黎亞雄

摘 要：人工智能是由麥卡錫在1956年首次提出的關(guān)于“人工制造的系統(tǒng)”具有智能化的科學(xué)概念。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人工智能逐漸形成了一套以計算機(jī)作為核心，綜合了控制論、自動化、信息論、心理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、哲學(xué)以及數(shù)理邏輯等的一門綜合性的科學(xué)。人工智能帶動了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，解決了許多決生產(chǎn)和生活中的難題。近年來，人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在電氣設(shè)備故障的預(yù)測、診斷、電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計、控制以及系統(tǒng)保護(hù)等方面。本文就人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：人工智能；電氣工程；自動化；發(fā)展

從十八大以來，我國的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，我國的工業(yè)也面臨著轉(zhuǎn)型的要求。而發(fā)展高端電氣工程和自動化工程，對于我國工業(yè)的整體轉(zhuǎn)型具有顯著意義。本文就電氣工程及其自動化的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。文先概述一下電氣工程及其自動化的發(fā)展歷史和人工智能的發(fā)展史，結(jié)合時代特征提出智能化在電氣工程和自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用，針對電氣工程及其自動化的發(fā)展和建設(shè)中的問題提出合理化的建議。目前，人工智能運用到電氣工程自動化控制中開始受到人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)學(xué)科相比，人工智能作為一門新興學(xué)科已經(jīng)徹底擺脫了傳統(tǒng)技術(shù)和方法的束縛，具有廣泛衍生性和學(xué)科相融性。而且人工智能相比較傳統(tǒng)方法也確實存在更多的優(yōu)越性，解決了我們現(xiàn)實中的很多困難。無論是在國防、航空領(lǐng)域，我們身邊的交通及信號控制等領(lǐng)域，人工智能都得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。研究表明：人工智能能夠極大的提高生產(chǎn)效率，節(jié)省人力投資。因此，人工智能技術(shù)在電氣自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用研究仍將是我們下一階段的研究重點。旨在利用人工智能技術(shù)促進(jìn)今后我國的電氣工程及其自動化的建設(shè)，使我國的電氣工程及其自動化實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。

1電氣工程及其自動化的發(fā)展歷史概述及智能化技術(shù)發(fā)展概述

電氣工程（Electrical Engineering）是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域，隨著科技的不斷更新和發(fā)展，電氣工程及其自動化的技術(shù)平臺逐漸形成了獨立的系統(tǒng)。電氣工程技術(shù)經(jīng)歷了從電磁學(xué)理論的建立到新技術(shù)革命時期電氣工程技術(shù)學(xué)科的形成這樣一個形成與發(fā)展的過程。這種系統(tǒng)正逐漸邁向快捷，方便的方向發(fā)展。它為我國的工業(yè)發(fā)展節(jié)約了成本，提高了效率。而且，電氣工程還逐漸涉足商業(yè)領(lǐng)域，為商業(yè)間的交流與傳輸提供越來越多的滿足。我國作為工業(yè)為主導(dǎo)的社會，只有大力發(fā)展工業(yè)才能促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。所以，只有電氣工程及其自動化在社會發(fā)展的地位中占有一席之地，才能促進(jìn)電氣工程及其自動化的長足發(fā)展，立足世界。

1956年在美國的達(dá)特茅斯大學(xué)舉辦了一次研討會上，由麥卡錫首次提出人工智（Artificial Intelligence，AI）這一術(shù)語，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生。人工智能有時也稱作機(jī)器智能，是指由人工制造出來的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的智能。人工智能逐漸形成了一套以計算機(jī)作為核心，綜合了控制論、自動化、信息論、心理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、哲學(xué)以及數(shù)理邏輯等的一門綜合性的科學(xué)。人工智能的核心問題包括推理，知識，規(guī)劃，學(xué)習(xí)，交流，感知，移動和操作物體的能力等。強人工智能目前仍然是該領(lǐng)域的長遠(yuǎn)目標(biāo)。目前比較流行的方法包括統(tǒng)計方法，計算智能和傳統(tǒng)意義的AI。人工智能技術(shù)屬于計算機(jī)科學(xué)的一個分支。主要研究目的是進(jìn)行科學(xué)研究以及用于模擬、延伸、擴(kuò)展人的智能理論、方法、技術(shù)以及應(yīng)用系統(tǒng)以達(dá)到使機(jī)器能完成一些需要具有人類智能參與其中才能完成的工作。人工智能技術(shù)就本質(zhì)而言是對于模擬人腦的思維和處理事務(wù)的方式，但有別于人腦

2智能化技術(shù)在電氣化工程及自動化的應(yīng)用優(yōu)勢

人工智能的研究是高度技術(shù)性和專業(yè)的，各分支領(lǐng)域都是深入且各不相通的。因此人工智能控制不同分支通常需要有針對性的研究方法。但其中采用神經(jīng)、模糊、模糊神經(jīng)以及遺傳等算法的AI控制器都可看成為一類非線性函數(shù)近似器。既然有利于從總體上的直觀了解，并且有利于實現(xiàn)對控制策略的進(jìn)行統(tǒng)一開發(fā)。這些AI函數(shù)近似器大大優(yōu)于通常的函數(shù)估計器。表現(xiàn)有以下幾個方面。

①設(shè)計之前無需事先準(zhǔn)備控制對象的模型。由于無法確定參數(shù)的具體情況導(dǎo)致變化不確定性和非線性時的信息等不確定的。通過使用人工智能控制器可以很好的解決動態(tài)方程很難精確掌握實際控制對象現(xiàn)象。

②人工智能控制器可以根據(jù)實際響應(yīng)時間、下降時間、魯棒性能等變化適當(dāng)調(diào)整以提高自身性能。

③人工智能控制器比傳統(tǒng)的控制器調(diào)節(jié)更容易，在沒有進(jìn)過相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)時，也能根據(jù)實際的數(shù)據(jù)、信息和語言等便捷的進(jìn)行設(shè)計操作。

④人工智能控制器通常情況下表現(xiàn)出相當(dāng)好的一致性，即使驅(qū)動器的特性有差異，當(dāng)輸入一些新的未知數(shù)據(jù)它們也能很好的估計。

3人工智能的實際應(yīng)用

近年來人工智能技術(shù)快速的發(fā)展，高等院校及科研機(jī)構(gòu)研究人員開始展開將人工智能應(yīng)用到電氣工程自動化控制中的研究工作。在電氣方面的研究工作主要有電氣設(shè)備故障的預(yù)測、診斷、電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計、控制以及系統(tǒng)保護(hù)等方面。在此以電氣產(chǎn)品的設(shè)計為例說明人工智能化技術(shù)在電氣化工程和自動化工程上的實際應(yīng)用。

對電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計是一項非常復(fù)雜的工作，不僅要有電路、電磁場、電機(jī)電器等方面的基礎(chǔ)知識，并能靈活應(yīng)用，而且還要有豐富的過去運用設(shè)計的經(jīng)驗。以往的產(chǎn)品設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗在實驗室通過人工手動制作的方式進(jìn)行，所以要想獲得最優(yōu)方案是很難的。計算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，電氣產(chǎn)品的設(shè)計中的手工設(shè)計方式逐漸被計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）所替代，產(chǎn)品開發(fā)周期得到極大縮短。通過在CAD技術(shù)里引人人工智能，幫助設(shè)計人員提升所設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計的效率。

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（作者單位：成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動化工程學(xué)院）