic algorithms）作为一种较为先进的算法，它在电气工程中经常被用到，并且遗传算法计算的精准度很高，在电气工程中的作用不容小觑。遗传算法的征兆和故障之间的关系错综复杂，具有不确定和非线性（non-linear）的特点，而将智能化技术应用到遗传算法中正使它的优势能够被发挥，电气设备的故障诊断中应用的技术除了神经网络（neural network）、逻辑模糊与专家系统（expert system）外，在变压器（transformer）、电动机（motor）与发电机（generators）等故障诊断中，智能化诊断技术被广泛应用。

3.5 AIT被应用于日常操作中

在日常操作中，人工智能技术（AIT）已经深入到生活的各个方面，并且也早已深入了电气自动化技术的发展中。人工智能技术（AIT）有效解决了在电气自动化技术的应用中传统电气控制的误差高且效率低、操作复杂等问题。使得操作程序被最大程度的简便了，该技术甚至能够让人在家里通过电脑操控系统。

我国引入人工智能化技术这一举措使电气自动化操作更加的简便化，并且能够通过远程控制来对系统进行操作，能够让工作人员在远离生产环境恶劣的车间的同时，使误差率降低、生产成本减少。电气自动化中智能技术的应用将进一步渗透到人们的日常生活中去，这是一种势在必行的节奏，电气自动化中智能技术的应用不仅能使人们的生活质量得到提高，同时也是一种对未来的积极探索。

3.6 在简化自控流程期间应用智能技术的措施

电气领域的自控流程相对而言比较复杂，因此对于每一个步骤都高标准，严要求，如果有一个细小的操作发生失误，那么就会容易造成事故，这种事故可大可小，而这种因操作失误而引起的事故会给整个作业带来不可估量的损失。人工智能技术（AIT）能够使这种问题被妥善进行处理，并且能够借助计算机设备对遇到的各种问题进行分析和处理，进而将平时的信息进行整理和汇总，然后针对这些问题设计出不同的故障处理方法，尽可能让电气自控工作的质量得到保障。除此之外，该人工智能技术（AIT）能借助计算机对设备进行远程控制，简化了控制的过程，为技术维修方面的工作人员带来了便利，与此同时也为检察设备提供了方便。

4 AIT的应用前景

在设计电气设备的时候，很多学科的知识都会被用到（比如电路等），这就对相关的设计者不仅仅是在学术上，更是在经验上提出了更高要求，如果设计者能够将一些智能化技术运用到设计中，那么以前无从下手的问题就能够被解决，能使电气工程在切入智能技术的设计时的效率得到提高，质量得到提升。在进行设计时，相关的设计人员应该注意系统的综合运用，如模糊逻辑系统、遗传算法、专家系统和人工神经网络系统等。这样便能使全新且高效的混合智能技术（hybrid intelligence technique）被开发，混合智能技术在电气工程自动化控制系统的应用可以优化电气工程自动化控制系统。

5 结论

人工智能技术（AIT）是高科技的典范，现代化的代表，而电子信息技术的突飞猛进更是将智能技术带入了一个新的发展平台，使其有更广阔的发展空间。作为一门新的科学技术——人工智能技术（AIT）还在不断地完善，但是随着经济的不断发展、科技的不断进步，人工智能技术（AIT）已经成为人们的生产和生活中不可缺少的部分。人工智能技术（AIT）对智能的本质进行了全面的阐释，并且该技术使电气工程自动化的发展被推动了。人工智能技术（AIT）不但给人类的生活带来了便利，同时也逐渐成为了衡量一个国家工业水平是否发达的重要标志，因此，智能化技术日后在电气自动化控制中的应用会愈来愈广泛。

【参考文献】

[1]魏海春，张堃.在电气自动化控制中人工智能技术的应用[J].自动化与仪器仪表，2013，05：128-129+131.

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[3]王雪飞.电气自动化控制中应用人工智能技术的探讨[J].才智，2014，02：311.

[4]冯晶.电气自动化控制中人工智能技术的应用分析[J].电子技术与软件工程，2014，01：254-255.

[5]刘振鹏.电气自动化控制人工智能技术的应用分析[J].科技资讯，2014，19：114+116.

[6]马龙.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].山西焦煤科技，2014，S1：50-51+55.

[责任编辑：薛俊歌]