浅析人工智能在电气自动化控制中的应用

2018-02-15陈敏

建材与装饰 2018年18期

陈敏

1 引言

随着信息时代的不断发展，传统的常规工业技术在基于计算机强大计算能力开发出的人工智能面前，显得效率低下、人力成本要求高、误差大。电气自动化是电气工程自动控制研究的重要内容，系统运行、信息处理、计算机应用等构成依托高精度、高效率技术存在的领域，常规技术应用会受到技术水平的限制，注定无法持续运用于电气自动化，必须淘汰。同时，由于人工智能技术具有计算精度高、运行效率高的特点，将其与电气自动化控制相结合不仅可以节省人力、物力等成本的投入，而且能提高电气自动化系统运行的效率。因此，在电气自动化控制中应用人工智能是顺应时代发展的选择，可促进电气自动化的发展。

2 人工智能的优势

人工智能技术作为一门近年来发展迅速的高新技术领域的科学，是以计算机程序设计作为重要基础连结多门学科并使其相互交叉表现的结果。其本质是通过探索研究体现人类大脑的思考过程并对它进行模拟，据此创造出能模拟人类活动的智能机器，以用来代替人类进行复杂工作的操作，目前机器人和专家系统专业领域中研究的重点都集中于人工智能。

相较于其他智能，运用非线性函数近似器进行处理数据是人工智能最大的优势来源，具体来说，使用人工智能一般能具有如下的优势：

2.1 控制性能强

由于人工使用非线性函数近似器进行处理数据，使得其相较于普通的控制系统可以更有效得设计一定的语言与时间，并且在后续调节时更方便、简单，同时具有良好的数据与信息的适应性，还具有较高的抗干扰性能，而这些最终表现在人工智能的控制性能得到加强。

2.2 操作简便，使用门槛低

人工智能弥补了普通的控制器调节能力很差的缺陷，减小了控制难度，因此，关于人工智能控制器的设计，最大的难点只限制于对参数变化及非线性要素的了解，而不会涉及到建立动态模型的地步。简单来说，就是即使不具备相应的专业知识也没有专家的指导，只要有成熟的人工智能系统，同样可以运用相应的人工智能对信息和语言等进行需要的设计工作。

2.3 精确度高，具有高度一致性

由于人工智能的控制器与驱动器是两个独立运作的单位，这使得人工智能具有较好的抗干扰性，即使输入的数据存在并不精确或是部分未知的情况，也可以对数据进行处理并取得较准确的预测效果。并且只需要通过对整体系统的相应时间区间及下降时间区间进行部分调整就可以有效提高函数的参数性能，且不会产生较大的过冲。

3 人工智能在电气自动化领域的运用现状

现阶段，人工智能在电气自动化控制中的应用主要体现在以下几个方面，即运行效率、专家系统和模糊控制。运作效率即提高系统运行的效率，模糊控制指通过简化系统动态来提高系统控制力，而专家系统是指输入特定的指令得出结论。模糊控制在当前电力系统中应用最为广泛，因其操作效率高，和设备的融合良好。

3.1 人工智能在电气自动化设计中的应用

普遍而言，电气自动化设计涉及的专业较多，例如电机调教、电力电路分布以及控制器参数设计等，因此应用常规的方法设计实践难度较高，对于设计人员的技术要求和专业要求更为严格。与此同时，需各专业的工作人员相互配合，所以会耗费更多的财力、物力和人力。在电气自动化设计中应用人工智能技术，不仅可以快速解决各个领域不同疑难问题，可提高工作效率以及设计的准确程度。与此同时，在设计过程中，需要结合实际来改善或提高设计的要求同时保证质量水平，人工智能可以综合考虑多种复杂情况，这也是其优势所在。

3.2 人工智能在电气自动化设备中的应用

电气自动化系统由于涉及到很多专业知识与领域常识，存在很明显的复杂性于操作难度。对于专业工作人员来说，被要求具备较高的工作素质、完备的专业知识，因此现阶段对于电气自动化设备人才需求大。此外，因电气自动化系统构成复杂，导致其手动操作的实际有效性往往不高，为避免因操作不当导致出现意外宕机甚至引起安全事故等问题，借助人工智能是最好的选择。电气设备与人工智能化的结合可以弥补人体构造的缺失，减少了人的劳动量，也提高了操作效率，同时也可节约成本，保证电气自动化设备运行状态稳定、安全，同时也可优化设备运行的内外部环境。

3.3 人工智能在电气自动化控制过程中的应用

电气自动化运作系统中最重要的部分是电气控制，在电气控制过程中通过使用人工智能实现自动化运作，将会极大地提高整个系统的工作效率，并降低系统运行成本，尤其是降低人力成本。在电气自动化控制领域，因人工智能技术含量较高，集中性高，所以专家系统、模糊控制和神经网络控制与人工智能系统的结合度日益提高。这里以模糊控制为例进行分析，电气传动可通过直流、交流传动发挥其作用，直流传动主要为Mamdani与Sugeno，前者的作用主要为调控速度；在交流传动中，人工智能实现的主要途径为模糊控制。

4 运用人工智能的意义

为更好满足人们日益增长的物质需求，适应不断加快地经济发展速度与时代脚步，我国的电气工程现阶段面对的挑战十分巨大。目前，我国电气工程中使用的设备往往运行不稳定，同时缺少相关领域的专业人员。而作为信息时代的标志性产物，人工智能技术的优越性日益凸显，可以收集、处理并反馈信息，代替人类进行部分复杂工作，所以若在电气自动化控制中应用人工智能，其发展在一定程度上是跨越时代的，具有一定的代表性。为能够更好地应对挑战，在电气自动化领域全面引入人工智能势在必行。在电气工程中使用人工智能，能优化产业结构，促进电气自动化的逐步升级，做到作业智能化，设备自我检修智能化，从而大大降低设备的故障率，提高设备的工作效率，减少人力的投入，促进生产成本的降低，同时实现实际生产效率的提高。