人工智能技术在电气自动化控制中的应用

2021-11-24王义峰

商品与质量 2021年23期

王义峰

沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳 110000

在电气化自动控制中应用人工智能技术不仅能显著提升电气自动化的控制质量，还可以降低电气自动化所投入的人力、物力。人工智能技术能够优化电气设备设计、提升电气控制质量、进行精准的电气故障诊断，为电气自动化控制的正常运行提供保障。因此，对人工智能技术在电气化自动控制中的应用进行研究具有重要意义。

1 人工智能技术的概述

1.1 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。

1.2 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。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。

2 人工智能技术在电气自动化控制中的应用

2.1 人工智能技术在电气控制中的应用

在电气自动化控制中电气控制是最为核心的环节，人工智能技术的应用能够提升控制效率与精度，且能够应对庞大的信息数据以及复杂的工作流程。模糊控制是基于人工智能技术下的常用电气控制技术之一。模糊控制是基于模糊推理与模糊语言理论而形成的控制形式，结合计算机技术形成闭环结构的控制系统。其结构核心为基于人工智能技术的模糊控制设备，这也是模糊控制与其他控制方式差别之处。模糊控制系统结构分为模糊控制器、输入/输出接口、执行机构、控制对象以及测量设备。其中，控制对象的容纳范围十分广泛，不论是确定、模糊，单变量、多变量，定常、时变，线性、非线性均可以作为控制对象。无法精准建立数学模型的对象更加适合应用模糊控制技术；执行机构不仅可以使用直流电动机、步进电动机等，还可以使用气动调节阀、液压阀等；模糊控制器则是模糊控制技术的核心元件，是一种应用模糊知识标识与规则推理的控制设备；输入/输出接口在模糊控制系统中由于大多数控制对象的控制量与可观测状态为模拟量，模糊控制系统也需要使用A/D转换设备。在模糊控制系统中还需要配备适用于模糊逻辑处理的结构，该结构可被认为是输入/输出接口。除了模糊控制形式外，专家控制、神经网络控制都是基于人工智能技术下的电气自动化控制形式。如专家控制基于专业理论技术，结合专业生产经验，对电气自动化进行的一种智能控制。主体构成由知识库与推理机制，通过对知识的组织排列，根据一定策略选择合适的规则进行推理，以实现对对象的控制。专家控制较为灵活，能够适应对象特性与环境的改变。基于专家控制形式，系统能够在偏差较大、非线性的环境下安全稳定地开展工作，鲁棒性强。

2.2 人工智能技术在电气故障诊断中的应用

电气自动化控制系统在工作过程中，可能由于人为疏忽、设备故障等因素导致控制系统出现故障。虽然传统控制方式也可以诊断出故障区域以及导致故障的原因，但需要耗费大量时间与人力、物力，且精确度较低。人工智能技术的应用则可以有效解决这一问题。将人工智能技术应用在电气故障诊断中能够利用计算机技术、智能控制系统对电气控制设备进行分析，第一时间发现电气设备异常情况并及时处理。例如，传统故障诊断方式下要发现变压器故障则需要收集变压器气体，再对气体进行检测方可获取变压器故障情况；但人工智能技术则可以利用网络神经技术对故障进行判断，精确分析出故障问题所在，且对数据进行分析后找到最佳的解决方案，有效提升了故障检测效率与质量。

2.3 人工智能技术在电气设备中的应用

人工智能技术应用在电气设备方面是提升电气自动化控制质量的基础。人工智能技术可以被用于电气设备设计。电气设备设计是一项较为繁杂的工作，设计过程中需要综合电磁场、电机等知识，且需要具备丰富的设计经验。传统电气设备设计均是基于丰富的设计经验与繁杂的实验过程，设计出最优方案难度较大、成本较高。应用人工智能技术则可以使用CAD技术来进行电气设备设计，减少电气设备设计周期。另外，人工智能技术还能够提升电气设备的工作效率，通过智能技术来提高电气设备工作的精确度。