智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

冯希科　李勇泉

本文主要对人工智能理论的概况、电气工程自动化控制中智能化技术的优点与应用进行了分析与探究，以期为推动电气工程事业的高速发展提供强有力的保障。

智能化技术包含多个专业知识，具有较强地综合性能，如控制学、语言学、生物学与信息学等，作为一项人工智能技术，该技术在上个世纪50年代提出，人工智能理论与技术通过长期发展愈加成熟，逐步形成一套以计算机为核心涉及多个领域与学科的综合性技术。作为计算机科学的重要组成部分，人工智能主要是研究机器如何能够实现人工智能。在电气工程自动化控制应用中智能化技术可利用计算机编程实现，在执行程序设定完成的情况下，可通过计算机处理、分析、回馈信息，在人脑模拟过程中可达到自动化控制地作用。伴随现代科学技术水平的不断提升，电气工程自动化控制领域智能化技术达到了广泛地应用，并直接影响着人类生产与生活。在生产生活中为将电气工程自动化技术的作用充分发挥出来，需将先进技术引入设计与实践中，以此为智能技术的应用进行安全高效生产环境地有效提供，并达到推动电气工程自动化控制、社会经济发展地作用。

一、人工智能理论的概况

AI为人工智能的英文缩写，其为研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用的一门新技术科学。人工智能是利用计算机程序设计实现模拟人类搜集信息、识别图文、自动反映及处理的目的。“人工智能”在1956年Dartrnouth学会首次提出后得到了極大的发展，并逐渐形成以计算机科学为主体，涵盖信息论、控制论、自动化等多门学科的一门科学。人工智能主要是对机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理与专家系统等内容地研究。其能够帮助机器完成高难度、危险系数高及复杂操作等项目，以此提升工程建设安全性能与质量。

作为社会生产、流通、交换、分配等生产过程中的支撑性技术，电气自动化控制对工程建设质量提升具有关键性的作用。在电气自动化控制领域应用人工智能技术，可帮助电气工程自动化控制具有人类判断、处理能力，以此达到电气工程有关系统、设备自动化水平的提升。电气自动化控制中智能化技术的应用，可对设备运行、处理的准确性与稳定性等进行有效提升，是操作环境改善、工作强度降低及作业质量、工作效率提升的重要保障。

二、电气工程自动化控制中智能化技术的优点

电气工程自动化控制中，相比传统控制器，实践运用中智能化控制器更具优势，该技术能够有效解决体系自动处理问题，并利用控制器智能化实现整个系统自动化控制，在电气工程自动化控制中智能化技术的优点如下：

1、与传统控制器相比，智能化技术的运用可对被控对象建模程序进行有效减少。并能对被控对象各部分参数变化进行精确掌握，及自动调整其存在地偏差。

2、智能化控制过程是指系统通过部分反馈系统进行检测、控制与调整的过程。在智能化控制中可利用参数检测，对整个系统运行情况进行充分反映，并通过调节参数，对该系统内运行的不良状态进行调整，以此达到该系统的顺利运行。与传统控制器相比，智能化控制器能够达到无人操作地目的，也就是有效控制与调整运行系统，以此达到大量人力资源节约的作用。

3、选取先进技术，如CPU控制系统技术等应用于智能化控制器，以此达到提高系统运行速度、精度地目的。同时，选取实时系统作为智能化控制器，使控制器的检测与调整过程具有实时性。在处理数据中，智能化控制器可具体分析不同的被控对象，促使输入数据能够取得良好地状况评估，以此达到电气工程自动化控制的作用。

三、电气工程自动化控制中智能化技术的应用

自动控制、信息处理、系统运行、研制开发、电气技术与计算机、电子应用等内容为电气工程的主要内容，其中智能化控制技术的主要应用方向为电气工程自动化系统中故障的诊断、预测与电气产品保护、控制等，在电气工程自动化控制系统内智能化技术的应用，可分为以下几个方面：

1、专家系统

专家系统是一个具有大量规则、经验与专门知识的以人类专家的专业水平来处理该领域无法用准确数字模型来表示的难题的计算机程序，其通过该领域专家提供的知识、经验进行判断推理，并进行专家决策过程地模拟，以此对各种需要专家决策的问题进行解决。其中IF—THEN规则为其最常用的生产式规则，一般专家系统内规则需建立在现有事实基础上，通过规则执行结果，并按照新情况进行新规则地建立与调整。根据这些规则、数据进行推理判断，最终做出正确决策以此有效处理其存在的问题，其中实用专家系统由6部分组成：知识库、数据库、推理机、咨询解释、知识获取与人机接口。通常情况下电力系统恢复、归类畸变电压与电流、分析判断电磁兼容率、电网调度等为专家系统的主要应用内容。

2、遗传算法

作为一种模拟自然界适者生存与生物遗传规律的程序，遗传算法需按照相应顺序将各个候选解进行有关程序地编制，与“染色体”相似，其有关编码位置为“基因”。随后，通过适应度函数对“染色体”进行测试，以此获取最优解。在全面计算、组合问题优化求解等方面遗传算法得到了广泛地应用。在电气工程自动化控制中遗传算法的应用，主要通过电气信号最佳采样率的选择、无功优化电力系统、输电系统内电容最优控制与配比等内容得到了广泛的应用。

3、人工神经网络

模拟人类神经网络信息传输、处理的计算机程序为人工神经网络系统。神经网络学习方式极为灵活，其存储结构为完全分布式，在大规模并行信息处理中得到了广泛地应用，特别是非线性系统中模式能力极强。模式识别能力可分类识别所有复杂状态与过程，系统具备容错、联想、记忆、判断等逻辑思维。

实时监控电气系统、检测与诊断障碍、负荷预测等领域内人工神经网络系统得到了广泛地应用。以此进行谐波模型建立及系统动态、静态安全度的分析。在诊断电动机、发动机故障时，应与神经网络、模糊理论等内容相结合，以此对故障诊断针对性、准确性进行有效提升。

4、模糊控制

模糊数学、模糊语言形式的知识表示、模糊逻辑推理规则等为模糊控制系统的理论基础，通过计算机控制技术形成一种具备反馈通道闭环结构的数字控制系统。其中智能化模糊控制器为其核心内容，因模糊控制主要是对人的控制经验进行模仿，而不是对控制对象数学模型的依赖，其主要对人的控制行为进行反映，不需要进行对象数学模型的精确建立，由此可见，其抗变换性较强。在电力系统潮流计算、系统规划与模糊控制等内容模糊理论得到了广泛地应用，模糊逻辑不仅能够进行数学近似计算（高难度）的完成，还能对负荷变化与电气生产等不确定因素进行隶属函数地建立，这对电气工程自动化控制的发展具有重要意义。

四、结束语

综上所述，智能化技术作为电气工程自动化控制的重要内容，其技术水平的高低将直接影响到电气工程建设的质量与安全性。在电气工作自动化控制中广泛应用智能化技术，不仅可以有效降低人工成本、提升工作效率及安全性，更能推动电气工程自动化的发展。为此，本文在充分了解人工智能理论的基础上，对其在电气工程自动化中的优点、应用内容进行了分析与研究，以此提升电气事业的发展速度，推动社会经济的高速增长。

（作者单位：1.河南省电力勘测设计院电控部；2河南工业大学土木建筑学院）