人工智能在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用

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隨著當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的日新月異，我國電氣技術(shù)也在此大背景下飛速發(fā)展，帶領(lǐng)我國進(jìn)入電氣發(fā)展新時(shí)代。通過在電氣技術(shù)融入信息化和計(jì)算機(jī)技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化控制，加速了城市化發(fā)展進(jìn)程。在實(shí)際工作中，對人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械替代人工操作，可以在很大程度上促進(jìn)電氣自動(dòng)化這一擁有廣闊發(fā)展前景的生產(chǎn)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

1人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的優(yōu)勢

1.1無人化操控

傳統(tǒng)的設(shè)備自動(dòng)化控制器需要有人時(shí)刻控制，或者用監(jiān)控設(shè)備來時(shí)刻了解電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，說明控制器處于半自動(dòng)狀態(tài)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制逐漸成為控制設(shè)備的主流。首先利用計(jì)算機(jī)對及其進(jìn)行引導(dǎo)，接著根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)指令對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的加入，控制設(shè)備獲得了一定的便利，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算和儲(chǔ)備功能，但是仍存在一些局限性。比如計(jì)算機(jī)無法識(shí)別設(shè)備的危險(xiǎn)程度，所以這部分仍然需要工作人員監(jiān)控，還沒有完全擺脫半自動(dòng)的局面。人工智能技術(shù)也可以做到對電氣自動(dòng)化控制中的變量精確控制，從而使得設(shè)備可以正常運(yùn)行，維持了系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1.2相關(guān)參數(shù)便于調(diào)節(jié)

電氣自動(dòng)化設(shè)備通常操作復(fù)雜，參數(shù)調(diào)節(jié)需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，人工智能技術(shù)的引入使得參數(shù)調(diào)節(jié)更加方便，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。通過對編程語言和信息相應(yīng)進(jìn)行設(shè)定，方便快捷，提高了控制系統(tǒng)的性能。

2電氣自動(dòng)化與人工智能技術(shù)結(jié)合的具體領(lǐng)域

2.1人工智能技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)控制設(shè)備中

電氣自動(dòng)化技術(shù)擁有非常廣闊的應(yīng)用前景，但是傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作難度很高，單一控制方式難以滿足對其精準(zhǔn)度的要求，通常采用多種控制方式結(jié)合進(jìn)行控制。在應(yīng)用人工智能技術(shù)后，其運(yùn)算程序得到了簡化，并且使控制精度大大提高，并且在現(xiàn)場控制方面采用智能操作，可以達(dá)到完全控制。人工智能技術(shù)還可以降低由于人為因素導(dǎo)致的故障或者停電，因此可以使設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)運(yùn)行效率提高，進(jìn)一步減少成本，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的高效應(yīng)用，如圖1所示。

2.2人工智能技術(shù)在電氣控制過程中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)通常采用的主流控制方式包括以下幾種：（1）模糊控制。該方式核心理論即是模糊推理理論，系統(tǒng)采用交直流混合模式，才模糊理論的支持下進(jìn)行控制。應(yīng)用模糊理論后系統(tǒng)搭建模糊控制器并采用反饋控制，系統(tǒng)控制框圖如圖2所示。應(yīng)用該控制方法可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。模糊控制的優(yōu)點(diǎn)在于可以自我學(xué)習(xí)，并且可以很好的適應(yīng)環(huán)境變化，再與人工智能技術(shù)結(jié)合起來，可以在實(shí)現(xiàn)更好的控制效果，能夠在電氣控制過程中自適應(yīng)完善，減少擾動(dòng)的影響，應(yīng)用在復(fù)雜系統(tǒng)中有突出的優(yōu)勢。（2）專家控制。專家控制系統(tǒng)具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支撐，通過人工智能技術(shù)，為了解決復(fù)雜程度較高的專業(yè)問題，結(jié)合專家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行最優(yōu)解的處理，就像人類專家的決策方法。目前，電器自動(dòng)控制領(lǐng)域已經(jīng)開始逐步推廣專家控制方式，在對被控對象進(jìn)行解析的同時(shí)，在系統(tǒng)中通過程序運(yùn)算，求解出最佳控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)靈巧的在線控制，加快系統(tǒng)處理信息，提高設(shè)備工作穩(wěn)定性與系統(tǒng)自動(dòng)化的程度。（3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過模擬人腦在思考時(shí)的活動(dòng)，對其基本功能進(jìn)行特征化抽象，對網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行深層次研究，并根據(jù)單元格傳輸系統(tǒng)分析處理數(shù)據(jù)，以此作為自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)的同時(shí)通過數(shù)學(xué)物理方法進(jìn)行軟件模擬。所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式通過簡單的解決方法解決復(fù)雜問題，目前的關(guān)注度正在逐漸升高，在多個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。

2.3人工智能技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用

在電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行時(shí)，一些外部因素的干擾會(huì)使得設(shè)備不可避免地受到影響出現(xiàn)一些故障，而傳統(tǒng)的故障檢修方法比較復(fù)雜、繁瑣、昂貴，并且不能精準(zhǔn)量化數(shù)值，而人工智能技術(shù)在故障診斷領(lǐng)域不僅可以保護(hù)控制系統(tǒng)，同時(shí)也對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督管理，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。在利用人工智能技術(shù)進(jìn)行故障診斷時(shí)，應(yīng)用模糊理論來進(jìn)行控制，保證其精確度，并提高運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，免除后期的運(yùn)檢壓力。在對發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障分析時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別故障，迅速檢測出問題的設(shè)備是哪一臺(tái)，這樣可以及早確定故障點(diǎn)，并以獲得的設(shè)備參數(shù)為基礎(chǔ)快速識(shí)別故障類型，使設(shè)備的維修難度降低，同時(shí)降低故障帶來的損耗，并控制故障范圍減小或者不再繼續(xù)擴(kuò)大，有利于保障一線操作人員的人身安全，也能為其他同類問題提供參考經(jīng)驗(yàn)。人工智能技術(shù)在故障預(yù)防中可以做到全天系統(tǒng)在線檢測，在故障發(fā)生之前評估故障發(fā)生的可能性，最大程度減少故障的發(fā)生，可以為電氣自動(dòng)化控制設(shè)備提供全面的保障。傳統(tǒng)的故障檢測方法只能通過經(jīng)驗(yàn)對已經(jīng)發(fā)生的故障進(jìn)行診斷分析，而不能進(jìn)行預(yù)防，而人工智能技術(shù)則可以通過自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行程序的編寫，充分系統(tǒng)采集的信息，并對其進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。在將這些信息存儲(chǔ)完后，通過構(gòu)建墨跡數(shù)據(jù)樣本，就可將其作為可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)，在即將出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行提前預(yù)警，避免出現(xiàn)之前出現(xiàn)過的相同的事故，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4人工智能技術(shù)在操作控制與故障錄制中的應(yīng)用

以電焊機(jī)執(zhí)行電鍍操作為例，傳統(tǒng)使用電焊機(jī)的過程中，基本都是采用人工控制參數(shù)，認(rèn)為操作設(shè)備完成統(tǒng)一電鍍操作，因此，電鍍產(chǎn)品難以保證生產(chǎn)成果的一致性，因此采用單一控制參數(shù)控制電焊機(jī)工作精度，避免出現(xiàn)產(chǎn)品損耗等情況的發(fā)生。針對此情況應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以利用計(jì)算機(jī)的掃描和存儲(chǔ)功能記錄并模仿工作人員的操作動(dòng)作，并采用人工智能算法將所得參數(shù)上傳到控制中心，由控制中心對電鍍機(jī)發(fā)送控制指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化電鍍操作，并且在產(chǎn)品完成后會(huì)對產(chǎn)品進(jìn)行一輪掃描，提取其相關(guān)參數(shù)，基于預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行一致性分析，判斷成品是否滿足一致性要求，不滿足條件的產(chǎn)品還需要重新進(jìn)行二次加工。另一方面，電焊機(jī)自我檢修的過程中，通常需要檢修的設(shè)備數(shù)量眾多，人工檢修效率不高且會(huì)消耗大量的人力資源，在引入人工智能算法后，可以基于大數(shù)據(jù)算法安裝分布式機(jī)械臂。在對其進(jìn)行控制編程后，便可以替代人工檢修，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢修，并且可以通過掃描儀對分布式機(jī)械臂操作過程進(jìn)行全程錄制，為后續(xù)故障診斷與排除提供了參考樣本，大大提升了針對于重復(fù)性故障的檢修速度。

3總結(jié)

在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域里，人工智能技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)勢與應(yīng)用空間，通過對其進(jìn)行合理規(guī)范的應(yīng)用，可以對電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展起到積極的推薦作用，將人工智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的結(jié)合繼續(xù)改革和完善的情況下，可以進(jìn)一步提升電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用前景。

作者:郝睿 孟靜靜 單位:長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校