智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

珠海格力電器股份有限公司 陳金城 陳俊宇

1、智能化技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中的理論基礎(chǔ)

智能化技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中的理論基礎(chǔ)涵蓋了控制學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、信息學(xué)、生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)等眾多學(xué)科，它的綜合性相對(duì)較強(qiáng)。此項(xiàng)技術(shù)主要研究的如何運(yùn)用人工智能技術(shù)，并使機(jī)器人具備獨(dú)立完成某些高危險(xiǎn)、高難度工作的能力。為了保證智能化技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中具有實(shí)操性，可以通過(guò)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行可操作性的實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)研究相關(guān)智能機(jī)器的時(shí)效性以及有效性。

智能化技術(shù)的研發(fā)是整個(gè)電氣自動(dòng)化控制行業(yè)的主要研究?jī)?nèi)容，具體包括電子電氣技術(shù)、信息的收集與處理，它在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用早就有實(shí)例證實(shí)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性以及實(shí)用性。作為當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)中的高端分支，智能化技術(shù)正逐漸被應(yīng)用到電氣工程的自動(dòng)化控制工作當(dāng)中，大量的事實(shí)表明，智能化技術(shù)在電氣工程的自動(dòng)化控制過(guò)程中已經(jīng)取得了一定的效果。智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，不僅提高了電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中的工作效率，而且還降低了工程的投入成本，減輕了控制人員的工作壓力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人力資源的合理配置。

2、智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的重要作用

2.1 電氣工程自動(dòng)化模型得到了簡(jiǎn)化

通常在電氣工程自動(dòng)化控制達(dá)到智能化目的之前往往需要建立相應(yīng)的模型，除此之外，在模型建立的時(shí)候還需要綜合考慮到很多直接或者間接影響模型的參數(shù)。鑒于此，通過(guò)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制就是通過(guò)相關(guān)的動(dòng)態(tài)方程來(lái)控制和反饋數(shù)據(jù)，但是通過(guò)這種方式是無(wú)法保證在數(shù)據(jù)傳輸期間不出現(xiàn)意外情況，從而影響數(shù)據(jù)的傳輸以及反饋，數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性也無(wú)法得到保證，理論結(jié)果與現(xiàn)實(shí)實(shí)踐之間出現(xiàn)偏差，從而導(dǎo)致電氣工程自動(dòng)化控制的工作效率大大的降低。通過(guò)實(shí)踐可知，引入智能化技術(shù)能夠非常有效的跳過(guò)設(shè)計(jì)與建立模型這一環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動(dòng)化，從根本上降低了出現(xiàn)上述情況的可能性和風(fēng)險(xiǎn)，在很大程度上避免了那些不可控制的客觀因素發(fā)生，提高了控制器的精確度和自動(dòng)化的控制效率。

2.2 確保電氣工程自動(dòng)化控制的統(tǒng)一

傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制器一般是就某個(gè)模型對(duì)象來(lái)加以控制的。這種方式對(duì)于單個(gè)的模型控制效果良好，但是無(wú)法統(tǒng)一而全面的控制電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，極易造成不同的模型之間各不相同。智能化電氣工程的自動(dòng)化控制可以有效避免模型設(shè)計(jì)的這一環(huán)節(jié)，使得無(wú)法控制模型的復(fù)雜性這一問(wèn)題不復(fù)存在，不管是對(duì)于指定的對(duì)象或者非指定對(duì)象都能夠保證控制上的一致性，從根本上確保了電氣工程自動(dòng)化控制的統(tǒng)一，不僅大大提高了自動(dòng)化控制器的工作效率，工作質(zhì)量也得到了質(zhì)的提高。

2.3 有效控制了電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)

前文提到，智能化技術(shù)能夠控制和反饋對(duì)電氣工程中所有設(shè)備的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)還能根據(jù)響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間和魯棒性變化等參數(shù)來(lái)對(duì)電氣工程自動(dòng)化的控制程度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)省了重新建立模型的時(shí)間，還可以在第一時(shí)間處理因客觀因素以及預(yù)警自動(dòng)化控制過(guò)程中所造成的錯(cuò)誤。這樣及時(shí)的處理和高效的警惕大大降低了風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省了很多的人力、物力、財(cái)力的消耗，從而更好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的有效控制。

3、智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

20世紀(jì)80年代初期智能化技術(shù)便在電氣工程自動(dòng)化控制中開(kāi)始應(yīng)用，在電氣工程自動(dòng)控制中發(fā)揮著舉足輕重的作用。智能化技術(shù)在電子設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)、電氣故障診斷、電氣自控與保護(hù)等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)了電氣工程的進(jìn)一步發(fā)展。下文對(duì)智能技術(shù)在模糊邏輯、專(zhuān)家系統(tǒng)、遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等四種系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用予以詳細(xì)闡述。

3.1 智能技術(shù)在模糊邏輯中的應(yīng)用

模糊邏輯主要是對(duì)人類(lèi)的思維方式進(jìn)行模擬并且認(rèn)為所有事物的變化發(fā)展過(guò)程中都有一定的度，而不是常說(shuō)的“非好即壞”。模糊邏輯主要是以人類(lèi)心理學(xué)為基礎(chǔ)，并且和數(shù)學(xué)函數(shù)有效結(jié)合以后通過(guò)模糊集的方式來(lái)揭示人類(lèi)心理變化發(fā)展的過(guò)程。如從好到壞的發(fā)展變化過(guò)程膜糊邏輯以人類(lèi)的心理為基礎(chǔ)將這一變化過(guò)程劃分為五個(gè)等級(jí)。在各種各樣的問(wèn)題面前模糊邏輯有助于降低數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的難度。

模糊邏輯主要是應(yīng)用于電力工人不是很了解電力系統(tǒng)故障發(fā)生的過(guò)程或者是電氣工程在數(shù)學(xué)建模比較模糊時(shí)，模糊邏輯的應(yīng)用可以很好地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析并根據(jù)數(shù)據(jù)的分析來(lái)確定分配方案和預(yù)測(cè)系統(tǒng)障礙操作。

3.2 智能技術(shù)在專(zhuān)家系統(tǒng)中的應(yīng)用

在某個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)遇到?jīng)]有辦法表示的難度比較高的計(jì)算機(jī)程序時(shí)，以人類(lèi)專(zhuān)家的專(zhuān)業(yè)水平為依據(jù)，用精確的數(shù)字模型來(lái)表示這個(gè)計(jì)算機(jī)的程序，這便是所謂的專(zhuān)家系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的便是建立起和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)以及和人類(lèi)相似的判斷推理程序。這種系統(tǒng)的工作原理就是：當(dāng)遇到難以解決的問(wèn)題時(shí)計(jì)算機(jī)就會(huì)在已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中搜尋和遇到的問(wèn)題相似的問(wèn)題并根據(jù)這些數(shù)據(jù)加以判斷推理，然后找出解決問(wèn)題的辦法使問(wèn)題最終得以解決，此方法簡(jiǎn)單易操作。專(zhuān)家系統(tǒng)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的恢復(fù)、電網(wǎng)調(diào)度、對(duì)電壓進(jìn)行歸類(lèi)等方面。

3.3 智能技術(shù)在遺傳算法中的應(yīng)用

所謂遺傳算法指的是對(duì)自然界適者生存和生物遺傳規(guī)律的程序進(jìn)行模擬的系統(tǒng)。與染色體相對(duì)應(yīng)的編碼是基因，而遺傳算法就是根據(jù)該原理將答案的解進(jìn)行排序然后用適應(yīng)度函數(shù)來(lái)對(duì)這些解加以測(cè)試，最終根據(jù)“適者生存，優(yōu)勝劣汰”的規(guī)律剔除適應(yīng)度函數(shù)能力比較差的解將保留下來(lái)的解作為最好的解決方案。這種遺傳算法主要是應(yīng)用在最優(yōu)化求解、圖像處理等方面的問(wèn)題。

遺傳算法在電氣工程中主要是應(yīng)用在對(duì)輸電系統(tǒng)中電容的控制、選擇電氣信號(hào)的最佳采樣率等方面。

3.4 智能技術(shù)在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用

一種計(jì)算機(jī)程序模擬人類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行傳輸和處理這種系統(tǒng)便是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)有著和人類(lèi)相似的記憶、聯(lián)想、判斷等方面的邏輯思維。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電氣工程中主要是通過(guò)建立諧波模型、對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的安全度進(jìn)行分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)障礙進(jìn)行檢測(cè)與診斷等。

4、結(jié)語(yǔ)

隨著科技的大力發(fā)展，電氣化工程的自動(dòng)化過(guò)程中越來(lái)越多的應(yīng)用到了智能化技術(shù)。由于我國(guó)的智能化技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比起步較晚，因此雙方具有比較明顯的差距，但我們不能因此而放棄使用，而應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到此項(xiàng)技術(shù)對(duì)于電氣工程的重要作用，即它不僅能在很大程度上提高企業(yè)自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而且還能促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在今后的應(yīng)用過(guò)程中要精益求精，不斷的實(shí)踐和探索，為更好的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域做出努力。