電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用

黃長江

摘? ? 要：如今，智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用越來越普遍，應(yīng)用水平也越來越高。特別是人工智能在個(gè)各領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)廣泛存在我們的日常生活中。智能化技術(shù)因其自動(dòng)化及智能化的特性，能大大降低電氣系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)成本，提高電氣故障的診斷水平。電氣工程的建設(shè)在某種程度上對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量起著決定性作用。針對(duì)此，本文論述了智能化技術(shù)的概念，以及其在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，介紹了智能化技術(shù)的應(yīng)用形式，旨在為業(yè)內(nèi)人士提供參考意見。

關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動(dòng)化;智能化技術(shù);應(yīng)用形式

1? 引言

隨著我國電氣工程計(jì)算的逐步完善，將智能化技術(shù)拓展應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中是推動(dòng)整個(gè)電氣工程自動(dòng)化行業(yè)良好發(fā)展的關(guān)鍵舉措。在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，應(yīng)用智能化技術(shù)，不僅可以省略控制模型，優(yōu)化電氣系統(tǒng)，增強(qiáng)控制器穩(wěn)定性，還能保證整個(gè)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高運(yùn)行效率，充分發(fā)揮電氣設(shè)備的功能。為此，全面探究智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用顯得尤為重要。

2? 智能化技術(shù)的概念

早在二十世紀(jì)五十年代，智能化技術(shù)就已經(jīng)誕生。隨著時(shí)代的進(jìn)步，智能化技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，在諸多領(lǐng)域都取得了良好的成效。隨著工業(yè)自動(dòng)化的迅猛發(fā)展，智能化技術(shù)在電氣工程上應(yīng)用環(huán)節(jié)的缺陷也進(jìn)一步凸顯。對(duì)此，我們應(yīng)不斷加大技術(shù)研發(fā)力度，總結(jié)實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，確保智能化技術(shù)發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)價(jià)值。

3? 智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1? 省略建立控制模型的環(huán)節(jié)

在使用自動(dòng)化控制系統(tǒng)之前需要進(jìn)行事先的程序編寫和控制模型建立，一旦建立的控制模型缺乏準(zhǔn)確性，與實(shí)際情況不相符，就會(huì)降低整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率。盡管電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)本身具備一定的調(diào)節(jié)能力，但實(shí)際操作過程中極有可能出現(xiàn)各種不可預(yù)見性的突發(fā)狀況，影響整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而使用智能化技術(shù)控制器，則可以省略建立控制模型這一環(huán)節(jié)，消除不可預(yù)見性和不可控性因素的影響，提高自動(dòng)化控制器運(yùn)行的穩(wěn)定性，增大自動(dòng)化控制器的精密系數(shù)。

3.2? 便于電氣系統(tǒng)調(diào)整

智能化技術(shù)通過魯棒性變化、響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間控制電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行。這很大程度上提高了電氣工程系統(tǒng)調(diào)節(jié)的自由度，加強(qiáng)了系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)效性和穩(wěn)定性。智能化技術(shù)的應(yīng)用，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控，突破時(shí)間和空間的限制，改進(jìn)系統(tǒng)無人控制工作效率。智能化技術(shù)運(yùn)用高速的中央處理器芯片、多中央處理器控制系統(tǒng)和精簡指令集芯片，極大的改善了電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作效率，減小了電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的誤差。總之，與傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制器相比，智能化控制器在電氣工程系統(tǒng)中的應(yīng)用效果更加突出。

3.3? 提高智能控制器效率

智能化控制器在處理不同類型的數(shù)據(jù)信息時(shí)，即便輸入的數(shù)據(jù)信息是完全陌生的，依舊能夠保證估算的可靠性和可信度。同時(shí)，智能化控制器的控制效果是不會(huì)受到被控對(duì)象的影響的。從某種角度來說，智能化控制器的控制效果并不是一成不變的。一旦被控對(duì)象發(fā)生臨時(shí)性的改變，就會(huì)導(dǎo)致控制效果超出預(yù)期。對(duì)此，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，相關(guān)人員要根據(jù)被控對(duì)象采取對(duì)應(yīng)的分析策略，最大限度地加強(qiáng)整體控制效果。

如果控制器的控制效果出現(xiàn)偏差，不能簡單地否定控制結(jié)果，而是要全面且細(xì)致的對(duì)整個(gè)工程系統(tǒng)實(shí)行核查。與其他控制系統(tǒng)相比，電氣智能化控制系統(tǒng)中的集中監(jiān)控不僅可以解除限制因素，還能加強(qiáng)控制成果的可靠性。

4? 智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用形式

4.1? 模糊邏輯控制器的應(yīng)用

在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中包含多種模糊控制器，而且這些模糊控制器可以有效替代PID控制器。通常來說，模糊控制器主要被應(yīng)用到各類數(shù)字化動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)中。其中，M型模糊邏輯控制器與S型模糊邏輯控制器是較為常見的兩種類型。但現(xiàn)階段，只有M型邏輯控制器被應(yīng)用到調(diào)速控制中。M型模糊邏輯控制器與S型模糊邏輯控制器包含完整的規(guī)則庫，該規(guī)則庫又被稱之為模糊規(guī)則集（ifthem）。IfX為G，Y是H，W=f（X，Y）

其中，G和H是S型模糊邏輯控制器的規(guī)則。M型模糊邏輯控制器主要由模糊化板塊、反模糊化板塊、知識(shí)庫以及推理機(jī)等構(gòu)成。

4.2? 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要被應(yīng)用在診斷監(jiān)測驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流電機(jī)方面。與梯形控制法相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向轉(zhuǎn)波算法在診斷監(jiān)測性能方面體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，不僅可以縮短故障定位時(shí)間，還可以有效控制非初始速度和負(fù)載轉(zhuǎn)炬，將變化范圍控制在合理范圍內(nèi)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)是多層前饋性。多層前饋性主要依靠反向?qū)W習(xí)算法進(jìn)行計(jì)算。整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要由如下兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成：其一，通過機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)對(duì)控制轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行辨別;其二，利用電子動(dòng)態(tài)參數(shù)辨別控制定子的電流。

智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被拓展應(yīng)用到信息處理與模式識(shí)別兩方面，且智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具備的函數(shù)估計(jì)器也被應(yīng)用到電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，并取得了良好的應(yīng)用成效。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在省略建立數(shù)學(xué)模型這一環(huán)節(jié)，增強(qiáng)抗噪音干擾能力。再者，平行結(jié)構(gòu)作為智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主體結(jié)構(gòu)，在診斷監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用還能加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)決策的合理性、精確性。若網(wǎng)絡(luò)中包含諸多激勵(lì)函數(shù)和隱藏節(jié)點(diǎn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差反向傳播技術(shù)可以對(duì)這些函數(shù)關(guān)系和節(jié)點(diǎn)予以映射，解決實(shí)際問題。從本質(zhì)上來說，最快下降法屬于反向傳播算法的一種。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播技術(shù)，可以獲得非線性函數(shù)的近似值，挖掘網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

4.3? 故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

電氣設(shè)備設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性、專業(yè)性與復(fù)雜性較強(qiáng)的工作，其中涉及多學(xué)科知識(shí)，如電機(jī)知識(shí)、電磁場知識(shí)和電路知識(shí)等。以往的電氣系統(tǒng)故障診斷，都依靠設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。采用智能化技術(shù)開展電氣設(shè)備診斷檢修工作，可以快速且精確的定位故障點(diǎn)，減輕故障的影響程度，從而促進(jìn)整個(gè)電氣工程系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在智能化技術(shù)應(yīng)用的過程中，相關(guān)人員需全面且客觀的分析各種故障問題，采取科學(xué)合理的處理措施，從根本上解決實(shí)際問題。

4.4? 可編程邏輯控制器技術(shù)的應(yīng)用

伴隨現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，可編程邏輯控制器技術(shù)被拓展應(yīng)用到各行業(yè)領(lǐng)域，且取得了良好的應(yīng)用成效。尤其是在機(jī)電工程中的應(yīng)用，逐漸取代了傳統(tǒng)控制器。將可編程邏輯控制器技術(shù)應(yīng)用于電氣工程控制系統(tǒng)中，可以顯著加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)效性和穩(wěn)定性。此外，人工智能技術(shù)也是各行業(yè)領(lǐng)域的核心技術(shù)。人工智能技術(shù)在電氣工程系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化控制、精細(xì)化控制，甚至是無人化控制。由此，維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的自主性、安全性和可靠性。

4.5? 優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

電氣工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)人員不但要掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，還應(yīng)具備一定的創(chuàng)造能力和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在電氣工程控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)中，最常見且最具代表性的算法遺傳算法。

遺傳算法的應(yīng)用，可以將電氣工程系統(tǒng)的多方面功能整合到一個(gè)中央處理器上，做到功能集成化。但遺傳算法也存在一定的弊端，就是功能整合會(huì)降低處理器的運(yùn)行效率。為此，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求，選擇適宜的方法。

5? 結(jié)束語

將智能化技術(shù)拓展應(yīng)用到電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可以提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)效性和穩(wěn)定性，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)事故的產(chǎn)生，以此加快整個(gè)行業(yè)的前行進(jìn)程，創(chuàng)造理想的效益。

參考文獻(xiàn)：

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