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人工智能技术在电气自动化控制中的应用

时间:2023-01-18 21:35:02 来源:网友投稿

摘 要:伴随着计算机科学技术的发展,人工智能作为一门新兴的学科,在社会各个领域中起到举足轻重的作用,无论是在航空、国防,还是在电力等其他领域,它解决许多传统技术无法解决的问题和困难,给人们的生产和生活方式带来巨大的变革。尤其是在电气自动化控制中,在降低运营成本、提高运作效率的同时,还有效防止了安全事故的发生。随着人工智能技术的发展与改革,给自动化控制带来机遇的同时,也提出了新的挑战,如何应用人工智能技术解决传统技术方法无法解决的难题,促进电气自动化控制的发展是电气领域急需解决的问题之一。

关键词:人工智能技术;电子自动化控制;概况

社会的进步要求生产力更加发达,要求人类的经济生活更加智能化,以节省宝贵的时间去做其它有益的事情。电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自动化控制方面的优势在这个领域也确实能够得到极大的发挥,促进自动化控制的发展进步。自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械人类意识能力,强化控制自动化,因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为,电气自动化控制也需要人工智能的参与。在将来,智能技术在电气传动技术中占相当重要的地位,特别是自适应模糊神经元控制器在性能传动产品中将得到广泛应用。

1 人工智能技术概概况

“人工智能”是在1956年被提出的,其英文名称ArtificialIntelligence,简称AI。它是一门新兴的技术科学,是由计算机科学发展演化而来。应用领域非常广泛,如心理学、生物学、自动化等等,它通过计算机程序模拟人脑的机能完成一系列复杂的操作。在电气自动控制中通过人工智能技术来代替人工操作,通过人工智能技术的使用,依靠计算机推出类似人脑的判断系统、处理控制系统等以减少人为操作,提高生产和管理的效率。电气自动化控制过程中主要应用的智能技术有模糊控制、神经网络以及专家系统等。人工智能技术不仅能代替手工操作,还能智能化判断电气设备系统和控制系统故障,并可在故障发生前预警,防止故障的发生。人工智能技术具有很多与传统技术不一样的特点,但最为明显突出的特点就是它可代替人类手工劳动,将人类从复杂的脑力劳动中解决出来。它通过计算机程度有效地收集并识别相关信息,对采集的数据进行分析与处理,做出判断进而采取相应的操作。由于通过计算程序处理的结果精确度和效率高,所以在电气自动化控制的设备、控制过程、事故及故障判断等方面广泛使用,涉及的环节有生产、流通、交接和分配,在提高工作效率的同时,克服人工劳动中存在的困难、瓶颈,有效地降低人力成本,从根本上控制、减少企业经营成本。

使用人工智能技术不同方法研究出的控制器功能不同,智能控制器一般都采用非线性函数近似器,而这些人工智能函数近似器与传统的函数估计器相比较,具有明显的优势。 具体如下:

1、人工智能控制器在设计时可运用语言和响应信息,并且它对专家知识的依赖性比传统控制器弱。

2、适当地调整控制器参数(响应时间、下降时间等)可提高性能,操作过程比传统控制器简单、容易。如在模糊逻辑控制器中将其上升时间调整成比最优PID控制器的时间快1.5倍,则其下降时间则提高了3.5倍,并且过冲更小。

3、在电气自动化控制器设计时由于存在许多不确定因素,导致很难获得控制对象的精确动态方程,在传统的控制器设计控制对象模型十分必要,但在人工智能的控制器设计中则不需要控制对象的模型或者说对其的需求更弱。

4、传统的控制器是针对特定的对象控制设计的,所以控制的效果很好,但对于其他的控制对象而言效果并不好。而智能化的控制器与驱动器无关,其结果一致性强,针对不同的控制对象得到的结果基本一致。

5、人工智能技术能解决传统方法无法解决的问题,对于新数据或信息具有很好的适应能力,易于扩展和修改,抗干扰性强,最重要的是实现的成本低。

2 人工智能技术在电气工程中的应用

在电气工程自动化的很多环节中,人工智能技术都得到了良好的运用,在本文中,我们主要以人工智能在电气设备的控制、设计、故障诊断及日常的操作的影响这四个方面来具体谈一下人工智能在电气工程自动化中的应用表现。

1、日常管理中的应用

人工智能技术的应用对于电气工程建设自动化水平的提高有着重要的作用,同时对电气工程日常管理方面的工作也带来了很大的影响,使设备操作、电流调整的界面被简化,实现了日志以及报表的生成和存储的自动化。此外,人工智能技术在电气系统日常操作中的应用一方面可以对不同文件的规格和样式进行规范、使各种操作被简化,一方面还使这种操作更加的简单易行并具有可视性。

2、电气设备控制中的应用

在电气工程中,可以实现流通、分配、交换和生产增强的一个重要的环节就是电气的自动化控制,增强控制自动化水平,就可以使财力、人力方面的资金投入得到缩减,系统运行的质量和效率得到提高。人工智能具体应用于电气设备控制的方式主要是神经网络控制、模糊控制以及专家系统控制,其中,模糊控制因其本身的简单性以及联系实际的紧密型,在实际中得到了最多的应用。

3、电气设备故障诊断中的应用

在人工智能相关技术中,应用于电气设备特别是发电机和变压器的故障诊断方面最多的是神经网络、模糊理论和专家系统。比如说在对发动机和电动机的故障进行诊断时,运用了人工智能化的诊断方法,并与模糊理论和神经网络相结合,使相对比较强的神经网络和故障诊断知识模糊性一起进行了诊断,提高了诊断的准确性。不同于原先的以设备故障的非线性、复杂性和未知性作为依据的低效率的故障诊断方法,人工智能方法的采用使诊断的准确率得到了大大的提高。

4、电气设备设计中的应用

电气设备的设计需要应用到电气自动化专业中的电力电子技术、电机、变压器等很多方面的专业知识,是一个极端具有复杂性的过程,需要投入很多的物力、财力和人力。而在电气设备的设计过程中应用人工智能技术,就可以以很快的速度计算出人脑很难计算的非常繁琐的问题并实现过程的模拟,大大提高设计工作的效率和质量。同时,在电气设备的设计中,要对不同的算法在不同的实际情况中的具体使用予以注意,如优化设计通常使用遗传算法,开发性设计通常采用专家系统方法。此外,要保证设计工作的较高的效率和较好的质量,还需要相关工作人员在人工智能软件应用方面具备足够高的能力以及足够多的工作经驗。

3 结束语

总之,电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。随着现代控制理论的发展,控制器设计的常规技术正逐渐被广泛使用的人工智能软件技术所替代。

参考文献

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