淺析智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用_1

1、    淺析智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用    王朝香+李月輝摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，智能化技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，尤其是在電氣工程自動(dòng)化控制當(dāng)中，智能化技術(shù)所發(fā)揮的效應(yīng)更大，其不僅能夠?qū)﹄姎獾脑O(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)診斷所出現(xiàn)的故障，而且還可以達(dá)到自動(dòng)化控制的目的。基于此，本文就從人工智能應(yīng)用理論出發(fā)，著眼于智能化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其在電氣工程自動(dòng)化控制當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析與探討。關(guān)鍵詞智能化技術(shù)；電氣工程；自動(dòng)化控制；具體應(yīng)用所謂“人工智能”就是對(duì)人的智能進(jìn)行模擬、擴(kuò)展和延伸，其能夠讓機(jī)器系統(tǒng)更加智能化，自主完成

2、人類(lèi)工作。作為人類(lèi)生產(chǎn)當(dāng)中的重要活動(dòng)，電氣工程當(dāng)中的每一個(gè)功能，包括處理信息功能、系統(tǒng)運(yùn)行功能、計(jì)算機(jī)應(yīng)用功能和自動(dòng)化控制功能等均涉及到了智能化技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)加快了電氣工程自動(dòng)化控制發(fā)展的速度，使人力資源得到有效節(jié)省，人們的生活安全得到了保障，工作效率大大提高。一、人工智能應(yīng)用理論人工智能理論首次提出的時(shí)間是在上世紀(jì)五十年代，至今發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，其包括了許多綜合性科學(xué)，主要有心理、哲學(xué)、控制理論、數(shù)理邏輯和信息理論等。人工智能理論主要是對(duì)如何模擬以及延伸人的智能進(jìn)行研究。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支，人工智能技術(shù)闡述了智能的本質(zhì)，并生產(chǎn)了相似于人類(lèi)智能的機(jī)器。在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的形勢(shì)下，計(jì)算機(jī)技術(shù)已

3、經(jīng)滲透到了人們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€(gè)角落，其中計(jì)算機(jī)編程技術(shù)加快了自動(dòng)化運(yùn)輸?shù)乃俣?。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程能夠模仿人類(lèi)大腦，例如收集信息、分析信息、處理信息、交換信息和回饋信息等，基于此計(jì)算機(jī)通過(guò)模仿人類(lèi)大腦加快了電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的腳步。目前，電氣自動(dòng)化控制已經(jīng)融入到了人們的日常生活當(dāng)中，通過(guò)自動(dòng)化控制，電氣工程能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，不僅節(jié)約了人力資源，而且還提高了工作的總體效率。二、智能化控制優(yōu)勢(shì)人工智能的控制方式會(huì)隨著其種類(lèi)的不同而不同。為了能夠?qū)Ψ诸?lèi)總體進(jìn)行更好地理解，以有利于對(duì)策略系統(tǒng)開(kāi)發(fā)進(jìn)行控制，可把遺傳算法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等當(dāng)做非線(xiàn)性函數(shù)近似器，而以往傳統(tǒng)的函數(shù)沒(méi)有這個(gè)優(yōu)勢(shì)，也難以精確掌握控制動(dòng)態(tài)方程，

4、一些參數(shù)變化和非線(xiàn)性等不確定因素多影響到控制設(shè)計(jì)。智能化控制器對(duì)控制對(duì)象模型進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)依照魯棒性能以及下降、響應(yīng)時(shí)間的不同來(lái)適當(dāng)調(diào)整自身以使控制對(duì)象模型的性能得到提高，模糊邏輯控制要比pid控制器快4倍之多，這是傳統(tǒng)的控制所沒(méi)有辦法比擬的，同時(shí)，相比pid控制器，模糊邏輯控制在上升時(shí)間因素上要高出2倍以上。相比普通控制器，智能化控制器在沒(méi)有專(zhuān)家指導(dǎo)的情況下也可以把設(shè)計(jì)完成（應(yīng)用響應(yīng)數(shù)據(jù)），而且智能化控制器調(diào)節(jié)起來(lái)更容易。智能化控制器的一致性非常強(qiáng)，其能夠有效控制輸入的未知數(shù)據(jù)，并且有著很高的估計(jì)效率，可忽略掉驅(qū)動(dòng)器所造成的影響。另外，智能化控制器還可以把一般方式?jīng)]有辦法解決的問(wèn)題進(jìn)行解決，例如

5、，學(xué)習(xí)算法以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)在普通控制器當(dāng)中定型，要想對(duì)其進(jìn)行計(jì)算需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，同時(shí)也達(dá)不到理想的應(yīng)用效果，而通過(guò)智能化控制器就可以把以上難題進(jìn)行有效解決，使學(xué)習(xí)算法的速度得到了提高。智能化控制器在新數(shù)據(jù)信息上的適應(yīng)性良好，有著很強(qiáng)的抗干擾能力，也很容易擴(kuò)展修改，有著優(yōu)惠的價(jià)格，這種情況尤其在最小配置當(dāng)中體現(xiàn)的淋漓盡致。三、智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用1.模糊邏輯應(yīng)用事實(shí)上，有許多模糊控制器存在于電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，并且可以把pid控制器有效替代。模糊控制器通常在傳統(tǒng)系統(tǒng)（各類(lèi)數(shù)字動(dòng)態(tài)）當(dāng)中應(yīng)用。其中m型與s型是模糊邏輯控制應(yīng)用的兩種類(lèi)型，到目前為止，在調(diào)速控制當(dāng)中只有m型

6、控制器得到應(yīng)用。不過(guò)，有規(guī)則庫(kù)在這兩種控制器中存在，稱(chēng)為模糊規(guī)則集（if them）。ifx為g，并且y是h，w=f（x，y），其中g(shù)和h是模糊集為s型控制器的規(guī)則。m型控制器的構(gòu)成內(nèi)容主要有模糊化、反模糊化、知識(shí)庫(kù)以及推理機(jī)等，模糊化主要是以達(dá)到變量的量化、模糊化以及測(cè)量為目的，其隸屬函數(shù)的形式有很多；反模糊化的作用就是反模糊化以及量化，主要有最大化反模糊化技術(shù)和平均技術(shù)。2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一般用在診斷監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及交流電機(jī)（電氣工程）當(dāng)中，相比梯形控制法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向轉(zhuǎn)波算法在性能上要更好，它不僅使定位時(shí)間得到了有效縮短，而且還把非初始速度以及負(fù)載轉(zhuǎn)炬大范圍變化有效控制住。多層前

7、饋性是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，可通過(guò)反向?qū)W習(xí)算法進(jìn)行計(jì)算，里面有兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)可以通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)對(duì)控制轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行辨別，另外一個(gè)系統(tǒng)可通過(guò)電子動(dòng)態(tài)參數(shù)把控制定子的電流給辨別出來(lái)。目前，在處理信號(hào)以及識(shí)別模式上已經(jīng)廣泛應(yīng)用了智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)電氣傳動(dòng)控制領(lǐng)域也因?yàn)橹悄苌窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)有著函數(shù)估計(jì)器（非線(xiàn)性一致）而對(duì)其廣泛運(yùn)用，它的優(yōu)勢(shì)正如上文所說(shuō)，一致性強(qiáng)，不必使用數(shù)學(xué)模型（被控系統(tǒng)），有著很強(qiáng)的抗噪音能力。另外，平行結(jié)構(gòu)為智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要結(jié)構(gòu)，在條件監(jiān)控和診斷系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用能夠加強(qiáng)智能網(wǎng)絡(luò)決策的可靠性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常在誤差反向（學(xué)習(xí)技術(shù)）的傳播技術(shù)中應(yīng)用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中存在許多激勵(lì)函數(shù)以及隱藏結(jié)點(diǎn)時(shí)，

8、網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)只能夠?qū)ζ溥M(jìn)行映射，而對(duì)于進(jìn)行選擇的問(wèn)題，如激勵(lì)函數(shù)、最優(yōu)隱藏結(jié)點(diǎn)和層數(shù)等，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常都是運(yùn)用嘗試法進(jìn)行解決。最快下降法為反向傳播算法，在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中反饋誤差能夠?qū)?quán)重進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)反向傳播技術(shù)能夠把非線(xiàn)性函數(shù)近似值快速得到，深刻影響著網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)。3.cad和智能診斷技術(shù)應(yīng)用電氣設(shè)備設(shè)計(jì)工作較為復(fù)雜，需要囊括許多學(xué)科知識(shí)，這些知識(shí)包括電機(jī)知識(shí)、電磁場(chǎng)知識(shí)和電路知識(shí)，同時(shí)在設(shè)計(jì)電氣設(shè)備上也要求設(shè)計(jì)人員有一定經(jīng)驗(yàn)。以往通常運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)手工法來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，但所設(shè)計(jì)的方案缺乏優(yōu)化性。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)日趨提升的形勢(shì)下，電氣工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)始由以往的經(jīng)驗(yàn)手工方式向cad設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期得到有效縮短

9、，在加上智能化技術(shù)的引進(jìn)，cad設(shè)計(jì)更加優(yōu)化，極大的提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。同時(shí)，遺傳算法也是智能化技術(shù)在設(shè)計(jì)優(yōu)化上的重要體現(xiàn)，作為一種先進(jìn)的計(jì)算方法，遺傳算法有著很高的計(jì)算精度，通常運(yùn)用于電氣工程當(dāng)中，因此在實(shí)際的應(yīng)用中不能忽視此算法。另外，故障與其征兆之間的關(guān)系在電氣工程當(dāng)中是錯(cuò)綜復(fù)雜的，其特點(diǎn)是不確定性以及非線(xiàn)性性，而實(shí)施智能化技術(shù)正好把它的優(yōu)勢(shì)給充分發(fā)揮出來(lái)。在診斷電氣設(shè)備故障上，主要運(yùn)用專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及邏輯模糊等技術(shù)，智能化診斷技術(shù)在變壓器故障診斷、發(fā)電機(jī)故障診斷以及電動(dòng)機(jī)故障診斷當(dāng)中均廣泛應(yīng)用進(jìn)來(lái)。4.plc技術(shù)應(yīng)用目前，電力生產(chǎn)要求在科學(xué)技術(shù)不斷提升的形式下變得越來(lái)越高，在大型電

10、力企業(yè)當(dāng)中，plc技術(shù)已經(jīng)替代了繼電控制器。通過(guò)plc系統(tǒng)能夠有效控制系統(tǒng)某工藝流程，并能夠?qū)ζ髽I(yè)的整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào)。一般來(lái)說(shuō)，輔助系統(tǒng)、儲(chǔ)煤、配煤以及上煤等構(gòu)成了電力企業(yè)的輸煤系統(tǒng)，而輸煤控制系統(tǒng)則是由現(xiàn)場(chǎng)傳感器、遠(yuǎn)程i/o站以及主站層組成，其中，plc和人機(jī)接口組成了主站層，主站層主要在集控室當(dāng)中設(shè)立，而集控室當(dāng)中的主要控制系統(tǒng)均為自動(dòng)控制，輔以手動(dòng)控制，并可以通過(guò)顯示屏來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視與控制，這就使電力企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了提高。把plc技術(shù)應(yīng)用于供電系統(tǒng)當(dāng)中，達(dá)到了自動(dòng)切換的目的，繼電器取代了實(shí)物元件，使電力企業(yè)的供電系統(tǒng)安全性得到了大幅度提高。四、結(jié)語(yǔ)作為人類(lèi)日常生活和生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的組成部分，電氣工程生產(chǎn)自