基于人工智能的电气自动化控制系统设计分析

摘 要：文章主要简单介绍了人工智能技术在电气自动化控制中的作用，阐述了电气自动化控制中人工智能的关键控制技术，探讨了基于人工智能的电气自动化控制系统设计及其注意事项，旨在充分发挥人工智能技术的作用，完善电气自动化控制系统，提升系统的智能化水平，提高工业生产效率，从而推动电气工程的长远发展，实现电气自动化控制效益最大化。

关键词：人工智能 电气自动化 控制系统 设计

21世纪是一个智能化时代，人工智能技术大力发展，其在各个领域中有着广泛应用。人工智能技术能够通过模拟人类思维的方式来实现系统的智能化控制，一定程度上解放了人力资源，提高了生产效率，能够取得较好的应用效果。在电气自动化控制系统中应用人工智能技术十分重要，这有利于积极应对电气工程中的复杂场景，加快处理各项数据，从多维度进行全方位管控，保障电气自动化控制系统运行的稳定性。

1 人工智能技术概述

人工智能技术融合了多门学科，具有综合性，计算机技术是其核心基础，能够模拟人的思维，在电气自动控制系统中应用时，可利用专家系统、机器人系统来智能化操作系统。人工智能技术的优势在于：一是系统操纵流程简便。人工智能技术融合于电气自动化控制系统中，是对系统的进一步优化和升级，改变了传统的系统操作模式，提高了系统运行效率，操作流程上更为简便；二是实现了系统的精准化控制。人工智能技术使得电气自动化控制系统具有较强的逻辑运算能录、环境感知能力，有利于根据系统的实际运行场景来进行参数调整，寻求最佳执行方案；三是人工智能技术背景下的电气自动化控制系统可智能识别各类终端设备，提高了数据处理能力，保证了系统操作的兼容性[1]。

人工智能控制的应用功能表现在：第一，具有监视、报警功能。可全面监测控制系统中的各项数据，全面了解电气设备的实际运行状态，设置了参数阈值，一旦超出设定便会触发警报，及时予以处理，降低事故发生概率；第二，具有操作控制功能。只需要简单的操作就能够完成各项程序，减少了人力资源。

2 人工智能技术在电气自动化控制系统中的作用

人工智能技术在电气自动化控制系统中应用，有着重要作用，主要体现在以下几个方面：一是有利于维护电气自动化控制系统运行的稳定性。电气自动化控制系统是否能够稳定运行，需要考虑系统控制方式的优劣性，不可违背系统控制的实际需求，以免发出错误指令，造成系统故障。在生产环境中传统的自动化控制系统与实际不相符，难以保证指令的正确性，这难以发挥电气自动化控制系统的功能。在这种情况下，应当引入人工智能技术，基于电气自动化系统的运行要求和特点来全面把控系统的运行情况，发现和解决其中的各项问题。人工智能技术的引入，使的学习系统更加完善，可通过分析故障来合理调整相关参数，同步分析多源数据，从而准确判断系统的运行状态，促进电气自动化控制系统设计水平的提升[2]。

二是人工智能技术在电气自动化控制系统中应用一定程度上节约了人力资源。这是因为传统的自动化控制系统运行方式较为单一，并无专人监测电气自动化控制系统的运行状态，更未在造成严重后果之前予以干预，这就加大了相关人员的操作、管理难度，人员容易停留在重复性的基础事务上。可人工智能技术的引入，则能够一定程度上释放人力资源，无需人员操作就能够自主判断、分析系统的实际运行状态，做好各项参数的调节工作，改善系统运行模式，减少故障的发生。人工智能技术的应用，可摆脱人员依赖性，优化了企业的资源配置。

三是电气系统运行模式越来越规范，人工智能技术的应用，有利于全面汇总电气自动化控制系统运行过程中的各项数据，发现相关问题，所发出的指令不可脱离系统运行的孤帆要求。基于人工智能的电气自动化控制系统运行具有较好的规范性，安设的传感器可全场采集各项数据并予以分析。人工智能技术的支持下，网络数据发送、风险评估、风险预警都取得了不错的成效，有利于促进电气自动化系统运行效率的提升[3]。

四是电气自动化控制系统中应用人工智能技术，有利于实现问题的即时反馈。电气自动化控制系统运行过程中，存在着多项危险因素，如设备损伤等问题。这些问题要予以即时反馈，科学识别电气自动化控制系统运行中的故障和风险，做好排查工作，尽量在满足电气自动化系统运行要求的前提下，缩短故障识别、处理时间。为进一步完善电气自动化控制系统，应当将静态分析和动态份额舾相结合，学习先进的大数据技术，以便于做好电气建模工作，从各维度把控电气系统各项数据的真实性、完整性，防止数据出现偏差。

3 电气自动化控制中人工智能的关键控制技术

3.1 专家控制技术

专家控制是人工智能控制方法之一，其是基于专家系统理论来融合相关控制系统，对系统进行有效的操作和控制，可实现二度模仿。专家控制可最大程度地应用专家资源，降低了人力资源、财力资源，获取更多效益。从电气自动化控制方面来看，应用人工智能专家控制技术，能进一步促进电气系统自动化水平的提升，使电气系统的控制和操作更加灵活，改善了电气自动化系统中的不足。利用专家控制技术优化电气自动化系统的时候，以真实场景为模型来分析关键参数，以保证专家控制技术下电气系统运行的稳定性[4]。

3.2 模糊控制技术

电气自动化控制系统设计中应用人工智能技术，可选择模糊控制技术。该功能的实现依赖于模糊语言变量，应做好收集、处理工作。需融入相关专家经验，创设特殊的功能应用环境。基于模糊控制，要先确定被控制对象，结合实际情况和特点，基于预期要求来创设模糊模型，再利用控制器来处理系统。自动化控制系统中模糊控制是重要一环，在不断地研究和发展过程中，提升了控制系统的运行水平，奠定了扎实的技术理论基础。

3.3 网络神经控制技术

基于网络神经控制的人工智能电气自动化控制系统的关键点在于人的脑神经元。网络神经控制技术是利用人的脑神经元来模拟人类的相关行为，以逼近理论为原理来进行系统处理。目前针对于网络神经控制技术的研究已经取得了一定的成效，控制技术愈发成熟[5]。

4 基于人工智能的电气自动化控制系统设计分析

4.1 系统设计

电气自动化控制系统的应用方向较多，可控制范围较为广泛，系统结构相对来说较为复杂，系统运行方面存在着多变性。其对电气自动化系统操作人员的专业能力有着极高的要求，操作人员的技能水平直接影响着系统的运行情况。为缓解操作人员的工作压力，促进电气自动化控制系统的运行效率，应当引入人工智能技术，这有利于优化设计电气自动化控制系统，选择适宜的控制模式。比如说，在MATLAB软件的支持下，可通过深度学习、信号处理等方式来全面了解电气自动化控制系统的运行情况，发现其中存在的问题并进一步优化。人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用，有利于维护不同模块，为系统运行的稳定性提供重要保障。可模拟系统运行方式，引导设计人员优化方案，从而达到预期的系统应用效果[6]。

4.2 故障预警设计

电气自动化控制系统在运行过程中存在着不确定性因素，系统状态与温度、电流等参数相关，一旦出现数据异常便可能引发严重故障，这需要做好系统故障诊断分析工作。基于此，可充分发挥人工智能技术的作用，通过全面了解相关设备的历史运行数据来明确设备运行特征，进一步掌握设备的实际运行状态。基于人工智能的电气自动化控制系统，应当有效整合不同信号和数据，设计智能故障诊断模块，科学分析该模块中的各项信息数据，以便于实时监测各项设备的实际运行情况。可通过数值对比的方式发现异常，一旦检测到设备数据出现偏差，则可通过自动调节方式来改变设备的运行方式，或是暂停设备运行，以免设备出现严重故障。另外，还可将智能分析模块设置在每一个设备中，用于判断设备是否存在故障。相关企业应当完善人工智能控制预警系统，充分发挥云技术作用，将设备相关信息直接传输至云端，由计算机进行科学诊断，以把控设备的运行状态。既要发挥人工智能技术的优势，又要配合故障控制系统的运行，为相关人员的故障判断、分析工作奠定扎实基础。与此同时，电气自动化控制系统在人工智能技术的支持下，还可实现自动化监测工作，可全面采集各项设备的运行数据，做好整理工作，有利于迅速发现故障，作出故障预警，干预设备运行[7]。

4.3 系统38a5652fd23e561a80d312e0b787b4d1状态监测设计

早期的电气自动化控制系统功能受到一定的限制，并不能有效监测电气系统的运行状态，无法准确判断出电气系统的实际情况，需要相关人员的实时监测，这给监测人员带来了一定的压力。由于监测人员个人精力有限，其在分析系统状态的时候存在一定的主观偏差，难以真实掌握系统的状态，大多数情况下都是在系统出现问题后才进行维护和处理，这就造成了设备资源浪费，产生了一定的经济损害，存在安全漏洞。而在人工智能技术的支持下，电气自动化控制系统具有良好的状态监测功能，不仅能全面掌控系统的运行情况，还可以预测系统之后的运行状态，转变了过去被动局面，能够有效规避电气工程超载、欠压等问题的发生。人工智能技术在电气自动化控制系统中应用，能够采取有效算法来科学计算各项数据，及时发现系统运行中的问题，规避安全风险[8]。

4.4 闭环逻辑控制设计

人工智能技术在电气自动化控制系统中应用，需要传感器等设备来采集相关数据，为全方位分析工作提供可靠的依据，以便于全面了解设备的实际工作情况，并据此来发出相应的指令。人工智能技术的应用，实现了电气自动化控制系统的闭环逻辑控制，可有效分析系统运行中的逻辑偏差并予以修正，科学评价指令发出后的系统运行情况。比如手实施卷积神经网络控制的时候，基于人工智能的电气自动化控制系统，可通过分析海量数据来获取特征数据，明确系统运行需求，发出针对性指令，做好状态监测工作，从而提高电气自动化控制系统运行效率。人工智能软件可卷积处理图像，生成相应曲线，制定适宜的控制方案，有利于实现闭环逻辑控制，避免劳动者将过多精力放在重复性事项上，实现了电气自动化控制系统的即时控制目标。

5 基于人工智能的电气自动化控制系统实现的注意事项

5.1 明确系统需求，优化设计系统架构

在设计和实现基于人工智能的电气自动化控制系统时，应当先明确系统需求，相关人员应当充分了解电气自动化控制系统的功能需求，对其性能和安全进行科学分析。可联合相关专家进行商讨，使系统的各项性能、功能满足相关要求，并且安全系数达到规定标准，为后续系统的设计和实现奠定基础。一方面，要优化调整电气自动化设备的各项参数，保证设备的正常运行；另一方面，要加快系统的反应速度，控制设备的时间应达到毫秒级，提高设备性能。为保证系统的稳定运行，还需要实施有效的系统安全防护措施，规避系统的非法访问。

除此之外，还应当优化设计系统架构，完善电气自动化控制系统整体架构，提高系统的智能化控制水平。相关人员应当根据系统需求来划分功能模块，设计子系统，并通过接口将其进行有效连接，形成协作关系，实现模块的扩展，做好模块维护工作，以提升电气自动化控制系统运行效率的提升。如设计数据采集模块的时候，应当充分发挥传感器的作用，用于采集设备运行过程中各参数的数据，为后续算法的实施提供数据支持；设计算法处理模块的时候，应采用机器学习算法来进行数据建模，基于模式识别技术来诊断故障，指导系统控制；设计控制执行模块的时候，则要把控好电机、控制开关的状态，做好设备交互工作，以优化智能控制系统。

5.2 构建系统硬件平台，开发系统软件

为实现基于人工智能的电气自动化控制系统，应当构建系统硬件平台，需保证系统功能性达标，合理选择适宜的硬件平台。相关人员应当做好硬件组件的评估工作，根据最终的评估结果来选择适宜的传感器、通信设备等，进一步完善系统的硬件配置，确保电气自动化控制系统的正常运行，优化系统功能。与此同时，还要做好系统软件开发工作，应当优化设计系统架构，明确系统功能需求，据此来科学编写软件代码，确保系统功能模块的有效应用。开发系统软件的时候，要选择适宜的软件开发工具，采用合适的额编程语言，做好模块功能调试工作，以免影响电气自动化智能控制系统的运行。软件的开发有利于提高系统的数据分析能力，实现精准控制。

5.3 系统集成和调试

基于人工智能的电气自动化控制系统实现离不开系统集成和调试工作的开展。系统集成中需要有效结合硬件平台、软件模块，确保各个子系统之间的协调运作。同时，相关人员应当科学评估系统的性能，做好功能测试工作，以确保系统功能符合设计要求。调试电气自动化控制系统的时候，还需要及时发现其中存在的故障，并进行有效优化，维护系统智能控制功能的应用。

6 结语

总之，在电气自动化控制系统中融入人工智能技术十分有必要，其有利于提高电气自动化控制系统的运行效率，实现系统的精准控制，实现电气自动化控制系统的智能化发展，具有重要意义。

参考文献：

[1]吴清红.人工智能在电气自动化控制系统中的应用研究[J].造纸装备及材料，2024，53（04）：37-39.

[2]翟元元.基于人工智能技术的电气自动化智能控制系统设计与实现[J].办公自动化，2023，28（19）：7-9.

[3]虞叶鸣.浅析人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用[J].农业工程与装备，2023，50（01）：34-35+39.

[4]尚敏娟.基于人工智能技术的电气自动化控制系统设计研究[J].电子设计工程，2021，29（15）：171-174.

[5]孙玉芬，郭春光，刘冰.人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2021（11）：124-125.

[6]程玮.电气自动化控制系统中的人工智能技术[J].电子技术与软件工程，2021（03）：115-116.

[7]侯明义.基于人工智能技术的电气自动化控制系统[J].河南科技，2020，39（26）：11-13.

[8]赵忠杰.电气自动化控制系统中的人工智能技术[J].智能城市，2020，6（10）：15-16.