人工智能在電氣工程及其自動化中的應用發(fā)展趨勢思考

黎亞雄

摘 要：人工智能是由麥卡錫在1956年首次提出的關(guān)于“人工制造的系統(tǒng)”具有智能化的科學概念。隨著科學技術(shù)的進步，人工智能逐漸形成了一套以計算機作為核心，綜合了控制論、自動化、信息論、心理學、生物學、醫(yī)學、哲學以及數(shù)理邏輯等的一門綜合性的科學。人工智能帶動了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，解決了許多決生產(chǎn)和生活中的難題。近年來，人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中得到了廣泛的應用，特別是在電氣設(shè)備故障的預測、診斷、電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計、控制以及系統(tǒng)保護等方面。本文就人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中的應用進展進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：人工智能；電氣工程；自動化；發(fā)展

從十八大以來，我國的經(jīng)濟進入新常態(tài)，我國的工業(yè)也面臨著轉(zhuǎn)型的要求。而發(fā)展高端電氣工程和自動化工程，對于我國工業(yè)的整體轉(zhuǎn)型具有顯著意義。本文就電氣工程及其自動化的發(fā)展趨勢進行分析。文先概述一下電氣工程及其自動化的發(fā)展歷史和人工智能的發(fā)展史，結(jié)合時代特征提出智能化在電氣工程和自動化技術(shù)發(fā)展應用，針對電氣工程及其自動化的發(fā)展和建設(shè)中的問題提出合理化的建議。目前，人工智能運用到電氣工程自動化控制中開始受到人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)學科相比，人工智能作為一門新興學科已經(jīng)徹底擺脫了傳統(tǒng)技術(shù)和方法的束縛，具有廣泛衍生性和學科相融性。而且人工智能相比較傳統(tǒng)方法也確實存在更多的優(yōu)越性，解決了我們現(xiàn)實中的很多困難。無論是在國防、航空領(lǐng)域，我們身邊的交通及信號控制等領(lǐng)域，人工智能都得到了相當廣泛的應用。研究表明：人工智能能夠極大的提高生產(chǎn)效率，節(jié)省人力投資。因此，人工智能技術(shù)在電氣自動化控制領(lǐng)域的應用研究仍將是我們下一階段的研究重點。旨在利用人工智能技術(shù)促進今后我國的電氣工程及其自動化的建設(shè)，使我國的電氣工程及其自動化實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。

1電氣工程及其自動化的發(fā)展歷史概述及智能化技術(shù)發(fā)展概述

電氣工程（Electrical Engineering）是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域，隨著科技的不斷更新和發(fā)展，電氣工程及其自動化的技術(shù)平臺逐漸形成了獨立的系統(tǒng)。電氣工程技術(shù)經(jīng)歷了從電磁學理論的建立到新技術(shù)革命時期電氣工程技術(shù)學科的形成這樣一個形成與發(fā)展的過程。這種系統(tǒng)正逐漸邁向快捷，方便的方向發(fā)展。它為我國的工業(yè)發(fā)展節(jié)約了成本，提高了效率。而且，電氣工程還逐漸涉足商業(yè)領(lǐng)域，為商業(yè)間的交流與傳輸提供越來越多的滿足。我國作為工業(yè)為主導的社會，只有大力發(fā)展工業(yè)才能促進我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展。所以，只有電氣工程及其自動化在社會發(fā)展的地位中占有一席之地，才能促進電氣工程及其自動化的長足發(fā)展，立足世界。

1956年在美國的達特茅斯大學舉辦了一次研討會上，由麥卡錫首次提出人工智（Artificial Intelligence，AI）這一術(shù)語，標志著人工智能學科的誕生。人工智能有時也稱作機器智能，是指由人工制造出來的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的智能。人工智能逐漸形成了一套以計算機作為核心，綜合了控制論、自動化、信息論、心理學、生物學、醫(yī)學、哲學以及數(shù)理邏輯等的一門綜合性的科學。人工智能的核心問題包括推理，知識，規(guī)劃，學習，交流，感知，移動和操作物體的能力等。強人工智能目前仍然是該領(lǐng)域的長遠目標。目前比較流行的方法包括統(tǒng)計方法，計算智能和傳統(tǒng)意義的AI。人工智能技術(shù)屬于計算機科學的一個分支。主要研究目的是進行科學研究以及用于模擬、延伸、擴展人的智能理論、方法、技術(shù)以及應用系統(tǒng)以達到使機器能完成一些需要具有人類智能參與其中才能完成的工作。人工智能技術(shù)就本質(zhì)而言是對于模擬人腦的思維和處理事務的方式，但有別于人腦

2智能化技術(shù)在電氣化工程及自動化的應用優(yōu)勢

人工智能的研究是高度技術(shù)性和專業(yè)的，各分支領(lǐng)域都是深入且各不相通的。因此人工智能控制不同分支通常需要有針對性的研究方法。但其中采用神經(jīng)、模糊、模糊神經(jīng)以及遺傳等算法的AI控制器都可看成為一類非線性函數(shù)近似器。既然有利于從總體上的直觀了解，并且有利于實現(xiàn)對控制策略的進行統(tǒng)一開發(fā)。這些AI函數(shù)近似器大大優(yōu)于通常的函數(shù)估計器。表現(xiàn)有以下幾個方面。

①設(shè)計之前無需事先準備控制對象的模型。由于無法確定參數(shù)的具體情況導致變化不確定性和非線性時的信息等不確定的。通過使用人工智能控制器可以很好的解決動態(tài)方程很難精確掌握實際控制對象現(xiàn)象。

②人工智能控制器可以根據(jù)實際響應時間、下降時間、魯棒性能等變化適當調(diào)整以提高自身性能。

③人工智能控制器比傳統(tǒng)的控制器調(diào)節(jié)更容易，在沒有進過相關(guān)技術(shù)培訓時，也能根據(jù)實際的數(shù)據(jù)、信息和語言等便捷的進行設(shè)計操作。

④人工智能控制器通常情況下表現(xiàn)出相當好的一致性，即使驅(qū)動器的特性有差異，當輸入一些新的未知數(shù)據(jù)它們也能很好的估計。

3人工智能的實際應用

近年來人工智能技術(shù)快速的發(fā)展，高等院校及科研機構(gòu)研究人員開始展開將人工智能應用到電氣工程自動化控制中的研究工作。在電氣方面的研究工作主要有電氣設(shè)備故障的預測、診斷、電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計、控制以及系統(tǒng)保護等方面。在此以電氣產(chǎn)品的設(shè)計為例說明人工智能化技術(shù)在電氣化工程和自動化工程上的實際應用。

對電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計是一項非常復雜的工作，不僅要有電路、電磁場、電機電器等方面的基礎(chǔ)知識，并能靈活應用，而且還要有豐富的過去運用設(shè)計的經(jīng)驗。以往的產(chǎn)品設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗在實驗室通過人工手動制作的方式進行，所以要想獲得最優(yōu)方案是很難的。計算機技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，電氣產(chǎn)品的設(shè)計中的手工設(shè)計方式逐漸被計算機輔助設(shè)計（CAD）所替代，產(chǎn)品開發(fā)周期得到極大縮短。通過在CAD技術(shù)里引人人工智能，幫助設(shè)計人員提升所設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計的效率。

參考文獻：

[1]郭策，范然.設(shè)計智能建筑電氣自動化系統(tǒng)的思路[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012.

[2]周超.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的運用[J].硅谷，2012.

[3]朱子龍.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的運用探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2012.

[4]陸偉民.人工智能技術(shù)及應用[M].上海：同濟大學出版社，1998.

[5]王洪鐘.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應用探討[J].科技創(chuàng)新導報，2012.

（作者單位：成都理工大學核技術(shù)與自動化工程學院）