摘 要:隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步,人們對于生產(chǎn)力的要求也在提高,只有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的智能化,才能適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的需要。在電氣自動化控制領(lǐng)域里,智能技術(shù)的應(yīng)用更是研究的熱點(diǎn)問題,它與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有著更多的優(yōu)勢。文分析了智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢,探討了它在電氣自動化控制中的相關(guān)應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:電氣自動化控制;智能技術(shù);應(yīng)用
作為一門新興的技術(shù)科學(xué),智能技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個分支,它借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在模擬人類智能的基礎(chǔ)上將其進(jìn)一步擴(kuò)展與延伸,以實(shí)現(xiàn)自動化的智能反應(yīng)。智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,包括了國防、醫(yī)療、航空和電力系統(tǒng)等。為了實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)的自動化,在電氣自動化控制系統(tǒng)中,智能技術(shù)得到大力推廣與廣泛應(yīng)用,不僅解決了很多傳統(tǒng)技術(shù)無法解決的問題,更有效提高了電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)作效率。
1 智能技術(shù)應(yīng)用在電氣自動化控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢
對于不同的智能控制技術(shù),需要用完全不同的方法來討論,但是有些智能控制器可以將其歸為一類,這樣既能夠較好的理解,也有利于統(tǒng)一開發(fā)這類智能控制器的控制策略。例如非線性函數(shù)近似器中就包括了模糊神經(jīng)、神經(jīng)、模糊和遺傳算法等。相比于常規(guī)的函數(shù)估計(jì)器來說,這些人工智能函數(shù)近似器有著更多的優(yōu)勢。
1.1 由于在很多場合的自動化控制器設(shè)計(jì)時,實(shí)際控制對象的模型存在著參數(shù)變化、非線性等很多不確定因素,因此實(shí)際控制對象的精確動態(tài)方程往往很難得到,而在設(shè)計(jì)這些智能函數(shù)近似器時一般不需要控制對象的模型。
1.2 根據(jù)上升時間、下降時間和魯棒性能等因素對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,能夠大大提高控制器的應(yīng)用性能。例如在上升時間上與最優(yōu)PID控制器相比,模糊邏輯控制器比它快1.5倍,而下降時間更短,比最優(yōu)PID控制器快了3.5倍,這一過程中的過沖也較其小了很多。
1.3 在進(jìn)行這類智能函數(shù)近似器的設(shè)計(jì)時,如果沒有必須的專家知識,可以通過智能響應(yīng)數(shù)據(jù)運(yùn)用響應(yīng)信息和計(jì)算機(jī)語言來設(shè)計(jì)。并且與傳統(tǒng)控制器相比較,它們在調(diào)節(jié)上更簡便易行且效果更好。
2 智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著社會和科技的發(fā)展進(jìn)步,人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也越來越為廣泛。對它在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用上,許多高等院校及科研機(jī)構(gòu)也開展了一系列的研究活動,如將智能技術(shù)應(yīng)用在電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,或者用于預(yù)測和診斷電氣系統(tǒng)的故障,還或者用于電氣系統(tǒng)的控制與保護(hù)等相關(guān)領(lǐng)域。
2.1 電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)電氣設(shè)備是一項(xiàng)極其復(fù)雜和繁瑣的工作,它是在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)的大量經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,運(yùn)用電路、電磁場、電機(jī)電器等相關(guān)專業(yè)知識來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。傳統(tǒng)電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段較為簡單,首先它的實(shí)驗(yàn)手段較為簡單,在此基礎(chǔ)上用手工的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì),因此獲得的方案就很難達(dá)到最優(yōu)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)達(dá),在電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)上,由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方式逐漸取代了手工設(shè)計(jì),人工智能技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用,縮短了電氣產(chǎn)品開發(fā)的周期,大大提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。
智能技術(shù)應(yīng)用在電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)中時,主要是運(yùn)用遺傳算法和專家系統(tǒng)來進(jìn)行。作為一種較為先進(jìn)的優(yōu)化算法,遺傳算法非常適合用于產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì),因此在進(jìn)行電氣產(chǎn)品的自動化設(shè)計(jì)時,也大多采用這種方法或者以這種方法為基礎(chǔ)衍生的改進(jìn)方法。除了遺傳算法,專家系統(tǒng)是產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中的另一個強(qiáng)有力的武器。但從目前專家系統(tǒng)的總體情況來看,還處于開發(fā)應(yīng)用的研究階段,還沒有做到完全應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。在電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上,河北工業(yè)大學(xué)就專家系統(tǒng)做了一些嘗試和實(shí)驗(yàn),他們將專家系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)結(jié)合起來,開發(fā)出了由最初設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這三個部分組成的電磁繼電器計(jì)算機(jī)輔助專家系統(tǒng)。這個專家系統(tǒng)在進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)時非常方便,在設(shè)計(jì)電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸、線圈匝數(shù)和觸頭材料等相關(guān)內(nèi)容時,只需要輸入繼電器的參數(shù),系統(tǒng)就能按照要求自行設(shè)計(jì),還可以將特性曲線和結(jié)構(gòu)圖一一描繪出來,從而實(shí)現(xiàn)電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的自動化控制。除了遺傳算法和專家系統(tǒng)外,在進(jìn)行電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)時,還可以使用模擬邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)等方法來進(jìn)行自動化的智能設(shè)計(jì)。
2.2 電氣系統(tǒng)的故障診斷
電氣系統(tǒng)中設(shè)備的故障有著不確定性和非線性的特點(diǎn),并且它與故障征兆之間有著錯綜復(fù)雜的關(guān)系,用傳統(tǒng)手段很難準(zhǔn)確及時的檢測和診斷,而智能技術(shù)的方法在這一方面有著其特有的優(yōu)勢。目前在電氣系統(tǒng)的設(shè)備故障診斷上,主要應(yīng)用模糊邏輯、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這幾種自動化智能技術(shù)。其中在電力系統(tǒng)中有著特殊地位的設(shè)備是變壓器,對于變壓器的關(guān)注也較其它設(shè)備更多,并且在文化學(xué)科中也發(fā)表了不少這方面的研究論文。目前在診斷變壓器的故障時,最常用的方法是分析變壓器油中分解出來的氣體,根據(jù)氣體的成分和特點(diǎn)來判斷分析變壓器的故障和其程度。除了對變壓器故障的診斷,在預(yù)測診斷發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的故障上智能技術(shù)也有著廣泛的應(yīng)用。
2.3 智能控制
目前在自動控制領(lǐng)域中,智能控制技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)廣泛開展起來,但就電氣自動化控制來說,關(guān)于智能技術(shù)控制方面的應(yīng)用報(bào)道所見不多。一般是用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和專家系統(tǒng)控制這三種方法來用于電氣系統(tǒng)的自動化控制的,而在這三種方法之中,以模糊控制最為簡單且最具有實(shí)際意義,因此較其它兩種方法來看,模糊控制的應(yīng)用較為常見。
3 結(jié)語
研究智能技術(shù)的目的無非是希望用智能機(jī)器來完成手工無法解決的或者是手工解決起來較為復(fù)雜的工作,而在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能技術(shù)也是為了電氣工程系統(tǒng)更好的運(yùn)行,它使電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了自動化與智能化,使得系統(tǒng)的精確性和運(yùn)行效率都得以大幅提升。
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