浅析人工智能技术在电气自动化控制中的应用

黄磊

【摘  要】科学技术背景下，行業电子信息和智能化程度越来越高，促进了人工智能技术的发展。电气自动化控制系统中，也逐渐引入人工智能技术。论文阐述了人工智能技术的内容、特点，并分析了电气自动化控制系统中人工智能技术的具体应用途径和发挥的作用，以供参考。

【Abstract】Under the background of science and technology， the degree of electronic information and intelligence in the industry is getting higher and higher， which promotes the development of artificial intelligence technology. Artificial intelligence technology has been gradually introduced into the electrical automation control system. This paper expounds the content and characteristics of artificial intelligence technology， and analyzes the specific application ways and functions of artificial intelligence technology in electrical automation control system， for reference.

【关键词】人工智能;电气自动化控制;设备应用

【Keywords】artificial intelligence; electrical automation control; equipment application

【中图分类号】TM76;TP18                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）02-0173-02

1 引言

人工智能是在经济迅速发展阶段产生的，结合了自然科学与社会科学的内容，是一项新的技术科学，主要研究人工智能理论方法以及开发应用系统。可以说，人工智能技术是社会科学技术发展的必然趋势。这项技术的有效运用在现代化工业建设中发挥了重要作用，为工业化发展打下良好基础。当前阶段，我国运用人工智能技术尚不成熟，还需要充分地研究和拓展应用途径。社会发展中，人工智能技术的加入为社会建设打下了良好基础，提升了现代化工业的发展水平，成为电气自动化控制的新的技术方向。

2 人工智能技术的内容、特点

作为新兴技术科学语言，人工智能拥有较为广泛的研究领域，是计算机科学的重要分支，涵盖机器人、语言识别以及图像识别等研究应用方向。人工智能的产生的意义在于研究和开发拓展人类智能的理论、应用方法等，胜任复杂的、无法采取人工方式完成的任务。现阶段，人工智能研究发展迅速，已经应用于运动控制、工业过程控制、电子与计算机技术、信息处理等领域中，在应用过程中不断地更新换代。由于人工智能属于自然与社会科学的交叉性学科，因此会涉及数学、心理学、计算机科学等领域，模拟人的思维信息过程，完成智能搜索等其他具有难度的工作。

3 人工智能控制器的优势

电气自动化控制系统中，人工智能技术的应用大多体现在人工智能控制器的使用上，系统的优势特点也体现在这一点。在算法和控制器上，人工智能技术下的控制器算法优化，作用更加突出。其中发挥关键作用的算法有模糊理论算法、神经算法、遗传算法等，可以应用于没有控制对象的模型上。针对电气自动化设备分类的过程中，人工智能控制器采取了不同的方式开发，具体的优势如下：首先，人工智能控制器不需要采取模型控制的方式，实际控制的对象即使有很多不确定因素，都能最大程度地满足控制要求;其次，在使用的过程中可以不断地完整，灵活性较强，且人工智能控制器不会受到其他驱动器的影响，从而保证数据计算的精准性;最后，这项控制器的使用避免了较大的人力和物力支出。设计的过程中无需专家参与，只需要执行数据分析即可。由于人工智能控制器的适应性较高，计算准确，功能强大，能够解决很多常规方法所不能解决的问题。

4 电气自动化控制系统中应用智能化技术的意义

电气自动化控制领域中，引入人工智能技术是为了进一步提升电气自动化产品的质量，在节约资源的基础上保证安全生产。实际工业生产的过程中，受到多方面因素的影响，有各种各样的问题存在，运用传统方式无法达到电气化控制的效果，这时人工智能技术的运用就发挥了重要作用。一些生产系统在执行操作的过程中会根据产品的特点改变操作，但常常面临重重阻碍和问题，人工智能技术的运用能够处理相关问题。实际的生产系统运行中，会出现大量的模糊信息，传统控制系统无法对这部分信息进行有效利用，造成了严重的资源浪费。人工智能技术支撑下的控制系统，能够分析模糊信息中的有用信息，预防电气自动化系统的随机性故障，作出紧急且有效的处理。

5 人工智能技术在电子自动化控制中的應用途径

行业发展中，引入新的技术方式，对电气自动化控制的要求也越来越高。在信息技术发展的背景下，融合电气自动化技术和人工智能技术已经成为时代发展的必然趋势，且两项技术融合发展在解决复杂控制问题上发挥了重要作用。在没有人力资源干扰的情况下，根据生产需求开启智能化自我控制和程序分析是人工智能技术的应用方向。电气自动化控制系统中采取的控制方式为以下三种。

5.1 神经网络控制

神经网络作为一种经验模型，是根据生物神经网络的功能建模的。当有机体中的神经元感受到外部刺激时，会作出本能的反应，在相关的神经元中输入感受的外部刺激信息。信息的输入和输出是一种非线性的生理活动。在神经网络控制的过程中，运用人工智能可以在活生物体生理活动的基础上构建一个适用于机械化操作的神经网络。这个神经网络系统是由多个零部件和层次结构组成的。不同的神经网络连接在一起构成了人工智能网络系统，满足操作需求。输入信息的方式借鉴了生物神经网络，在此基础上所建立的人工智能神经网络具有其他系统网络所不具备的优势，信息处理的效率和质量都是上乘的。神经网络的其他构成部分与处理单元相接。为了最大程度地模拟大脑功能，在神经科学学科研究的基础上提出了神经网络模型。这种模型只是相关功能的模拟，因此并不能完全做到反映大脑功能。在处理信息的过程中，这种系统网络比较依靠神经元之间的交互，而储存信息则依靠的是不同网络元素的连接。多个神经元连接在一起形成了神经网络，处于系统网络中的每一个神经元都具有接收输入信号的作用。不仅如此，根据特定规则，能够更改信号输入和输出的方向，向外输出信号。正是因为神经网络系统中有成千上万个神经元，因此在连接上复杂性特征明显。不同神经元在信息传递的过程中呈现出非线性特征，输入和输出信号间搭建不同关系，并根据这些关系形成了一个又一个模型，将机理模型难以精准描述出来的客观规律和必要联系予以显示。当前阶段，神经网络控制发展趋于人工智能化，因此在电气自动化中能够发挥作用，实现合理运用。

5.2 专家控制

结合传统控制理论的基础上，重新规划和设计了专家系统，为整个系统的有效运作提供保障，实时监测，有效控制。智能控制领域的著名专家定义了人工智能专家控制系统为高水平的应用专家系统，基于人类专家知识经验学习基础上建立的控制系统。从中了解到，专家控制系统运行的前提是较为完善的专家系统技术。为了提高专家系统知识的获取能力，要着重解决系统运行过程中存在的问题。事实上，运用智能算子进行推理的过程中可以借助语义网络等其他表达形式。使用专家控制推理机制时，采用正向推理很难满足需求，因此要借助多项推理的方式更好地实现专家控制策略。

5.3 模糊控制

人工智能系统中，模糊控制器是发挥模糊控制作用的关键部分，在信息分析和控制应用上也有效果。事实上，控制器的类型多样化，不可避免地会被系统状态等规则性因素影响。模糊控制系统与其他控制系统的主要区别在于，依靠理论知识表示和规则推理的语言型，具有模糊量化处理，模糊推理和非模糊化推理的功能。通常情况下，模糊控制器要从被控制对象层面得到数字信息，借助数据模型的控制器，将数学信号转换为模拟信号，然后进行有效传输。电平转换和A/D转换与D/A转换共同服务于I/O接口装置。执行结构包括交流和直流电动机，伺服电动机以及步进电动机等。除此之外，模糊控制系统的对象受到的限制减少，生产对象、生物和社会活动都在其范围内，形式变化是多样的。无非是确定性的，是单变量的还是多元的，是否有迟滞都没有关系，更不用说是线性还是强耦合性。由于一些受控制对象的数学模型较为复杂，提供的运算结果不精确，在这样的情况下使用模糊控制更有效。事实上，监控设备本身就是一个传感器，因此可以在各种控制过程的受控对象和受控数量之间转换电信号。控制的主要方向为速度、温度和压力等物理性因素。模糊控制系统中，传感器的作用尤为重要，它的质量和系统工作的质量息息相关。基于上述内容，在选择传感器的过程中，要关注到质量和精准度上，并根据工作要求进行合理选择。

6 结语

由上文可知，各个行业和领域发展中，都逐渐采用了人工智能技术，这项技术的广泛性运用意味着人工智能的发展迅速。运用于电气自动化控制过程中提高了生产效率，同时是促进企业经济发展的重要方式。我国的电气工程也在不断发展完善，未来的工程建设中会全面应用人工智能系统，朝着标准、智能化方向发展。除此之外，采取人工控制电气设备的方式会在生产过程中逐渐被淘汰，人工智能技术会进一步改善企业的生产效益和产品质量，让企业在市场竞争中拥有强大的企业竞争力，创造更高的经济效益。

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