供水设备机械电气自动化人工智能控制技术研究

（广东理工学院，广东肇庆市，526100）吴 琼

在各行各业的发展中，人工智能技术的应用十分广泛，实现了生产效率的提升，同时也创造了更高的经济收益。人工智能作为自然学科与社会学科的交叉，属于边缘学科，所涉及到学科内容比较复杂，包括控制论、不定性论、心理学、计算机科学以及认知科学等内容[1]。在供水设备机械电气自动化控制过程中，人工智能技术的应用，能够有效的降低人力资源成本，实现供水设备运行效率的提升，同时可以有效的降低供水设备的故障率，为供水企业的稳定健康发展提供保障。

1 人工智能技术相关概述

从上世纪中期开始，人工智能就已经受到了人们的广泛关注，在社会科学技术水平不断提升的情况下，自动化、数字化以及智能化水平不断提升。人工智能主要是借助计算机系统与各行业之间的融合，实现社会生产力的提升，人工智能前期主要是从智能化与数字化的角度出发，彼此之间存在着十分密切的联系[2]。在我们日常生产与生活中，人工智能作为其中的重要组成，在改善人们生活水平方面起着至关重要的作用，比如在生产活动中，自动化人工智能技术能够控制各种机器，实现自动化与计算机技术的结合，进而转变为人工智能。尤其是针对一些高危行业，工作人员如果长期处于有害环境，则会大大损害身体健康，这就需要借助人工智能的优势，实现生产质量精准度的提升，推动社会经济的稳定发展。

2 人工智能控制器算法

2.1 PID算法原理

PID算法作为控制领域中最为广泛的应用算法，具有很大的价值，如果要对供水设备的温度进行调节，只需要设置输入目标，就可以借助积分调节、比例调节以及微分调节等，控制水体温度，执行机构能够保障水温稳定在事先设定的阈值内，这一过程需要借助测量元件来实现。在PID算法的作用下，能够实现水温迅速升高，同时实现水温的固定[3]。

2.2 人工智能控制器中PID算法的应用

在实际应用PID算法的过程中，需要对其存在的散热问题进行分析，充分考虑不同材质自身的散热效率，部分材质的散热效率相对较高，但是部分材质则散热较低。此外，在加热到固定温度以后，比如30℃，水与加热管道的余温也会造成水温的继续上升，这就造成水温出现了一定的波动。为了保障水温符合生产需要，必须要设定一个误差比例，按照最开始设置的Kp来调整误差，保障水温稳定在所需的阈值内。

2.3 PID算法对非线性过程的控制

通常来说，一般人工神经网络算法在收敛性方面存在一定局限性，这就需要采用非线性函数近似器。对于非线性函数近似器来说，并不需要进行研究对象模型的确定，实现了工作效率与应用广泛性的提升[4]。在遇到一些特殊问题的时候，例如供水设备机械控制，则需要进行再次建模，开展函数估算，不仅使得效率降低，同时也会造成系统稳定性受损。这就需要在人工智能控制器设计的时候，应该在PID算法基础上开展改良工作，然后控制系统，从而消除PID算法所产生的误差。

3 供水设备机械电气自动化控制中人工智能控制器应用价值

针对不同类别的人工智能控制器来说，需要构建不同的研究手段，比如神经算法、模糊神经算法以及遗传算法等，在供水设备机械电气自动化控制当中，主要从非线性函数近似器的研究出发，开发与研究人工智能。相较于普通函数估计来说，人工智能非线性函数计时器的优势十分明显。首先，如果采用普通函数估计器，在开展研究当中容易受到不确定因素的影响，危及供水设备的稳定性，但是在非线性函数近似解的应用修改，则不需要构建研究对象模型，能够为个别对象的研究提供便利条件，实现电气自动化控制系统应用水平的提升。其次，研究者能够结合实际需求，合理的调整供水机械设备的性能，实现供水设备适应性的提升。最后，相较于普通函数估计与控制器来说，人工智能非线性函数近似器可以更为便利的进行数据调节，只需要获取到供水设备中的数据以后，就可以开展人工智能技术设计，简化设计过程。

4 供水设备机械电气自动化控制中人工智能技术的应用

4.1 电气控制领域应用

在当前的诸多领域当中，人工智能技术都有着广泛的应用，可以显著实现城市供水控制效率的改善，同时降低运行成本。在开展电气控制当中，主要从神经网络控制以及专家系统两方面出发，其中专家控制需要建立在专家系统基础之上，将其集成在控制技术中。此外，模拟人脑神经元的活动，能够做到网络神经通知，当前诸多技术与领域都积极的开展网络神经控制技术，为人工智能技术的发展奠定了坚实基础。

4.2 供水设备中的应用

在针对实际情况开展研究以后发现，城市供水系统中所涉及的影响因素众多，需要多学科的共同努力，对技术人员的能力与综合素养提出了更高要求。在现阶段城市供水管理人员中，需要具有较强的个人素养，提升自身的专业知识水平。在推动城市供水系统问题解决的过程中，人工智能控制的应用更为广泛，能够在替代人工操作以后，实现控制水平的提升，改善故障处理的效率与质量，降低系统控制成本。

4.3 故障处理中的应用

通常来说，在城市供水控制系统运行中，如果出现工作人员控制不当，没有严格按照操作规范运行的情况，则会使得城市供水控制系统产生事故，加大故障发生几率，使得企业产生经济损失。但是在传统故障诊断过程中，所采用的方法比较复杂、繁琐，无法对故障产生的原因进行准确诊断。比如在变压器故障在很短中，传统油溶气诊断技术的应用，不仅会产生大量的物力与人力耗费，同时在诊断结果方面也存在误差。这就需要充分发挥出人工智能控制技术的优势，在故障诊断中，应对各种类型的故障，实现安全事故发生几率的有效控制，促进城市供水系统控制质量与效率的提升。

5 结语

综上所述，在进入新世纪以来，人工智能与自动化成为了社会各界广泛关注的焦点，在各行各业中都得到了广泛应用，特别是针对供水设备来说，通过发挥出人工智能技术的优势，能够在实现工作效率提升的同时，为人们的生活提供更大的便利。在人工智能技术的应用下，工作人员的工作复杂性得到了有效控制，同时实现了工作质量的提升，能够满足当前社会的发展需求，实现供水企业的稳定运行，创造更大的经济效益。