人工智能化在电气自动化中的应用

郑成

摘要：电气工程作为人类生产生活的重要组成部分，其生產自动化程度直接关系着电气工程的工作效率与安全性。人工智能化是人类制作的机器表现出类人的智能， 体现了自动化的特征，因此在电气自动化控制引入人工化智能技术，构建起一个能完成类似于人类判断活动的系统，改善电气自动化系统控制的精确性和稳定性，将会有效的提高工作的质量和效率，提升我国电力生产技术水平，促进我国电气自动化不断发展。

关键词：人工智能化 电气自动化 应用

1 人工智能化理论的产生和发展

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸、扩展人的智能理论、方法、技术、应用系统的一门新的技术科学。人工智能化的概念在二十世纪五十年代被提出后，一直以较好的状态发展，并且逐渐形成以计算机为核心，包括哲学、医学、生物学、心理学、自动化、控制论、信息论与数理逻辑的综合性科学。它是通过对人工智能本质方向的了解，生产出一个与人类大脑做出雷同反应的智能化机器来胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。早期的收集整理电气自动化控制存在一些或多或少的缺陷，引进了人工智能化技术，不仅弥补了电气工程在早期自动化控制技术中的缺陷，而且还在很大程度上推动了电气自动化的发展。智能化的电气自动控制系统主要就是为了加强整个劳动分配过程，实现了计算机智能化，这样一来减少了人为劳动的投入，大大的提高了工作效率，并能减少工作中出现的人为差错。

2 人工智能化在电气自动化应用中的优势

人工智能化控制是计算机的分支学科，主要是依赖计算机程序内设定好的函数公式和计算法则自动对机器进行操作。与传统的人工控制技术相比智能化控制技术有以下几个优点。

2.1 减少人力劳动的投入

传统的电气操作是一个复杂的过程，往往涉及到很多的电气设备，同时对系统运行状态的检测和实时数据分析需要外接很多线路。因此在复杂的电力系统中就需要大量的人力资源。而人工智能技术中最显著的特点就是它能够实现在一定程度上替代或部分替代人类复杂脑力劳动，并且在不需要外接大量线路的同时实现实时有效开展信息收集与传输，并能够自主的完成数据分析和处理，省去了很多繁琐的工作，所以人力资源得到了解放。

2.2 限制人为误差

电力系统每年都会因为人为操作失误导致事故或故障。而人工智能化系统是计算机按照事先设定好的程序控制系统运行，不会发生变动，并能完成实时数据监测分析，且基本都有自动反馈调节，系统运行数据将基本追随理论上的数据。整个过程中很少有人参与，所以操作工程中如果不是机器出现问题，一般不会出现实际运行数据和理论数据相差太大的现象。

2.3 设计无需建立控制对象模型

电其设备和系统越来越复杂，运行过程中不可控因素也较多，例如。参数变化、非线性时等，利用传统的控制器来进行控制时，很难得到实际控制对象的精确动态方程，而传统控制器都是根据实际控制对象设计控制器的模型，所以设计出来的模型也就不可能精准，最终自动化控制的实际工作效率在一定程度上也会降低。人工智能化控制器不需要对被控对象设计模型，因此它在源头上避免了那些不可控因素的出现，使自动化控制器的精密系数得到了提升。

2.4 具有较好的一致性

在实用人工智能化技术生产电气产品的时候，由于智能化的技术是依靠机器设定的同一个程序进行重复生产的，所以保证了产品的规范化和性能的一致性。在人工智能化控制系统，由于负反馈的存在，针对扰动引起的变化能做及时的调整，一定程度上保证了一致性。

另外，人工智能化还有能很好的适应新数据或新信息、容易扩展和修改且十分便宜等优点。综上所述，人工智能发展的潜力无限大，提升电气设备的运行智能化，有效增强控制系统稳定的性能，是生产技术又一次巨大的革新。

3 人工智能化在电气自动化中的应用分析

随着人工智能化技术在世界范围内的快速发展，很多研究人员已经展开针对人工智能化在电气自动化应用方面的研究，也取得了一定的成果，积极运用这些新成果无疑有利于电气自动化学科的发展。电气自动化应用人工智能化的常用的方法有专家系统、人工神经网络、模糊集理论等。

3.1 人工智能化应用于电气优化设计中

在设计电气类设备类的工作是一个极为复杂的工作，传统化的方式是采用简易的实验方式方法和具有经验的老师傅用手工方式来完成的。这不仅需要会电气、电路等专业的知识内容，还要将长时间积累的设计中的经验运用在里面，即使这样也很难达到最优的效果。随着智能化发展以及计算机的发展，电气逐渐由手工设计向计算机辅助设计不断转变，使开发产品的周期大大减少。人工智能化的出现，使得计算机设计系统也在不断的更新，整体产品无论从研发、设计到成品等都得到了全面的提高。

人工智能化常用方法中，遗传算法是一种比较先进的优化算法，对于产品的优化设计是很适合的，因此对于电气设计往往都是采用这样的方式方法或加以改进。

3.2 人工智能化应用于电气控制中

在传统电气自动化控制中，其操作过程往往有着更为严格的要求，日常的操作过程步骤也十分繁琐，需要很大的人力投入，过程中无法避免的会出现一些人为差错。而人工智能化技术是依赖于计算机的先前设定好的程序的控制来进行正常的工作。在智能化的机器内部会由于各个环节的要求，同时有几个不同编程的程序来控制整个生产过程，人工智能化能实现对各个环节的严谨控制掌握，并能及时对运行数据进行分析并与理论情况对比，最大限度限制差错的出现，而且还能对出现的差错及时警报。综上，人工智能技术，在改善电气自动化的操作效率，简化操作流程，降低电气自动化控制中人力工作量方面有着显著的成果。

3.3 人工智能化应用于电气故障诊断中

所谓电气故障诊断，就是通过电气设备运行中的相关信息来识别其技术状态是否正常，确定故障的性质与部位，寻找故障起因，预报故障趋势，并提出相应对策;它以故障机理和技术检测为基础，以信号处理和模式识别为其基本理论与方法。随着现代电气设备和系统日益复杂化，电气设备的可靠性、可用性、可维修性与安全性的问题日益突出，从而促进了人们对电气设备故障机理及诊断技术的研究。并且随着计算机技术及数字信号处理技术的迅速发展，人工智能化诊断技术在电气故障中应用越来越广泛。

专家系统、模糊理论在人工智能化电气设备故障诊断中应用比较广泛。变压器作为电设备中最为常见的设备，其出故障时传统的诊断方法是利用变压器分解出来的油气体，具有较低的准确率，而人工智能智能化监测把专家系统、模糊理论两个系统结合起来，综合诊断变压器的故障，具有较高的准确率，在消除故障隐患方面效果比传统诊断要好得多。

4 结 语

电气工程作为人类生产生活的重要组成部分，其生产自动化程度直接关系着电气工程的工作效率与安全性。人工智能化是人类制作的机器表现出类人的智能， 体现了自动化的特征，因此在电气自动化控制引入人工化智能技术，构建起一个能完成类似于人类判断活动的系统，改善电气自动化系统控制的精确性和稳定性，将会有效的提高工作的质量和效率，提升我国电力生产技术水平，促进我国电气自动化不断发展。另外，人工智能化技术在电气自动化中的应用还有很大的提升空间，需要更多地电力研究人员投入到研究中来，并通过实践不断完善技术，相信不久的未来，人工智能化能够更好的应用到电气自动化中。

参考文献：

[1]彭启琮.DSP技术[M].北京：电子科技大学出版社，2007.

[2]彭启琮.DSP技术成都[M]：电子科技大学出版社，1997（2）.

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