初探智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用

楊新星

摘 要：在電力工程自動化控制系統(tǒng)中，智能化技術發(fā)揮著重要的作用，其使電氣工程自動化控制水平提高了一個層次，推動電氣工程的發(fā)展。本文從電氣工程自動化控制中智能化技術的特點出發(fā)，著重探討智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用。

關鍵詞：電氣工程 自動化控制 智能化技術 應用

1、電氣工程自動化控制中智能化技術的特點

近年來我國電氣自動化技術發(fā)展迅猛，已經步入了智能化階段，最突出的表現是控制器智能化的實現，與傳統(tǒng)的控制器作對比，現代控制器各種智能化技術都有所提升，其主要有以下幾個方面的特征：

1.1 智能化控制器可實現無人化超控

智能化技術的優(yōu)勢主要表現在：不管在什么情況下，智能化控制器技術在電氣工程自動化的實際工作中比傳統(tǒng)的控制器更被認可。其原因是系統(tǒng)的控制程度由魯棒性變化、下降時間及響應時間來調節(jié)，通過這樣三者結合進行調節(jié)保證了自動化控制的工作，使用智能化技術控制調節(jié)電氣設備，大大減少了人力，其只需改變相關技術就可實行自我調節(jié)，無需人員的超控。對電氣系統(tǒng)的控制器進行調整控制智能化，除了有以上的優(yōu)勢外，還能在一定距離內進行無人控制的自動化調節(jié)控制，這是電氣化技術在科研上取得的一大杰出成果。

1.2 智能化控制器無需控制模型

智能化控制器與傳統(tǒng)的控制器對比更具有優(yōu)勢，其優(yōu)勢主要表現為智能化技術提高了自動化控制器的緊密系數，傳統(tǒng)的控制器在工作時，技術欠佳，當遇到一些具有復雜動態(tài)方程的控制對象時，則無法對這系列的控制對象進行有效的掌控，嚴重影響了被控制對象模型的設計工作。而對被控對象模型設計這一部分在智能化技術中被刪除，由此不會出現控制對象模型設計無法預測、不能評估的現象。

1.3 智能化控制器處理不同數據時具備較高的一致性

智能化控制器對輸入的任何數據都可以通過處理獲得準確的估計，即便是輸入的數據不常被應用，也可進行快速的評估工作。由于控制對象變更性強，導致各控制對象各自不同，由此控制器呈現出的控制效果也不同，控制對象的多樣性，即便是智能化技術也不能實現控制對象全面化，盡管它對一些對象控制時在無需采取任何行動下，也得到良好的控制效果，但這對于全體控制對象是行不通的。因此，在日后的科研工作中，對智能化控制器存在的不足進行更一步研究分析，尤其是不同控制對象，需結合實際情況加以分析，力爭有所突破。

2、智能化技術在電氣自動化控制中的具體應用

2.1 神經網絡系統(tǒng)

有兩個子系統(tǒng)的神經網絡系統(tǒng)，其中之一是在定子電流的辨別控制上經過電氣動態(tài)參數，另外的在轉子速度的辨別控制上經過機電系統(tǒng)參數。由于神經網絡系統(tǒng)多層的前饋性構造，反向學習算法是其常用的算法，這在使用神經網絡診斷監(jiān)測電氣工程的驅動系統(tǒng)與交流電機可以很好的體現出來。神經網絡反向轉波算法不僅在控制非初始速度與負載轉矩大

范圍的變化上效果顯著，定位的時間也大大的減少，這是梯形控制法無法比得上的。智能神經網絡函數估計器有很好的抗擾噪音能力，它的一致性也比較強，不需要控制模型，這些優(yōu)勢使得智能神經網絡多應用于模式識別與信號處理，在控制電氣傳動上有非常好的效果。智能神經網絡加強了在診斷系統(tǒng)及條件監(jiān)控決策中的可靠，這得益于它適合多個傳感器輸入的并行結構。如果網絡神經出現只能映射所需要的時候，充足的激勵函數、隱藏層與隱藏結點一定存在于網絡中，常用于神經網絡學習的技術可用誤差反向的傳播技術。一般通過嘗試法可以解決選擇激勵函數、層數與最優(yōu)隱藏結點的問題。非線性函數近似值的獲得得益于使用反向傳播技術，得出結果的速度非?？?，對網絡結點有很大影響，下降最快的方法要數反向傳播的算法，網絡權重的調整只要將結點誤差反饋上去就可以了。

2.2 模糊邏輯控制

英國大學研發(fā)的模糊控制器在電氣工程實現自動化控制的使用中有效的替代了PID控制器，模糊控制器也時常使用于數字動態(tài)的傳動系統(tǒng)，還可以用作于其它的用處。至今，在M型與S型的模糊邏輯控制應用中，只有M型控制器可用在調速控制，M型還是S型控制器都有其規(guī)則庫，被人們稱為ifthem模糊規(guī)則集。模糊集是G與H，ifX是G，且Y是H，則W=（fX，Y），這是S型控制器的規(guī)則。推理機、知識庫、模糊化與反模糊化是M型控制器的組成部分，其中最為關鍵的部分是推理機，當出現模糊控制行為，可以像人類一樣對這些行為進行推理進而做出決定；知識庫是由兩部分組成，即數據庫和語言控制的規(guī)則庫，規(guī)則庫有屬于自己開發(fā)的方法：使用神經網絡推理機與模糊控制器推理機在建模過程上進行操作，而在建立操作器的控制行動中，控制與應用目標上要放上專家的經歷與知識。模糊化有多種函數表現形式，是進行變量的測量、量化與模糊化的重要手段；反模糊化的反模糊化技術用于模糊化，而中間平均技術則作用于量化。

2.3 PLC系統(tǒng)

PLC技術作為電力生產的輔助系統(tǒng)，在技術不斷更新之際逐步取代某些大型電力企業(yè)使用的繼電控制器，順應電力要求越來越高的趨勢，PLC系統(tǒng)在協調企業(yè)生產上具有巨大的優(yōu)勢，作為輔助系統(tǒng)可實現控制某工藝流程。上煤、配煤、儲煤與輔助系統(tǒng)形成了電力企業(yè)的輸煤系統(tǒng)，立于集控室的主站層是輸煤的控制系統(tǒng)之一，人機接口及PLC是它的組成部分，集控室中的系統(tǒng)主要是自動控制，但也少不了手動控制作為輔佐，輸煤控制系統(tǒng)中的現場傳感器與遠程的I/O站可以實現遠距離進行顯示屏監(jiān)視控制，這些輸煤系統(tǒng)對提升企業(yè)的生產效率功不可沒。PLC技術的軟繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)供電系統(tǒng)實物元件在供電過程中使用，不僅使得供電系統(tǒng)可以自動切換，也大大提升了供電系統(tǒng)的安全可靠。

2.4 故障診斷及優(yōu)化操作

計算機技術的發(fā)展帶動了電氣工程電氣設備的革新，在如今講究效率與質量的年代，原來陳舊的手工產品設計方式已經遠遠不能滿足社會需求，CAD設計逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工設計方式。充分利用經驗及對電機、電路及電磁場等相關學科的認識，即使是復雜的電氣設備設計工作也能設計出優(yōu)秀的方案，再加上智能化技術的加入CAD設計，設計質量大大的提升，并且在效率提高的基礎上，更多的是減短了開發(fā)產品的時間，生產出更多的產品。目前，各高校在電氣設計的優(yōu)化上不遺余力，將專家系統(tǒng)使用于電氣工程中雖還處在嘗試階段，但在研究人員的共同努力下，很快就能投入到實際使用當中，值得欣慰的是在電動機專家系統(tǒng)上取得一定成效的沈陽工業(yè)大學已研究出了永磁同步這一技術。高精度的計算是遺傳算法的優(yōu)勢，在計算方法上處于先進地位，應用智能化技術的遺傳算法在實現產品優(yōu)化設計上具有非常重要的作用，常適用于電氣工程。智能化技術可以在電氣工程即將或發(fā)生故障時發(fā)揮出它具有的優(yōu)勢，使用專家系統(tǒng)、神經網絡與邏輯模糊技術可以及時診斷出電氣設備故障結果，智能化診斷技術廣泛的使用在電動機、發(fā)電機與變壓器的故障診斷上。

3、結束語

綜上所述，在企業(yè)生產活動中，使用智能化技術的電氣工程，其可以更好地實現自動化控制，從而進一步提高企業(yè)生產效率，大大減少了人們的勞動量。通過智能化控制技術，可將體力勞動逐漸轉化為腦力勞動，這不僅可以降低企業(yè)的勞動成本，而且可以提高企業(yè)的市場競爭能力，增加企業(yè)的經濟效益，對企業(yè)的生存和發(fā)展有著至關重要的作用。

參考文獻

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