人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用——論文

1、人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用論文人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用摘要 :隨著社會(huì)不斷的進(jìn)步與人類生活水平不斷的提高 ,信息自動(dòng)化技術(shù)日益發(fā)達(dá) , 人類經(jīng)濟(jì)生活更加智能化的要求越來(lái)越高 ,現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)貫穿在技術(shù)生產(chǎn)的各個(gè)方面 ,電氣自動(dòng)化如同人腦的程序 ,主要通過(guò)編程模仿人腦實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ,技術(shù)不斷的改進(jìn)促使電氣自動(dòng)化優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中逐漸引進(jìn)了人工智能技術(shù) ,電氣自動(dòng)化的革新需要人工智能技術(shù)推動(dòng) ,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的方法解決自動(dòng)化系統(tǒng)中復(fù)雜的問(wèn)題 ,幫助人們省去一些時(shí)間去做其她的有益事情。關(guān)鍵詞 :人工智能 電氣工程 自動(dòng)化一、人工智能應(yīng)用理論分析人工智能 (Artificial Intellig

2、ence),英文縮寫(xiě)為 AI。它就是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸與擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。 人工智能就是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支 ,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì) ,并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器 ,該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理與專家系統(tǒng)等。 人工智能就是研究、 開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸與擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能就是研究使計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程與智能行為 (如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等 )的學(xué)科 ,主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計(jì)算機(jī) ,使計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)更高層次的

3、應(yīng)用。人工智能就是包括十分廣泛的科學(xué) ,它由不同的領(lǐng)域組成 ,它就是哲學(xué) ,認(rèn)知科學(xué) ,數(shù)學(xué) ,神經(jīng)生理學(xué) ,心理學(xué) ,計(jì)算機(jī)科學(xué) ,信息論 ,控制論 ,不定性論 ,仿生學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性學(xué)科。二、人工智能控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)大致有下面幾步:第一步 ,數(shù)據(jù)信息的采集與處理:首先采集設(shè)備端的開(kāi)關(guān)量與模擬量等數(shù)據(jù),然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者按照某種格式進(jìn)行存儲(chǔ)。第二步 ,界面展現(xiàn) :對(duì)設(shè)備與系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示 ,同時(shí)顯示電壓、電流、隔離開(kāi)關(guān)、模擬量開(kāi)關(guān)狀態(tài)與一些掛牌檢修的功能。第三步 ,系統(tǒng)監(jiān)控與事件報(bào)警 :對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備模擬量的大小、開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)地智能監(jiān)控。 一旦

4、有事故發(fā)生就向操作人員進(jìn)行報(bào)價(jià)。包含越限、狀態(tài)變化等報(bào)警事件。同時(shí)可以對(duì)事件進(jìn)行順序記錄,對(duì)事故的處理方式進(jìn)行提示或者可以自動(dòng)處理某類報(bào)警事件。另外 ,報(bào)警的方式可以有多方式 ,比如語(yǔ)音、電話、聲光、圖像報(bào)警等功能。第四步 ,操作控制的實(shí)現(xiàn) :操作人員可以通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等終端對(duì)斷路器、電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)等進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制。某一個(gè)操作可以同時(shí)完成多種復(fù)雜功能,簡(jiǎn)化了操作人員的操作流程,同時(shí)也減少了人為的生產(chǎn)事故?？刂葡到y(tǒng)還可以對(duì)操作人員的控制權(quán)限進(jìn)行設(shè)置 ,不同級(jí)別的人員可以做不同的操作 ,這樣就可以達(dá)到各級(jí)人員按權(quán)限值班管理的目的。第五步 ,設(shè)備故障的錄波 :包含開(kāi)關(guān)量變位 ,模擬量故障錄波 ,順序

5、記錄 ,波形捕捉等。三、人工智能在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀電氣自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常復(fù)雜 ,傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)知識(shí)手工進(jìn)行 ,在對(duì)電氣設(shè)備的優(yōu)化的過(guò)程中常會(huì)涉及到電磁場(chǎng)、電機(jī)電氣等比較專業(yè)的知識(shí) ,在實(shí)際過(guò)程中需要反復(fù)的進(jìn)行探索 ,很難得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。而當(dāng)人工智能應(yīng)用到電氣自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)中 ,其 CAD技術(shù)減少了電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)難度 ,大大縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期 ,提高了設(shè)計(jì)的工作效率與產(chǎn)品的質(zhì)量 ,實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量都證明了這一點(diǎn)。 人工智能在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用上主要有以下幾個(gè)方面 :人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用論文1、在電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在電氣工程中 ,

6、電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)就是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程 ,不僅涉及到電氣自動(dòng)化專業(yè)的各個(gè)學(xué)科與內(nèi)容 ,還對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)有著較高要求 ,只有實(shí)現(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的有機(jī)融合 ,才能保證設(shè)計(jì)出來(lái)的電氣產(chǎn)品的科學(xué)性。人工智能的出現(xiàn)則為電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來(lái)了曙光 ,有效解決了很多依靠人腦也無(wú)法快速解決的繁瑣計(jì)算與模擬過(guò)程 ,大大提高了工作效率 ,縮短了設(shè)計(jì)周期 ,而設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品也越來(lái)越具有實(shí)用性與科學(xué)性。專家系統(tǒng)主要用于開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì) ,遺傳算法則用于優(yōu)化設(shè)計(jì) ,在設(shè)計(jì)過(guò)程中 ,設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)具備豐富的智能軟件應(yīng)用能力與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) , 以根據(jù)不同情況運(yùn)用不同算法設(shè)計(jì)出高質(zhì)量產(chǎn)品。2、在電氣設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用在電氣設(shè)備故障診斷

7、中 ,人工智能技術(shù)中的模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛 ,應(yīng)用范圍主要為變壓器、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等的故障診斷。以前我們常常面臨的問(wèn)題就是 ,當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題或故障的時(shí)候 ,總就是表現(xiàn)出比較復(fù)雜的癥狀 ,采用傳統(tǒng)處理手法難以對(duì)問(wèn)題做出準(zhǔn)確判斷與查找 ,人工智能技術(shù)則很好解決了上述問(wèn)題 ,比如發(fā)電機(jī)的設(shè)備故障具有非線性、不確定性與復(fù)雜性特征 ,傳統(tǒng)診斷方法準(zhǔn)確率非常低 ,而通過(guò)人工智能技術(shù)中模糊理論與專家系統(tǒng)的綜合應(yīng)用 ,能夠大大提升故障診斷的準(zhǔn)確率。圖 1: 人工智能的診斷方法3、在電氣產(chǎn)品智能控制中的應(yīng)用人工智能技術(shù)在自動(dòng)化的控制領(lǐng)域的研究已經(jīng)非常成熟 ,但就是電氣自動(dòng)化設(shè)備的控

8、制領(lǐng)域里人工智能技術(shù)的運(yùn)用目前還就是比較少。 這就是整個(gè)行業(yè)非常期待與研究的一個(gè)大方向。人工智能技術(shù)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用主要有下面三種:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)控制。我們以專家系統(tǒng)為例 ,它就是一個(gè)對(duì)專業(yè)知識(shí)要求非常高的程序系統(tǒng) ,其儲(chǔ)存著大量某個(gè)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的專家知識(shí) ,這些知識(shí)經(jīng)過(guò)預(yù)先學(xué)習(xí)總結(jié)與分析 ,然后按照一種特定的模式記錄 ,同時(shí)該系統(tǒng)還有模擬領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)實(shí)際問(wèn)題解決時(shí)所用的推理機(jī)制。 專家系統(tǒng)首先對(duì)錄入的數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)先總結(jié)的專家知識(shí)進(jìn)行推理 ,最后給出決策與判斷 ,所以在理論上 ,它解決問(wèn)題的能力在一定程度上可以達(dá)到該領(lǐng)域?qū)＜业乃健?專家系統(tǒng)的研究就是人工智能技術(shù)中非?；钴S的一個(gè)

9、領(lǐng)域 ,它可以涉及到社會(huì)中各個(gè)領(lǐng)域 ,只要需要領(lǐng)域?qū)＜夜ぷ鞯牡胤?,就可以對(duì)專家進(jìn)行模擬 ,對(duì)專家知識(shí)進(jìn)行總結(jié) ,開(kāi)發(fā)出專家系統(tǒng)提高工作效率。4、在電氣設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)用對(duì)于配電線路中的電力設(shè)備,要加強(qiáng)管理與維護(hù)工作,及時(shí)排除設(shè)備中存在的安人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用論文全隱患。對(duì)于故障較小的設(shè)備 ,可以采取維修與保養(yǎng)的方式進(jìn)行處理 ,而對(duì)于故障較大或者存在高風(fēng)險(xiǎn)性的設(shè)備 ,如果條件允許 ,要進(jìn)行更換 ,近似計(jì)算 ,所以在電力系統(tǒng)中 ,模糊邏輯主要被應(yīng)用于潮流計(jì)算、系統(tǒng)規(guī)劃與模糊控制中。此外 ,在電力系統(tǒng)運(yùn)行中 ,日常操作與管理工作也很重要 ,如果在日常操作中應(yīng)用人工智能技術(shù) , 采用家用電

10、腦就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作 ,有利于簡(jiǎn)化工作流程 ,優(yōu)化操作界面 ,而系統(tǒng)還能自動(dòng)進(jìn)行日志與報(bào)表的生成、保存 ,這就使得系統(tǒng)操作更加簡(jiǎn)便 ,更加具有可視性 ,大大提高了系統(tǒng)日常操作的效率 ,對(duì)于保證系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行有著積極作用。5、在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用專家系統(tǒng) (ES)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANNS)、啟發(fā)式探索、模糊理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用較為普遍。其中 ,ES就是一個(gè)非常復(fù)雜的程序系統(tǒng) ,集大量規(guī)則、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)于一身 ,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中特定領(lǐng)域的專家知識(shí)以及專業(yè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行判斷與分析 ,然后模擬專家決策過(guò)程 ,處理需要依靠專家來(lái)解決的問(wèn)題 ,當(dāng)然 ,在使用專家系統(tǒng)時(shí) ,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況更新系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)、

11、知識(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)中的數(shù)據(jù)與信息 ,以適應(yīng)電力系統(tǒng)應(yīng)用需要。 ANNS的學(xué)習(xí)方式非常靈活 ,存儲(chǔ)方式也就是完全分布式的 ,被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模信息的處理中 ;具有很強(qiáng)的識(shí)別能力與分類能力 ,在足夠的馴良樣本中 ,ANNS 能夠?qū)δＰ瓦M(jìn)行合理分類 ,并對(duì)輸入進(jìn)行合理選擇 ,以此來(lái)構(gòu)建不同季節(jié)的周、日預(yù)測(cè)模型 ,在電力系統(tǒng)短期負(fù)荷的預(yù)測(cè)中發(fā)揮著非常重要的作用 ;ANNS 與元件關(guān)聯(lián)分析的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)的故障診斷 ,并對(duì)故障進(jìn)行定位與識(shí)別。由于模糊邏輯具有非常強(qiáng)的計(jì)算能力 ,能夠快速、準(zhǔn)確地完成高難度的數(shù)學(xué)斜、變形甚至斷裂倒塌的現(xiàn)象。四、人工智能控制的優(yōu)勢(shì)1、受其她因素影響小傳統(tǒng)古典控制器在進(jìn)

12、行模型構(gòu)建時(shí)往往會(huì)受到眾多不確定因素的不利影響 , 比如模型設(shè)置參數(shù)的變化 ,計(jì)算中不同數(shù)值的類型等 ,而電氣自動(dòng)化中的人工智能設(shè)計(jì)卻不需要獲得精確的動(dòng)態(tài)模型 ,也不需要指定對(duì)參數(shù)等或環(huán)境的特殊要求 ,總體來(lái)瞧 ,受外界的影響較小。2、相關(guān)參數(shù)便于調(diào)節(jié)對(duì)人工智能的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整 ,可以有效提升智能函數(shù)的性能 ,與傳統(tǒng)的控制器比較而言 ,人工智能控制更便于調(diào)節(jié) ,并且簡(jiǎn)單易學(xué) ,適應(yīng)能力強(qiáng) ,就算專家不在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo) ,人工智能控制器也能夠參照合理的數(shù)據(jù) ,運(yùn)用語(yǔ)言與響應(yīng)的信息來(lái)進(jìn)行設(shè)定 ,同時(shí)設(shè)定的參數(shù)也可以簡(jiǎn)單根據(jù)情況進(jìn)行修改與擴(kuò)展 ,方便而快捷。3、具有優(yōu)良的一致性傳統(tǒng)的控制方法就是基于

13、特定的目標(biāo)與具體的設(shè)計(jì) ,所以針對(duì)特定對(duì)象 ,這種控制方法的控制效果非常好 ,但對(duì)其她對(duì)象的控制效果則就無(wú)法保證。與傳統(tǒng)的控制方法相比 ,電氣工程中的人工智能控制具有優(yōu)良的一致性 ,向系統(tǒng)內(nèi)輸入任何未知的數(shù)據(jù)也可以產(chǎn)生很高的估計(jì) ,有些影響因素甚至可以忽略 ,此外 ,智能化設(shè)定程序?qū)⑻嵘a(chǎn)品的規(guī)范性 ,確保產(chǎn)品性能的一致。4、操作過(guò)程中出現(xiàn)的誤差小由于人工智能技術(shù)在運(yùn)行過(guò)程基本不受外界的影響,加之其本身的抗干擾能力就很強(qiáng) ,所以系統(tǒng)之前所設(shè)定的參數(shù)在操作過(guò)程中一般不會(huì)發(fā)生變動(dòng) ,從理論上講這些參數(shù)會(huì)一直保持在一個(gè)值上而不會(huì)發(fā)生變化 ,所以實(shí)際值與理論值相差太多的現(xiàn)象就不會(huì)發(fā)生。5、有效節(jié)省人力

14、物力人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用論文在傳統(tǒng)的電氣操作中要涉及到很多的電氣設(shè)備 ,機(jī)器、線路、變壓器等 ,甚至就是一個(gè)車間布滿了各種性質(zhì)的電線或電纜等 ,雜亂無(wú)章 ,這每臺(tái)機(jī)器都有需要工作人員的瞧管與調(diào)制才能正常的發(fā)揮功能 ,這些線路也只有梳理才能各盡其能 ,就是一個(gè)很復(fù)雜的整體 ,所以這就需要大量的人力資源 ,而人工智能化技術(shù) ,機(jī)器的本身就具有數(shù)據(jù)分析能力不用外接很多線路利用其她設(shè)備來(lái)檢測(cè)其性能,并且在技術(shù)人員的控制下都就是自動(dòng)化運(yùn)行省去了很多繁瑣的工作 ,所以解放了人力資源。五、人工智能控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)人工智能系統(tǒng)在我國(guó)的電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用研究剛剛開(kāi)始 ,但就是已經(jīng)有了良好的發(fā)展前

15、景 ,目前電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中人工智能技術(shù)的控制方法充分利用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、專家與模糊集理論 ,目前混合智能即綜合多種智能技術(shù)成為人工智能技術(shù)的重要發(fā)展方向之一 ,分布綜合智能技術(shù)在處理故障時(shí)具有分類精度高與更好的模式識(shí)別能力 ,為故障的診斷開(kāi)拓出了新的領(lǐng)域。總之 ,隨著先進(jìn)的計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)推動(dòng)著自動(dòng)化生產(chǎn) ,人工智能在自動(dòng)化方面的發(fā)展不僅可以促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的全面進(jìn)步 ,更推動(dòng)了自動(dòng)化控制的發(fā)展進(jìn)步 ,因此電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的革新需要人工智能的大力支持 ,利用人工智能技術(shù)提高人類的機(jī)械意識(shí)能力 ,強(qiáng)化電氣自動(dòng)控制 ,更能對(duì)電力系統(tǒng)中存在的種種故障做到排除 ,促進(jìn)人工智能技術(shù)在不斷地向前發(fā)展 ,開(kāi)拓出新的方向 ,在電氣自動(dòng)化控制中 ,通過(guò)智能技術(shù)的全方面理論應(yīng)用使得人們的生活水平不斷提高。六、結(jié)語(yǔ)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用中的人工智能技術(shù)