人工智能在電氣自動化控制中的應(yīng)用

趙 巖

(齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 關(guān)于人工智能的概述

人工智能的定義為：通過現(xiàn)代的信息技術(shù)方法，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和機(jī)械來模擬或計(jì)算人類的部分行為和活動。通過由人工智能技術(shù)來模擬人類代替較高的勞動強(qiáng)度或者單調(diào)的、枯燥的工作，從而能夠縮短工業(yè)上設(shè)計(jì)的周期時(shí)間，有利于工作效率的提高，也就能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。人工智能的建設(shè)過程中，需要的是扎實(shí)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)知識，也需要具有高度融合、學(xué)科交叉的能力技術(shù)。人工智能的優(yōu)勢使得其具有非常廣闊的發(fā)展前景，可以滲透到我們生活的各個(gè)方面，會成為未來新的發(fā)展趨勢。

2 人工智能與電氣自動化控制

人工智能如果能夠應(yīng)用于電氣自動化控制之中，能夠使其操作方法更加簡便。分別體現(xiàn)在“模糊控制、專家系統(tǒng)和運(yùn)作效率”3個(gè)方面。專家系統(tǒng)是具有良好應(yīng)用的方面，通過專家系統(tǒng)僅僅輸入處理指令就能夠快速正確地得到數(shù)據(jù)結(jié)論；模糊控制則是最常見的應(yīng)用方面，因?yàn)槠洳僮骱唵?，可以用模糊控制融入于設(shè)備之中，來實(shí)現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的智能控制。因此，人工智能優(yōu)化了整個(gè)控制過程，從而使得生產(chǎn)控制自動化程度更高，簡化了電子自動化的操作過程。

人工智能技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，通過在計(jì)算機(jī)平臺的計(jì)算來模擬人類答案的思考過程，將一些抽象的計(jì)算過程具體化為一些圖像和數(shù)據(jù)，并對這些圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，減少人工操作，提升效率，控制成本。人的大腦是一個(gè)精密的系統(tǒng)，運(yùn)算和分析過程十分復(fù)雜，人工智能就是對于人類大腦思考過程的模擬和模仿，從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)達(dá)到精確控制的目的，提高智能化設(shè)備的功能，保證工作效果。

3 人工智能在電氣自動化控制中的重要性

人工智能的引用，對于自動控制領(lǐng)域來說形成了所謂的“智能控制”，這樣可以更好地提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高控制精度、節(jié)約人力和能源、同時(shí)也能增強(qiáng)安全性。

目前，在工業(yè)過程中存在的各種問題，可以通過人工智能引入的方法來提供有效的解決手段；工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中操作的條件會隨著產(chǎn)品的使用制作要求而發(fā)生頻率很高的改變。因此，存在著許多具有周期性的操作，而智能技術(shù)能夠很好地處理這樣的問題難點(diǎn)；生產(chǎn)系統(tǒng)中對隨機(jī)發(fā)生的故障會提醒緊急處理，智能的故障診斷系統(tǒng)能夠非常高效地解決此類問題；不確定的模糊信息在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中往往不能夠進(jìn)行有效利用，而智能系統(tǒng)就可以做到更好地利用。

作為對人類大腦思維的延伸和替代，人工智能技術(shù)在控制與生產(chǎn)高度自動化的當(dāng)今一定能夠更好地服務(wù)于人們的生活和生產(chǎn)之中，可以使得電氣工程系統(tǒng)的智能化運(yùn)行更加便捷、使得系統(tǒng)的計(jì)算和控制的精度得到大大地提高，運(yùn)行效率也會隨之提升。

4 人工智能在電氣自動化控制中的應(yīng)用

4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種經(jīng)驗(yàn)型模擬形式，主要是模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能和運(yùn)行，生物神經(jīng)元會受到某種刺激，刺激反應(yīng)從輸出端口傳導(dǎo)到相關(guān)的神經(jīng)元，輸入與輸出之間的關(guān)系不是線性的，是比較復(fù)雜的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是具有多種層次的，是由很多簡單的，自適應(yīng)的元件和層次構(gòu)成的，主要以并行連接為主，規(guī)模較大，從而構(gòu)建出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和方法處理輸入的數(shù)據(jù)和信息的方式和技術(shù)就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，模仿生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析和處理能力。

4.2 專家控制

專家控制也是一種數(shù)據(jù)信息控制技術(shù)，主要是指將專業(yè)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)規(guī)定、運(yùn)行原理和傳統(tǒng)控制技術(shù)結(jié)合在一起，形成一種系統(tǒng)化的控制方法，這種計(jì)算分析模式較為傳統(tǒng)。專家控制可以理解為應(yīng)用專家系統(tǒng)技術(shù)來模擬人類專家的控制知識和經(jīng)驗(yàn)來建造的控制體系，解決專家系統(tǒng)的主要問題表現(xiàn)在“知識的獲取、知識的表示、推理的機(jī)制、建立知識庫”等方面。

4.3 模糊控制

模糊控制一般包括5大方面，分別是模糊控制器、輸入-輸出接口、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、被控對象、檢測裝置。模糊控制器是控制系統(tǒng)的中心部分，結(jié)合被控制對象的差異，對其靜態(tài)、動態(tài)系統(tǒng)性質(zhì)進(jìn)行分析，采取保養(yǎng)不同的規(guī)則，形成不同的控制器。模糊控制理論主要基于模糊控制的理論和相對規(guī)范的推理語言性“模糊控制器”，這也是區(qū)分模糊控制系統(tǒng)與其它控制系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。模糊控制器具有模糊量化處理、模糊決策與推理、精確處理3大功能。執(zhí)行結(jié)構(gòu)是指智能技術(shù)的執(zhí)行設(shè)備或儀器，包括各種交直流的電動機(jī)、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。被控對象是指被控制的設(shè)備儀器或裝置，或者是這些設(shè)備裝置構(gòu)成的群體，被控對象可以是帶有生產(chǎn)性、社會性、自然性、生物性的對象，變量可能是單變量或多變量，有滯后或者無滯后的等等，可以是非線性的也可以是線性的，具有干擾的、具有強(qiáng)耦合等特征或狀態(tài)。電氣自動化控制體系運(yùn)行中，智能技術(shù)對于一些復(fù)雜難以建立精確數(shù)學(xué)模型的控制對象，就可以采用模糊控制技術(shù)提高處理效果。監(jiān)測裝置代表的就是傳感器，或者是操作過程被控量轉(zhuǎn)化為電信號的模擬或數(shù)字等裝置。被控的量多是速度、溫度、壓力、加速度等這些因素，傳感器在模糊控制系統(tǒng)中作用十分重要，不可忽視。

5 結(jié)語

電氣控制過程是電器領(lǐng)域中非常重要的內(nèi)容，發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，自動化的電氣控制可以有效提高工作效率，降低人工的成本，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，人工智能在電氣自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用也顯得越發(fā)重要，人工智能引入電氣自動化控制中有利于進(jìn)一步地提高效率和降低成本。本文將人工智能引入電氣自動化控制，對其重要性和應(yīng)用進(jìn)行了具體的研究與分析，以期進(jìn)一步解決人工智能在電氣自動化控制系統(tǒng)方面所面臨的問題。