人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代自動(dòng)化中的運(yùn)用分析

劉浩然

摘 要：新時(shí)代背景下，各類高新技術(shù)開始走進(jìn)人們生活的方方面面，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等。這些高新技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變了生活方式和工作方式，傳統(tǒng)生產(chǎn)、生活方式逐漸被新興科技手段所優(yōu)化或替代。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有效提高了生產(chǎn)效率，降低了作業(yè)難度和成本。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化中的應(yīng)用，則進(jìn)一步促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)效能發(fā)揮，為工業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)改革優(yōu)化提供了新途徑，有效提升了整體工業(yè)活動(dòng)運(yùn)作效率，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。本文將針對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代自動(dòng)化中的運(yùn)用展開研究和分析。

關(guān)鍵詞：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；運(yùn)用；自動(dòng)化技術(shù)

0 引言

自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)已成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的主流趨勢，這是新時(shí)代發(fā)展與經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的體現(xiàn)。社會(huì)想要持續(xù)進(jìn)步，便要對(duì)生產(chǎn)力提出更高要求，要求人類的經(jīng)濟(jì)生活更加自動(dòng)化。而自動(dòng)化控制領(lǐng)域的革新發(fā)展，需要得到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的支持。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化中的應(yīng)用，能使自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢得到更好發(fā)揮。實(shí)踐證明，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能優(yōu)化自動(dòng)化控制結(jié)構(gòu)中的內(nèi)?？刂啤⒈O(jiān)督控制、逆?？刂啤⒖伎刂茩C(jī)制，實(shí)現(xiàn)預(yù)測控制與控制決策。

1 自動(dòng)化與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能與特點(diǎn)

自動(dòng)化與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都是新時(shí)代的產(chǎn)物，是數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)、控制技術(shù)的完美融合，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物、電子科學(xué)、數(shù)學(xué)等眾多學(xué)科。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使人類社會(huì)文明程度進(jìn)入了一個(gè)新的高度。

1.1 自動(dòng)化

自動(dòng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于辦公、管理、電力工業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)、氣象觀測、日常家具、交通運(yùn)輸、科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域，小到日常生活，大到工業(yè)生產(chǎn)都不同程度地應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)有。自動(dòng)化是指機(jī)器設(shè)備、系統(tǒng)在沒有人或較少人直接參與狀態(tài)下，按照人的要求，進(jìn)行信息處理、操縱控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的控制技術(shù)。例如，自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、自動(dòng)化電力系統(tǒng)等，都以自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)[1]。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)中，能把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，在一些特殊工作條件下完全可實(shí)現(xiàn)無人工操作，能大大降低生產(chǎn)難度和勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提升生產(chǎn)效率。

1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最早提出于20世紀(jì)80年代，是人工智能領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是從信息處理角度，對(duì)人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，建立某種模型，按人腦處理記憶的方式，以不同連接方式組成的信息處理網(wǎng)絡(luò)，屬于一種運(yùn)算模型。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由大量節(jié)點(diǎn)相互連接構(gòu)成。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，代表一種特定輸出函數(shù)，每兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接，代表連接信號(hào)的加權(quán)值[2]。經(jīng)過不斷研究，當(dāng)前人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究已取得重大突破，被應(yīng)用于預(yù)測評(píng)估、智能機(jī)器、自動(dòng)控制、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，能有效解決很多當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)中無法解決的技術(shù)問題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力，能處理各類變化信息，通過動(dòng)態(tài)演算進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理，對(duì)人腦神經(jīng)系統(tǒng)信息處理過程進(jìn)行不同程度的模擬。

2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代自動(dòng)化中的運(yùn)用

通過前文對(duì)自動(dòng)化與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能與特點(diǎn)的描述可以知道，這兩種技術(shù)是使現(xiàn)代社會(huì)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的核心技術(shù)。但單一自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用具有一定局限性，智能化程度仍不能達(dá)到相關(guān)要求。而將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融入到自動(dòng)化中，則能有效提升自動(dòng)化系統(tǒng)智能化程度，使自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢得到最大化發(fā)揮。下面通過幾點(diǎn)來分析人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代自動(dòng)化中的運(yùn)用。

2.1 在自動(dòng)化電力中的應(yīng)用

電能是現(xiàn)代社會(huì)的主要能源，人類已對(duì)電能產(chǎn)生極大的依賴性。但隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，社會(huì)對(duì)電能需求量越來越大，傳統(tǒng)供電方式已難以滿足現(xiàn)代電力發(fā)展需要，自動(dòng)化、智能化電力開始成為現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的主流趨勢。自動(dòng)化電力能降低供電成本，降低供電損耗，節(jié)約能源物力，但僅應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化、智能化。當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)眾多，線路分布不均勻，各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷性質(zhì)有一定差異性，配電網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)確定，故障定位，信號(hào)采集都有一定困難，且遠(yuǎn)距離傳輸中易產(chǎn)生信號(hào)畸變，影響供電質(zhì)量與故障診斷。而將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到自動(dòng)化電力系統(tǒng)中，通過建立配網(wǎng)模型，便能準(zhǔn)確對(duì)電力系統(tǒng)狀態(tài)、配網(wǎng)故障進(jìn)行檢測和定位，提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)警報(bào)進(jìn)行處理，智能隔離故障點(diǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)處于良性運(yùn)作狀態(tài)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性。

2.2 在自動(dòng)化信息處理中的應(yīng)用

自動(dòng)化信息處理實(shí)現(xiàn)了高效化、無紙化、便捷化、自動(dòng)化處理信息，轉(zhuǎn)變了辦公方式。但在傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)背景下，在信息處理過程中，對(duì)信息識(shí)別性能較差，很多時(shí)候不能判斷信息源的完整性，易出現(xiàn)處理與計(jì)算上的錯(cuò)誤，且決策規(guī)則有時(shí)相互矛盾，很多時(shí)候不能達(dá)成預(yù)期處理目標(biāo)。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化信息處理中的應(yīng)用，提高了信息處理過程中系統(tǒng)智能化水平和信息識(shí)別能力，實(shí)現(xiàn)了一種模擬人腦思考的方式對(duì)信息進(jìn)行處理，能對(duì)信息的完整性和形式進(jìn)行判斷，對(duì)信息進(jìn)行描述、識(shí)別、分類、解釋[3]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化信息處理中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)診斷、問題求解，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)自動(dòng)化信息處理的缺陷與不足，提高了整個(gè)系統(tǒng)信息處理水平和效率。

3 結(jié)束語

當(dāng)前人類社會(huì)正在邁向一個(gè)新的階段，智能化、自動(dòng)化技術(shù)將逐漸取代傳統(tǒng)工作、生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。但傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)智能化程度不足，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化中的應(yīng)用，則彌補(bǔ)了傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)智能化程度不足的問題，將自動(dòng)化與智能化有機(jī)融合在了一起。

參考文獻(xiàn)

[1]劉超.基于粗糙集理論和量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)故障診斷方法研究[D].西南交通大學(xué)，2014.

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（作者單位：中國石油大學(xué)（華東））