彭煥

摘 要：近年來，我國科學技術(shù)飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)的優(yōu)勢凸顯出來，而自動化技術(shù)在各個領(lǐng)域中廣泛運用，特別是電氣工程自動化更是由于操作簡單、針對性強等優(yōu)勢，在很多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。將人工智能運用到電氣自動化控制中，實現(xiàn)精準控制，推動電氣自動化工程健康發(fā)展。為此，本文在全面掌握人工智能概念的基礎(chǔ)上，對人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應用優(yōu)勢和要點進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：電氣自動化控制;人工智能技術(shù);應用優(yōu)勢

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.25.299

隨著經(jīng)濟的發(fā)展， 電氣自動化也面臨著新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的手工控制已經(jīng)難以適應當前的社會環(huán)境。人工智能技術(shù)的引入促進了電氣自動化控制的創(chuàng)新， 對電氣自動化控制具有里程碑意義。該技術(shù)的應用使人們擺脫了復雜的生產(chǎn)過程， 大大提高了工作效率。目前， 人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應用已成為電氣行業(yè)的一個重要轉(zhuǎn)折點。

1 人工智能的概述

2017年12月，人工智能入選“2017年度中國媒體十大流行語”。人工智能，縮寫AI，是指智械、機器智能，指由人制造出來的機器所表現(xiàn)出來的智能。通常人工智能是指通過普通計算機程序來呈現(xiàn)人類智能的技術(shù)。該詞也指出研究這樣的智能系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)，以及如何實現(xiàn)。安德里亞斯·卡普蘭（Andreas Kaplan）和邁克爾·海恩萊因（Michael Haenlein）將人工智能定義為“系統(tǒng)正確解釋外部數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中學習，并利用這些知識通過靈活適應實現(xiàn)特定目標和任務(wù)的能力”。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，因而涉及范圍極廣。

從1956年第一次提出人工智能的概念后，對于人工智能的研究就不斷跟進，逐漸形成一個較為完善的科學體系，涉及計算機、自動化、信息技術(shù)、仿生學、語言學、控制技術(shù)、邏輯、哲學、生物學等多個學科。將其運用到電氣自動化控制中，實現(xiàn)精準控制，提升電氣自動化控制質(zhì)量、效率。

2 人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應用優(yōu)勢

人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應用，具有十分明顯的優(yōu)勢。電氣設(shè)備主要特點在于系統(tǒng)性、復雜性，因而要求電氣設(shè)備相關(guān)人員，在知識理論、實踐經(jīng)驗方面都非常高。而應用人工智能技術(shù)之后，在很多方面都能夠代替人類工作，因而具有很高的應用優(yōu)勢。例如，人工智能可以代替人類完成數(shù)據(jù)采集處理工作，能夠隨時收集電氣設(shè)備各項參數(shù)指標，對相關(guān)數(shù)據(jù)及時處理保存，進而大幅提高了電氣自動化的實際控制效率。在系統(tǒng)運行當中，人工智能技術(shù)可以實現(xiàn)自動化的監(jiān)視和必要的報警，對電氣系統(tǒng)中各個設(shè)備模擬數(shù)據(jù)值實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。人工智能技術(shù)具有更好的操作控制功能，可以真正實現(xiàn)電氣設(shè)備的自動化控制。對于同期并網(wǎng)帶符合操作等，可以通過控制程序完成，減輕了工作人員的勞動強度，同時極大提高了控制效率，符合工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求。此外，人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)故障錄波，可以對故障錄波智能化捕捉，及時發(fā)現(xiàn)各類故障問題，保證了電氣設(shè)備的運行效率及運行安全。

3 人工智能技術(shù)在電氣自動化控制的應用要點

1）人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備中的應用。在電氣自動化系統(tǒng)中，往往涉及很多領(lǐng)域及學科，具有很高的復雜性。因而在電氣設(shè)備使用操作中，對于操作人員的專業(yè)知識、個人素質(zhì)等都有著很高的要求。而在復雜的電氣自動化系統(tǒng)當中，實際操作必須要保證很強的有效性，避免由于操作不當?shù)纫蛩匾鹨馔馇闆r，發(fā)生非正常停機甚至安全事故等。而在電氣設(shè)備中應用人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)對以上問題的有效解決。人工智能技術(shù)是以計算機理論為理論核心，利用預先編寫好的相關(guān)控制程序，在計算機控制下實現(xiàn)智能化自動控制。人工智能技術(shù)的應用，代替了人類的工作，并且避免了人工操作中的一些缺陷和問題，使實際生產(chǎn)效率大大提升，人員成本投入也能夠顯著降低。對人工智能技術(shù)加以應用，極大的提升了電氣自動化設(shè)備的實際運行科學性，也優(yōu)化了電氣設(shè)備的運行環(huán)境。

2）人工智能技術(shù)在電氣控制中的應用。傳統(tǒng)的電氣控制煩瑣，操作方式復雜多變，控制時間長，控制效率低，而且操作結(jié)果與操作人員的水平息息相關(guān)，具體操作過程中難免會出現(xiàn)誤操作等情況。利用人工智能技術(shù)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制及專家系統(tǒng)等，可實現(xiàn)對電氣設(shè)備的遠程控制，操作人員可通過相關(guān)軟件即使了解電氣設(shè)備的運行狀況，精確調(diào)節(jié)設(shè)備使用中的各類運行參數(shù)，大大提升了對電氣設(shè)備的控制效果，將工作人員從煩瑣的電氣操作中解放出來，例如利用模糊控制中的Mamdani模糊系統(tǒng)或者TS模糊模型（一種動態(tài)系統(tǒng)的模糊模型辨識方法），能夠高效處理交流傳動控制相關(guān)問題，實現(xiàn)對設(shè)備速度的精確控制，從而提升電氣設(shè)備的工作效率。

在具體操作過程中往往需要記錄相關(guān)參數(shù)，例如電氣設(shè)備的能耗、電量等，當前主要是人工記錄，不僅工作量大而且極易出錯，但是利用人工智能技術(shù)該項問題就可以迎刃而解。其通過編寫相關(guān)算法，設(shè)計相關(guān)記錄表格及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時采集與即時保存。

在電氣設(shè)備運行監(jiān)控方面，借助人工智能算法，對電氣設(shè)備模擬量、數(shù)字量、開關(guān)量等進行采集整理后進行智能分析，當設(shè)備的運行參數(shù)（例如速度、電流、輸出功率）等異常時，系統(tǒng)依托人工智能技術(shù)的分析結(jié)果可發(fā)出保護性指令，設(shè)備斷電或急停并實施報警，通過采取上述保護性或者應急性措施，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的保護。

3）人工智能技術(shù)在故障診斷中的應用。電氣設(shè)備運行過程中因操作不當、零部件老化等原因，難免會出現(xiàn)設(shè)備故障。出現(xiàn)設(shè)備故障后需要準確界定故障原因、故障部位，盡快確定故障修復措施。故障發(fā)生后高效準確地分析故障是重中之重，當前故障診斷類型有三類：一是基于故障樹模型的故障診斷;二是基于案例推理故障;三是基于規(guī)則推理故障。上述三種故障推理方式并非單一使用，多是組合使用。人們借助人工智能技術(shù)，通過開發(fā)人工智能算法，結(jié)合高速數(shù)據(jù)采集以及傳感技術(shù)，陸續(xù)設(shè)計出一些故障診斷系統(tǒng)，能夠?qū)收暇珳识ㄎ?，故障分析準確，最大程度降低維修成本與時間成本。故障診斷系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要包括機械故障案例庫、故障診斷規(guī)則庫、故障診斷數(shù)據(jù)庫、故障推理機、知識處理、故障診斷過程解釋機、學習系統(tǒng)和專家系統(tǒng)人機界面等部分。

案例庫主要是收集海量的故障案例與相關(guān)知識;規(guī)則庫則囊括了電氣工程及其自動化領(lǐng)域的行規(guī)等;知識處理環(huán)節(jié)主要是對所獲取的知識、案例等進行歸類整理，提取案例特征與相關(guān)參數(shù)，便于系統(tǒng)的推理及檢索要求。解釋器的功能是將故障原因、類型及修理措施等以客戶能接受的方式進行翻譯輸出;推理機是故障診斷系統(tǒng)的核心部件，分析用戶輸入的故障信息，結(jié)合診斷規(guī)則庫得出科學結(jié)論，然后在故障案例庫中尋找相似度最高的案例。在故障診斷中，故障特征提取是第一步，也是非常關(guān)鍵的一步。故障特征提取的準確性、完整性直接影響故障診斷的準確性，因此可將人工智能技術(shù)應用于信號的提取、分析等方面，通過比對敏感特征進行特征提取。

4 結(jié)束語

綜上所述，人工智能技術(shù)已經(jīng)成為當前電氣自動化發(fā)展過程中的重要技術(shù)類型，并取得了不可替代的重要作用。其在促使電氣運行自動化水平提升的同時，更是具有顯著的智能化特點。這也證明人工智能技術(shù)有著良好的控制優(yōu)勢，同時其在電氣自動化控制中的應用，也使得人工智能技術(shù)得到了更好的發(fā)展，這對于我國社會科技水平的提升具有重要意義。

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