基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)設計分析

摘 要：文章主要簡單介紹了人工智能技術在電氣自動化控制中的作用，闡述了電氣自動化控制中人工智能的關鍵控制技術，探討了基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)設計及其注意事項，旨在充分發(fā)揮人工智能技術的作用，完善電氣自動化控制系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的智能化水平，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，從而推動電氣工程的長遠發(fā)展，實現(xiàn)電氣自動化控制效益最大化。

關鍵詞：人工智能 電氣自動化 控制系統(tǒng) 設計

21世紀是一個智能化時代，人工智能技術大力發(fā)展，其在各個領域中有著廣泛應用。人工智能技術能夠通過模擬人類思維的方式來實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制，一定程度上解放了人力資源，提高了生產(chǎn)效率，能夠取得較好的應用效果。在電氣自動化控制系統(tǒng)中應用人工智能技術十分重要，這有利于積極應對電氣工程中的復雜場景，加快處理各項數(shù)據(jù)，從多維度進行全方位管控，保障電氣自動化控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

1 人工智能技術概述

人工智能技術融合了多門學科，具有綜合性，計算機技術是其核心基礎，能夠模擬人的思維，在電氣自動控制系統(tǒng)中應用時，可利用專家系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)來智能化操作系統(tǒng)。人工智能技術的優(yōu)勢在于：一是系統(tǒng)操縱流程簡便。人工智能技術融合于電氣自動化控制系統(tǒng)中，是對系統(tǒng)的進一步優(yōu)化和升級，改變了傳統(tǒng)的系統(tǒng)操作模式，提高了系統(tǒng)運行效率，操作流程上更為簡便；二是實現(xiàn)了系統(tǒng)的精準化控制。人工智能技術使得電氣自動化控制系統(tǒng)具有較強的邏輯運算能錄、環(huán)境感知能力，有利于根據(jù)系統(tǒng)的實際運行場景來進行參數(shù)調(diào)整，尋求最佳執(zhí)行方案；三是人工智能技術背景下的電氣自動化控制系統(tǒng)可智能識別各類終端設備，提高了數(shù)據(jù)處理能力，保證了系統(tǒng)操作的兼容性[1]。

人工智能控制的應用功能表現(xiàn)在：第一，具有監(jiān)視、報警功能。可全面監(jiān)測控制系統(tǒng)中的各項數(shù)據(jù)，全面了解電氣設備的實際運行狀態(tài)，設置了參數(shù)閾值，一旦超出設定便會觸發(fā)警報，及時予以處理，降低事故發(fā)生概率；第二，具有操作控制功能。只需要簡單的操作就能夠完成各項程序，減少了人力資源。

2 人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的作用

人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中應用，有著重要作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是有利于維護電氣自動化控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。電氣自動化控制系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定運行，需要考慮系統(tǒng)控制方式的優(yōu)劣性，不可違背系統(tǒng)控制的實際需求，以免發(fā)出錯誤指令，造成系統(tǒng)故障。在生產(chǎn)環(huán)境中傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)與實際不相符，難以保證指令的正確性，這難以發(fā)揮電氣自動化控制系統(tǒng)的功能。在這種情況下，應當引入人工智能技術，基于電氣自動化系統(tǒng)的運行要求和特點來全面把控系統(tǒng)的運行情況，發(fā)現(xiàn)和解決其中的各項問題。人工智能技術的引入，使的學習系統(tǒng)更加完善，可通過分析故障來合理調(diào)整相關參數(shù)，同步分析多源數(shù)據(jù)，從而準確判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)，促進電氣自動化控制系統(tǒng)設計水平的提升[2]。

二是人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中應用一定程度上節(jié)約了人力資源。這是因為傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)運行方式較為單一，并無專人監(jiān)測電氣自動化控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，更未在造成嚴重后果之前予以干預，這就加大了相關人員的操作、管理難度，人員容易停留在重復性的基礎事務上?？扇斯ぶ悄芗夹g的引入，則能夠一定程度上釋放人力資源，無需人員操作就能夠自主判斷、分析系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，做好各項參數(shù)的調(diào)節(jié)工作，改善系統(tǒng)運行模式，減少故障的發(fā)生。人工智能技術的應用，可擺脫人員依賴性，優(yōu)化了企業(yè)的資源配置。

三是電氣系統(tǒng)運行模式越來越規(guī)范，人工智能技術的應用，有利于全面匯總電氣自動化控制系統(tǒng)運行過程中的各項數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)相關問題，所發(fā)出的指令不可脫離系統(tǒng)運行的孤帆要求?；谌斯ぶ悄艿碾姎庾詣踊刂葡到y(tǒng)運行具有較好的規(guī)范性，安設的傳感器可全場采集各項數(shù)據(jù)并予以分析。人工智能技術的支持下，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)發(fā)送、風險評估、風險預警都取得了不錯的成效，有利于促進電氣自動化系統(tǒng)運行效率的提升[3]。

四是電氣自動化控制系統(tǒng)中應用人工智能技術，有利于實現(xiàn)問題的即時反饋。電氣自動化控制系統(tǒng)運行過程中，存在著多項危險因素，如設備損傷等問題。這些問題要予以即時反饋，科學識別電氣自動化控制系統(tǒng)運行中的故障和風險，做好排查工作，盡量在滿足電氣自動化系統(tǒng)運行要求的前提下，縮短故障識別、處理時間。為進一步完善電氣自動化控制系統(tǒng)，應當將靜態(tài)分析和動態(tài)份額舾相結(jié)合，學習先進的大數(shù)據(jù)技術，以便于做好電氣建模工作，從各維度把控電氣系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)的真實性、完整性，防止數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。

3 電氣自動化控制中人工智能的關鍵控制技術

3.1 專家控制技術

專家控制是人工智能控制方法之一，其是基于專家系統(tǒng)理論來融合相關控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行有效的操作和控制，可實現(xiàn)二度模仿。專家控制可最大程度地應用專家資源，降低了人力資源、財力資源，獲取更多效益。從電氣自動化控制方面來看，應用人工智能專家控制技術，能進一步促進電氣系統(tǒng)自動化水平的提升，使電氣系統(tǒng)的控制和操作更加靈活，改善了電氣自動化系統(tǒng)中的不足。利用專家控制技術優(yōu)化電氣自動化系統(tǒng)的時候，以真實場景為模型來分析關鍵參數(shù)，以保證專家控制技術下電氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性[4]。

3.2 模糊控制技術

電氣自動化控制系統(tǒng)設計中應用人工智能技術，可選擇模糊控制技術。該功能的實現(xiàn)依賴于模糊語言變量，應做好收集、處理工作。需融入相關專家經(jīng)驗，創(chuàng)設特殊的功能應用環(huán)境。基于模糊控制，要先確定被控制對象，結(jié)合實際情況和特點，基于預期要求來創(chuàng)設模糊模型，再利用控制器來處理系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)中模糊控制是重要一環(huán)，在不斷地研究和發(fā)展過程中，提升了控制系統(tǒng)的運行水平，奠定了扎實的技術理論基礎。

3.3 網(wǎng)絡神經(jīng)控制技術

基于網(wǎng)絡神經(jīng)控制的人工智能電氣自動化控制系統(tǒng)的關鍵點在于人的腦神經(jīng)元。網(wǎng)絡神經(jīng)控制技術是利用人的腦神經(jīng)元來模擬人類的相關行為，以逼近理論為原理來進行系統(tǒng)處理。目前針對于網(wǎng)絡神經(jīng)控制技術的研究已經(jīng)取得了一定的成效，控制技術愈發(fā)成熟[5]。

4 基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)設計分析

4.1 系統(tǒng)設計

電氣自動化控制系統(tǒng)的應用方向較多，可控制范圍較為廣泛，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對來說較為復雜，系統(tǒng)運行方面存在著多變性。其對電氣自動化系統(tǒng)操作人員的專業(yè)能力有著極高的要求，操作人員的技能水平直接影響著系統(tǒng)的運行情況。為緩解操作人員的工作壓力，促進電氣自動化控制系統(tǒng)的運行效率，應當引入人工智能技術，這有利于優(yōu)化設計電氣自動化控制系統(tǒng)，選擇適宜的控制模式。比如說，在MATLAB軟件的支持下，可通過深度學習、信號處理等方式來全面了解電氣自動化控制系統(tǒng)的運行情況，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并進一步優(yōu)化。人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用，有利于維護不同模塊，為系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性提供重要保障?？赡M系統(tǒng)運行方式，引導設計人員優(yōu)化方案，從而達到預期的系統(tǒng)應用效果[6]。

4.2 故障預警設計

電氣自動化控制系統(tǒng)在運行過程中存在著不確定性因素，系統(tǒng)狀態(tài)與溫度、電流等參數(shù)相關，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常便可能引發(fā)嚴重故障，這需要做好系統(tǒng)故障診斷分析工作。基于此，可充分發(fā)揮人工智能技術的作用，通過全面了解相關設備的歷史運行數(shù)據(jù)來明確設備運行特征，進一步掌握設備的實際運行狀態(tài)。基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)，應當有效整合不同信號和數(shù)據(jù)，設計智能故障診斷模塊，科學分析該模塊中的各項信息數(shù)據(jù)，以便于實時監(jiān)測各項設備的實際運行情況?？赏ㄟ^數(shù)值對比的方式發(fā)現(xiàn)異常，一旦檢測到設備數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，則可通過自動調(diào)節(jié)方式來改變設備的運行方式，或是暫停設備運行，以免設備出現(xiàn)嚴重故障。另外，還可將智能分析模塊設置在每一個設備中，用于判斷設備是否存在故障。相關企業(yè)應當完善人工智能控制預警系統(tǒng)，充分發(fā)揮云技術作用，將設備相關信息直接傳輸至云端，由計算機進行科學診斷，以把控設備的運行狀態(tài)。既要發(fā)揮人工智能技術的優(yōu)勢，又要配合故障控制系統(tǒng)的運行，為相關人員的故障判斷、分析工作奠定扎實基礎。與此同時，電氣自動化控制系統(tǒng)在人工智能技術的支持下，還可實現(xiàn)自動化監(jiān)測工作，可全面采集各項設備的運行數(shù)據(jù)，做好整理工作，有利于迅速發(fā)現(xiàn)故障，作出故障預警，干預設備運行[7]。

4.3 系統(tǒng)38a5652fd23e561a80d312e0b787b4d1狀態(tài)監(jiān)測設計

早期的電氣自動化控制系統(tǒng)功能受到一定的限制，并不能有效監(jiān)測電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)，無法準確判斷出電氣系統(tǒng)的實際情況，需要相關人員的實時監(jiān)測，這給監(jiān)測人員帶來了一定的壓力。由于監(jiān)測人員個人精力有限，其在分析系統(tǒng)狀態(tài)的時候存在一定的主觀偏差，難以真實掌握系統(tǒng)的狀態(tài)，大多數(shù)情況下都是在系統(tǒng)出現(xiàn)問題后才進行維護和處理，這就造成了設備資源浪費，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟損害，存在安全漏洞。而在人工智能技術的支持下，電氣自動化控制系統(tǒng)具有良好的狀態(tài)監(jiān)測功能，不僅能全面掌控系統(tǒng)的運行情況，還可以預測系統(tǒng)之后的運行狀態(tài)，轉(zhuǎn)變了過去被動局面，能夠有效規(guī)避電氣工程超載、欠壓等問題的發(fā)生。人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中應用，能夠采取有效算法來科學計算各項數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中的問題，規(guī)避安全風險[8]。

4.4 閉環(huán)邏輯控制設計

人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中應用，需要傳感器等設備來采集相關數(shù)據(jù)，為全方位分析工作提供可靠的依據(jù)，以便于全面了解設備的實際工作情況，并據(jù)此來發(fā)出相應的指令。人工智能技術的應用，實現(xiàn)了電氣自動化控制系統(tǒng)的閉環(huán)邏輯控制，可有效分析系統(tǒng)運行中的邏輯偏差并予以修正，科學評價指令發(fā)出后的系統(tǒng)運行情況。比如手實施卷積神經(jīng)網(wǎng)絡控制的時候，基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)，可通過分析海量數(shù)據(jù)來獲取特征數(shù)據(jù)，明確系統(tǒng)運行需求，發(fā)出針對性指令，做好狀態(tài)監(jiān)測工作，從而提高電氣自動化控制系統(tǒng)運行效率。人工智能軟件可卷積處理圖像，生成相應曲線，制定適宜的控制方案，有利于實現(xiàn)閉環(huán)邏輯控制，避免勞動者將過多精力放在重復性事項上，實現(xiàn)了電氣自動化控制系統(tǒng)的即時控制目標。

5 基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)的注意事項

5.1 明確系統(tǒng)需求，優(yōu)化設計系統(tǒng)架構(gòu)

在設計和實現(xiàn)基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)時，應當先明確系統(tǒng)需求，相關人員應當充分了解電氣自動化控制系統(tǒng)的功能需求，對其性能和安全進行科學分析?？陕?lián)合相關專家進行商討，使系統(tǒng)的各項性能、功能滿足相關要求，并且安全系數(shù)達到規(guī)定標準，為后續(xù)系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)奠定基礎。一方面，要優(yōu)化調(diào)整電氣自動化設備的各項參數(shù)，保證設備的正常運行；另一方面，要加快系統(tǒng)的反應速度，控制設備的時間應達到毫秒級，提高設備性能。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，還需要實施有效的系統(tǒng)安全防護措施，規(guī)避系統(tǒng)的非法訪問。

除此之外，還應當優(yōu)化設計系統(tǒng)架構(gòu)，完善電氣自動化控制系統(tǒng)整體架構(gòu)，提高系統(tǒng)的智能化控制水平。相關人員應當根據(jù)系統(tǒng)需求來劃分功能模塊，設計子系統(tǒng)，并通過接口將其進行有效連接，形成協(xié)作關系，實現(xiàn)模塊的擴展，做好模塊維護工作，以提升電氣自動化控制系統(tǒng)運行效率的提升。如設計數(shù)據(jù)采集模塊的時候，應當充分發(fā)揮傳感器的作用，用于采集設備運行過程中各參數(shù)的數(shù)據(jù)，為后續(xù)算法的實施提供數(shù)據(jù)支持；設計算法處理模塊的時候，應采用機器學習算法來進行數(shù)據(jù)建模，基于模式識別技術來診斷故障，指導系統(tǒng)控制；設計控制執(zhí)行模塊的時候，則要把控好電機、控制開關的狀態(tài)，做好設備交互工作，以優(yōu)化智能控制系統(tǒng)。

5.2 構(gòu)建系統(tǒng)硬件平臺，開發(fā)系統(tǒng)軟件

為實現(xiàn)基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)，應當構(gòu)建系統(tǒng)硬件平臺，需保證系統(tǒng)功能性達標，合理選擇適宜的硬件平臺。相關人員應當做好硬件組件的評估工作，根據(jù)最終的評估結(jié)果來選擇適宜的傳感器、通信設備等，進一步完善系統(tǒng)的硬件配置，確保電氣自動化控制系統(tǒng)的正常運行，優(yōu)化系統(tǒng)功能。與此同時，還要做好系統(tǒng)軟件開發(fā)工作，應當優(yōu)化設計系統(tǒng)架構(gòu)，明確系統(tǒng)功能需求，據(jù)此來科學編寫軟件代碼，確保系統(tǒng)功能模塊的有效應用。開發(fā)系統(tǒng)軟件的時候，要選擇適宜的軟件開發(fā)工具，采用合適的額編程語言，做好模塊功能調(diào)試工作，以免影響電氣自動化智能控制系統(tǒng)的運行。軟件的開發(fā)有利于提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力，實現(xiàn)精準控制。

5.3 系統(tǒng)集成和調(diào)試

基于人工智能的電氣自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)離不開系統(tǒng)集成和調(diào)試工作的開展。系統(tǒng)集成中需要有效結(jié)合硬件平臺、軟件模塊，確保各個子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運作。同時，相關人員應當科學評估系統(tǒng)的性能，做好功能測試工作，以確保系統(tǒng)功能符合設計要求。調(diào)試電氣自動化控制系統(tǒng)的時候，還需要及時發(fā)現(xiàn)其中存在的故障，并進行有效優(yōu)化，維護系統(tǒng)智能控制功能的應用。

6 結(jié)語

總之，在電氣自動化控制系統(tǒng)中融入人工智能技術十分有必要，其有利于提高電氣自動化控制系統(tǒng)的運行效率，實現(xiàn)系統(tǒng)的精準控制，實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展，具有重要意義。

參考文獻：

[1]吳清紅.人工智能在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用研究[J].造紙裝備及材料，2024，53（04）：37-39.

[2]翟元元.基于人工智能技術的電氣自動化智能控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].辦公自動化，2023，28（19）：7-9.

[3]虞葉鳴.淺析人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用[J].農(nóng)業(yè)工程與裝備，2023，50（01）：34-35+39.

[4]尚敏娟.基于人工智能技術的電氣自動化控制系統(tǒng)設計研究[J].電子設計工程，2021，29（15）：171-174.

[5]孫玉芬，郭春光，劉冰.人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用[J].電子技術與軟件工程，2021（11）：124-125.

[6]程瑋.電氣自動化控制系統(tǒng)中的人工智能技術[J].電子技術與軟件工程，2021（03）：115-116.

[7]侯明義.基于人工智能技術的電氣自動化控制系統(tǒng)[J].河南科技，2020，39（26）：11-13.

[8]趙忠杰.電氣自動化控制系統(tǒng)中的人工智能技術[J].智能城市，2020，6（10）：15-16.