智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

張智群

（哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化股份有限公司）

智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

張智群

（哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化股份有限公司）

智能化技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。人工智能主要體現(xiàn)在邏輯推理、問題求解、理解自然語言、證明定理、專家系統(tǒng)、設(shè)計(jì)自動(dòng)程序和機(jī)器人學(xué)等方面。因此智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中可以發(fā)揮最大的效用，促進(jìn)電氣的優(yōu)化設(shè)計(jì)、診斷故障和智能控制等。本文從不同方面闡述智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，希望能為研究智能化技術(shù)應(yīng)用的專家學(xué)者提供理論參考依據(jù)。

智能化技術(shù)；電氣工程；自動(dòng)化控制；應(yīng)用

人工智能理論是開發(fā)、研究如何延伸、模擬人的智能的理論。作為新興的計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，人工智能技術(shù)解釋了智能的實(shí)質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)出一種與人類智能有相類似反應(yīng)的智能機(jī)器。人工智能的研究主要包括：圖像識(shí)別、語言識(shí)別、機(jī)器人、專家系統(tǒng)和自然語言處理等系統(tǒng)。電氣工程主要是研究和電氣工程有關(guān)的自動(dòng)控制、系統(tǒng)運(yùn)行、信息處理、電子電氣技術(shù)、研制開發(fā)、信息處理和計(jì)算機(jī)與電子應(yīng)用等領(lǐng)域。

1 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用特點(diǎn)

當(dāng)前，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)不斷成熟，已然達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平智能化階段，特別是控制器智能化的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代控制器相比傳統(tǒng)的控制器，其各項(xiàng)智能化技術(shù)都有著明顯的提升，最主要的特征有以下幾個(gè)方面：

1.1 無人化超控

相比傳統(tǒng)的控制器，智能化技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：智能化控制器技術(shù)無論在什么情況下，比傳統(tǒng)的控制器在實(shí)際電氣工程自動(dòng)化工作中更能得到認(rèn)可。通過下降時(shí)間、魯棒性變化以及響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制程度是其主要原因。系統(tǒng)的控制程度通過這三個(gè)方面進(jìn)行調(diào)節(jié)可以有效保證自動(dòng)化控制上作的順利進(jìn)行。

1.2 無需控制模型

與傳統(tǒng)的控制器相比，智能化控制器有著明顯的優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：自動(dòng)化控制器的緊密系數(shù)有了很大程度的提高，在上作時(shí)，山于傳統(tǒng)的控制器技術(shù)欠佳，一旦面臨著控制對(duì)象有著復(fù)雜動(dòng)態(tài)方程的情況時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)無法有效掌控控制對(duì)象的隋況。這對(duì)于控制對(duì)象模型的設(shè)計(jì)上作的進(jìn)行造成嚴(yán)重的影響。而在智能化技術(shù)中，控制對(duì)象模型設(shè)計(jì)這部分直接被刪除，所以，控制對(duì)象模型設(shè)計(jì)無法評(píng)估、不能預(yù)測(cè)的情況不會(huì)出現(xiàn)。

1.3 處理不同數(shù)據(jù)智能化控制器有著較高的一致性

對(duì)于輸入的任何數(shù)據(jù)，智能化控制器都能夠借助相關(guān)處理實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確評(píng)估，即使不常應(yīng)用的數(shù)據(jù)輸入，評(píng)估上作也可以快速進(jìn)行。由于各個(gè)控制器的控制對(duì)象的變更性十分強(qiáng)，所以各個(gè)控制對(duì)象的控制效果也不盡相同。由于控制對(duì)象的復(fù)雜性和多樣性，控制對(duì)象的全面化即便是智能化技術(shù)也不能實(shí)現(xiàn)，即使智能化技術(shù)對(duì)于某此控制對(duì)象不采取任何行動(dòng)也能到達(dá)理想效果，但面對(duì)個(gè)體控制對(duì)象則無法實(shí)現(xiàn)。所以，智能化控制器在今后的科研中需要進(jìn)一步研究分析存在的不足，根據(jù)實(shí)際情況針對(duì)不同對(duì)象進(jìn)行分析研究，以便能夠真正實(shí)現(xiàn)有所突破。

2 人工智能控制器的優(yōu)點(diǎn)

針對(duì)不同的人工智能控制，需要使用不同的方法進(jìn)行討論。但是一些人工智能控制器，例如：模糊神經(jīng)、模糊、遺傳算法和神經(jīng)都是一種類非線形的函數(shù)近似器。采取這種的分類有利于對(duì)總體的了解，同時(shí)會(huì)促進(jìn)對(duì)控制策略的綜合性開發(fā)。上述的人工智能函數(shù)近似器具有常規(guī)的函數(shù)估計(jì)器所不具備的優(yōu)勢(shì)。首先，在很多情況中，精確的掌握控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)方程是很復(fù)雜的，因此控制器在設(shè)計(jì)實(shí)際控制對(duì)象的模型時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生很多不確定的因素，例如：非線性時(shí)、參數(shù)變化等，這新信息通常無法掌握。而人工智能控制器在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以不需要控制對(duì)象的模型。依據(jù)下降時(shí)間、魯棒性和響應(yīng)時(shí)間的不同，人工智能控制器通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可以提高自身的性能。例如：在下降時(shí)間方面，模糊邏輯控制器比最優(yōu)秀的PID控制器要快4倍。在上升時(shí)間方面，模糊邏輯控制器比最優(yōu)秀的PID控制器要快2倍。與古典控制器相比，人工智能控制器具有更容易調(diào)節(jié)的特征。

3 智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用分析

在電氣工程自動(dòng)化控制中，智能化技術(shù)有著以下三個(gè)方面的具體應(yīng)用：①在電氣工程修保養(yǎng)、病因診斷以及保養(yǎng)中如何有效應(yīng)用智能化技術(shù)；②如何優(yōu)化設(shè)計(jì)電氣設(shè)備、電氣系統(tǒng)以及電氣產(chǎn)品；③通過何種形式真正實(shí)現(xiàn)電氣工程的智能化控制。

3.1 電氣工程自動(dòng)化控制中的病因診斷

診斷電氣工程系統(tǒng)病因時(shí)，傳統(tǒng)的人上診斷十分繁瑣復(fù)雜，雖然診斷病因的準(zhǔn)確率小高，但對(duì)相關(guān)工作人員的專業(yè)技能水平有著嚴(yán)格的要求。不少設(shè)備問題、數(shù)據(jù)問題在電氣工程自動(dòng)化控制中無法完全有效避免，而人工診斷的準(zhǔn)確率低下，對(duì)于病因處理不夠及時(shí)。所以，在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)不但可以有效保證病因診斷效率，而且還能實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制的定時(shí)檢測(cè)診斷，杜絕潛在問題的出現(xiàn)。

3.2 優(yōu)化電氣工程的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)傳統(tǒng)電氣工程時(shí)，需要眾多設(shè)計(jì)工作人員進(jìn)行反復(fù)的改良和試驗(yàn)，有時(shí)，某此具體的問題沒有被設(shè)計(jì)工作人員考慮進(jìn)去，一旦出現(xiàn)復(fù)雜問題，則在短時(shí)間內(nèi)也無法有效解決，此外，在這種情況下，設(shè)計(jì)人員必須要具備高水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)知識(shí)，專業(yè)知識(shí)需過硬。

3.3 自動(dòng)化控制整個(gè)電氣工程

整個(gè)電氣工程控制系統(tǒng)中包含大量的控制環(huán)節(jié)，所以，電氣工程系統(tǒng)的自動(dòng)化控制需要智能化技能的有效應(yīng)用。智能化技術(shù)對(duì)電氣工程自動(dòng)化的控制主要是借助專家系統(tǒng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制三種方法。特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制小但有著多層次結(jié)構(gòu)，而且還能進(jìn)行反向?qū)W習(xí)算法。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的了系統(tǒng)中，了系統(tǒng)轉(zhuǎn)了的速度可以通過對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的判斷和調(diào)控得出，另一個(gè)子系統(tǒng)可依照此參數(shù)判斷和調(diào)控定了的速度。憑借其出色的性能，當(dāng)前在識(shí)別模式和處理信號(hào)方面神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

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1004-7344（2016）13-0291-01

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