人工智能技术在电器自动化控制中的应用

叶 宁

闽江师范高等专科学校，福建 福州 350001

0 引言

人工智能技术在智能家电系统及智能化生产管理设备中的成熟应用，可以提升电器系统的工业生产及智能化制造管理水平。随着人工智能技术研究成果的大量涌现，其技术成果在中国智能电器技术与生产自动化等相关电器行业得到广泛开发与应用，对于进一步推动中国现代化智能家电产业的发展起到积极的作用，并产生重大影响[1]。利用人工智能技术设计家电智能化控制系统，不仅能合理地提高家电的智能化能力，提升其在复杂使用过程中的使用效率，而且相关研究成果也能为中国智能自动化及家电工业智能化领域制定科学技术发展规划和国家经济中长期规划提供更加科学合理、切实可行的创新技术研发方向和资金保障。今后，在我国家电的智能化、自动化控制的发展进程中，人工智能技术的应用是国家必须重视并不断探索的一个重大技术课题[2]。

1 人工智能技术概述

人工智能技术是计算机和仿生学结合的产物，通过高科技手段可以使计算机进行智能化的选择，并产生和人一样的思维和判断[3]。在人工智能技术的历史演进中，通过采用人工智能高度仿真地模仿人脑的思维过程得到各种先进应用技术。应用人工智能技术能够高度仿真地模拟人的日常意识活动，相关研究成果可以用于各行业，并取得了良好的应用效果[4]。

1.1 研究方向

人工智能技术是采用人工智能计算机的新型智能技术，技术内容其主要涉及计算机人工智能、现代人工智能计算机等重要的计算基础学科知识[5]。未来，计算机人工智能的主要研究方向主要集中在如何对与人类活动相关的大量知识信息进行有效收集、存储，以及如何在功能任务下实现自然语言的加工整理、分析及判断等智能数值模拟过程。

1.2 应用特征

与当今国内市场的其他智能技术相比，人工智能技术的应用具有显著的多学科特征[6]。在用于工业智能电器及其自动化控制时，人工智能技术的应用效果突出，利用人工智能技术为工业电器产品开发的机器人能够轻松地实现对多种人类行为的智能模拟，如技术性和复杂性较强的操作活动的智能模拟，达到较好的智能化人机综合控制效果[7]。

2 人工智能技术在电器自动化控制中的作用

2.1 进行智能化管理

人工智能技术在我国相关行业领域中得到成功应用。把人工智能技术用于电器领域中的电器及其自动化系统、智能控制系统等，可以充分发挥其智能化管理优势，减少实际使用过程中的操作及人员需求，提高生产现场工作的自动化程度及工作效率[8]。同时，人工智能技术可以为我国电器设备的自动化智能控制等的应用和开发提供稳定的技术支持，带来经济效益，有显著的应用及推广价值。

2.2 提供多样化的应用功能

应用人工智能技术，可以在我国电器自动化控制领域实现智能化控制系统的大规模集成及应用，满足各类用户的需求；可以为智能化电器产品及自动化系统提供多样化的应用功能；可以充分地模拟人脑的活动，在各类工业电器及其自动化控制场景中满足特定应用功能的需求。

2.3 提高效率

在电器自动化控制中应用人工智能技术，可以实现电器的自动化控制，有利于提高数据信息资料的采集和分析效率；同时，可以进一步提高自动化控制效率，实现工作量的实时自动化计算与模拟。应用人工智能技术能够减少在相关辅助设备的生产研发流程与工艺制造环节中投入的设备和人工成本，大幅提升产品的生产与工作效率。

2.4 提升经济效益

应用人工智能技术可以在远程智能电器生产线、自动化控制设备及控制监测装置中获得有效应用。利用人工智能技术，可以维护远程智能化电器生产线、自动化控制设备及控制监测装置运行中需要维护的大量的复杂工作系统，并快速转换各种运行工作系统的状况信息和大规模智能模拟与计算得到的数据，从而逐步实现企业的现代化，让企业成为优质、高效、节能的生产企业，提升系统设备运行管理及企业自动化技术管理的综合经济效益。

3 人工智能技术的关键技术

3.1 模糊控制技术

模糊控制技术是当代人工智能技术中一项十分重要的技术，是完全建立在模糊技术集合理论基础上的智能处理新技术。目前，模糊控制技术取得了良好实际的应用效果，尤其是在计算机技术日新月异的发展形势下，模糊控制技术对复杂电器设备的综合适应性越来越强，专家模糊控制人工智能技术开始出现，其能够通过自我感知学习，实现更好的智能化控制效果。

目前，模糊控制技术软件能在微型计算机硬件上直接编程操作，大大降低了计算机操作、编程的难度，提高了系统操作、编程的效率。例如，模糊控制技术可用于自适应调节（见图1），计算机在现场应用场景中能够更好地远程控制电器设备

图1 基于模糊控制技术的自适应调节示意图

3.2 专家控制技术

应用专家控制技术能够更好地进行智能化决策，并且能够显著提高智能化决策的逻辑科学性与方法合理性，能够快速实现类似于人脑决策的智能处理效果。专家控制技术能够在实际应用中自动进行深度学习，如果出现过类似的问题，可以自主解决。例如，专家控制技术可用于农业生产，实现智能化农业管理（见图 2）。

图2 智能农业专家系统整体功能架构图

3.3 神经网络控制技术

在人工智能技术中，神经网络控制技术是核心技术，其通过对大脑每个神经回路的仿真模拟，可以实现自动化和智能控制（见图3）。

图3 神经网络结构模型

神经网络控制技术的功能十分强大，能够提供提高计算机能力与机器自学能力等多种应用功能，并且在工程应用实践中能够及时对实际问题信息进行智能分析和识别，从而实现对智能电器设备状态的准确的远程智能控制。

4 人工智能技术在电器自动化控制中的具体应用

4.1 在电器产品设计中的应用

电器产品设计涉及电机控制技术、机械电路、电子技术等电子专业基础理论知识，在传统的工业电器产品开发设计环节，为了确保设计质量，需要增加相关设计人员的理论知识和经验储备，提升其综合技术能力。

合理应用人工智能技术，能够提高对资源的综合利用率，降低由人为因素导致的成本增加等问题的出现概率。应用人工智能技术，通过科学的技术规划、设计分析与实际操作，可以实现电器产品的设计优化，避免因设计人员能力不足或缺乏实际经验等导致的较大规模的研发资源浪费，以及研究成本巨大、投入浪费等重大问题。

4.2 在电器控制中的应用

分析近年的企业电器自动化智能控制系统设计与开发的经验可以发现，应用人工智能技术开发的电器自动化控制系统是提升电器设备工作效率的有效途径。自动化控制系统能够为各类电器的运行及使用的总体安全性、稳定性等提供安全保障，也能够提高各种电器产品及系统的总体生产效率和质量，从而促进电气控制的智能化发展。

4.3 在电器设备故障诊断中的应用

电器设备产品在实际的生产、运行或维修过程中可能发生各种小故障。一般情况下，电器设备产品会在小故障发生的前几天出现一些故障征兆。因此，在管理养护的过程中，要注意定期监测全系统和各个设备的细节状况，保证在维护管理的过程中突发新的故障现象时能够进行科学合理的检测和控制，从而提高整个系统的故障动态监测及控制工作的效率，保证各电器设备能够合理高效地工作。

在传统工业电器设备检修诊断工作中合理科学地应用人工智能技术，能够准确、快速地对发生的故障位置展开定位，明确故障范围。这样一来，系统也能直接对设备的故障发生点展开快速、有效的故障诊断，从而大幅提高故障现场的检修效率，提高维修质量。

5 结束语

在各种电器自动化装置及其控制中，人工智能技术的应用一直都是反映当今科学技术发展的重要体现。在我国现代电器装备及其智能自动化控制系统中充分推广、应用人工智能技术，有助于提高工业电器系统的智能化和自动化水平，提升能效水平与自动化作业质量。

因此，要全面分析、了解电器自动化控制中人工智能技术的各种特征与各类关键应用功能。通过应用电器人工智能技术与集成平台系统，能够真正实现技术创新，降低制造业设备的人工成本，促进国内电器行业制造信息化进程的可持续与协调稳定发展。