人工智能技术在电气自动化控制中的应用

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年7期   作者:李涛 张林林
[导读] 进入二十一世纪以来,我国社会经济水平取得了巨大的进步和提升
        李涛 张林林
        山东九源建安有限公司山东聊城252000

        摘要:进入二十一世纪以来,我国社会经济水平取得了巨大的进步和提升,人工智能技术作为新型生产辅助技术已经在社会生产的各个领域得到了渗透,提高了社会生产水平。人工智能技术改进了生产方式,占据市场先机,确保自身的核心竞争力能够得到提升。
        关键词:人工智能;电气自动化控制;应用
        引言
        在19世纪英国著名物理学家、化学家法拉第,经过无数次的实验分析后,终于发现电磁感应定律,并在此基础上研发出电动机、发电机等多种电气设备,对于人类文明的发展做出了巨大贡献,这也标志着社会正式进入电气文明时代。随着科学技术的发展,电气技术不断的融合创新,一次次在现有的基础上进行优化完善,在融入信息化技术和计算机技术以后,实现了电气自动化控制,加速工业化的发展进程。在实际工作中,人工智能技术的应用,完全可以实现由机械设备代替人工操作,很大程度地促进我国电气自动化这一高危生产行业的健康发展。
        1人工智能技术的发展
        人工智能是基于人类智能化相关理论发展衍生出的技术方法,其依托计算机技术,对于人类思维展开全面分析并组织模拟活动,从而产生智能化行为。在人工智能领域,专家系统能够应用在多个学科中,需要具备心理学、语言学和逻辑学等知识,该技术的实现较为复杂,可以利用智能化设备展开相关工作。通过机器学习,模仿人脑思维并将人类行为进行编程,在管理过程中产生模仿行为。在人工智能在发展过程中,其能够结合计算机的发展不断优化,对于人类活动进行模仿,并通过编程将模仿行为变成现实,收集相关信息、展开分析工作、进行智能化判断。
        2人工智能技术在电气自动化控制中的应用
        2.1人工智能技术在电气控制中的应用
        在电气自动化控制中电气控制是最为核心的环节,人工智能技术的应用能够提升控制效率与精度,且能够应对庞大的信息数据以及复杂的工作流程。模糊控制是基于人工智能技术下的常用电气控制技术之一。模糊控制是基于模糊推理与模糊语言理论而形成的控制形式,结合计算机技术形成闭环结构的控制系统。其结构核心为基于人工智能技术的模糊控制设备,这也是模糊控制与其他控制方式差别之处。模糊控制系统结构分为模糊控制器、输入/输出接口、执行机构、控制对象以及测量设备。其中,控制对象的容纳范围十分广泛,不论是确定、模糊,单变量、多变量,定常、时变,线性、非线性均可以作为控制对象。无法精准建立数学模型的对象更加适合应用模糊控制技术;执行机构不仅可以使用直流电动机、步进电动机等,还可以使用气动调节阀、液压阀等;模糊控制器则是模糊控制技术的核心元件,是一种应用模糊知识标识与规则推理的控制设备;输入/输出接口在模糊控制系统中由于大多数控制对象的控制量与可观测状态为模拟量,模糊控制系统也需要使用A/D转换设备。在模糊控制系统中还需要配备适用于模糊逻辑处理的结构,该结构可被认为是输入/输出接口。除了模糊控制形式外,专家控制、神经网络控制都是基于人工智能技术下的电气自动化控制形式。如专家控制基于专业理论技术,结合专业生产经验,对电气自动化进行的一种智能控制。主体构成由知识库与推理机制,通过对知识的组织排列,根据一定策略选择合适的规则进行推理,以实现对对象的控制。专家控制较为灵活,能够适应对象特性与环境的改变。基于专家控制形式,系统能够在偏差较大、非线性的环境下安全稳定地开展工作,鲁棒性强。


        2.2人工智能实现生产安全监控
        在以往的电气自动化控制过程中,因为机械设备具有一定的寿命周期,为了避免一些不必要的问题故障发生,需要安排一些员工来对电气设备的运行全过程进行实时监管,虽然一定程度上解决了设备运行故障的问题,但是长此以往,会大大降低工作人员的劳动价值,经常会出现员工的有效工作时间少于4个小时的情况,无形中增加企业的运营负担。将多个区域的发电装置连接到同一个频段,保障各个区段能够相互通讯,在此基础上,构建统一的电子监控设备,如果系统检测到某一区段的发电机发生故障,其他区段的发电机则会主动承当故障发电机的电力供应。
        控制中心接收到故障信息,选派专业人员到达现场对发电机故障进行排查,等待问题解决之后,将电气设备恢复到正常水准,保持工作平衡。除此之外,利用人工智能技术来对作业现场进行安全监控,实现人力资源的最大化利用。建立同类子节点的思想,可以很好的解决电气自动化控制过程中所存在的安全问题,这也是现代人工智能技术在电气自动化控制中的实践应用。
        2.3故障诊断
        在实际的电气自动化控制过程中,许多主客观因素都会导致设备故障。例如:地震、海啸、台风、湿度、操作不当和对细节的忽视等将对电气自动化控制过程产生难以想象的影响。如果及时有效地处理这些故障,将不会造成进一步的伤害。但是,如果未能有效解决这些故障,则可能会带来更大的安全风险。人工智能技术的引入不仅使电气自动化控制的过程变得更加简单,而且使故障诊断更快。当前,在电气诊断过程中,专家系统,模糊理论和神经网络是三种常见的故障诊断方法。结合三种故障诊断方法,可以大大缩短检测时间,检测结果更加准确。
        2.4模糊控制
        所谓模糊控制,就是借助直流或者交流传动系统,保证整体系统的稳定运行,该技术属于人工智能领域重要技术之一。直流传动的系统组成包括Sugeno和Mamdani,其中,Sugeno主要具备预防作用,Mamdani是控制系统的运行速度,通过二者的配合应用,对于直流传动整个系统进行调整和控制。交流传动的系统组成,主要是借助控制器控制系统整体,保证系统运行模式科学合理,高效防御运行风险。与此同时,模糊控制器种类多样化,具体包括自调式、简单式、变结构、模糊PID等类型。在工业生产领域,模糊PID类型控制器应用广泛,其具有良好的耦合性和非线性,并且时滞性极强。但是,对于不同的控制对象,需要对PID的参数进行灵活调整,因此,在实际使用之前,应该先优化参数,确保控制过程响应及时。变结构类型控制器由不同模糊控制器组合而成,不同单元负责不同的控制内容,拥有的控制规则也各不相同,设定参数也存在差异,可保证在特定状态之下控制效果优良。利用该技术展开控制系统设计,应该先分级模糊语言,之后划分控制区域进行分档选取,确定控制算法以及控制性能,提高系统运行有效性。
        结语
        总之,随着我国经济体制改革的不断深入,信息化水平得到显著提高。在多个领域专业学者的研究探索下,人工智能技术获得了巨大突破。在工业工程领域,引入人工智能技术,将其与电气自动化有效融合,大大缩减了作业人员的工作压力,简化作业流程,提高生产的精度和效率。基于人工智能技术,能够给实现电气设备的自动化控制与管理,而且还可以对作业全过程进行实时监控,如果发生故障问题,可以及时采取相关措施,减少经济损失。但是现阶段,人工智能技术还没有和电气自动化实现完美融合,仍然需要各电气企业对自身的业务流程重新审视,大力开展人工智能地开展应用工作,节约生产成本,使得产品精度提高,从而实现经济效益的快速增长。
        参考文献
        [1]孟繁中.人工智能技术在电子工程自动化控制中的应用研究[J].数码世界,2020(10):18-19.
        [2]刘奇巍.人工智能技术在电气自动化控制中的运用[J].科技创新与应用,2020(30):161-162.
        [3] 侯国庆.人工智能技术在电气自动化控制中的运用探究[J].百科论坛电子杂志,2019(8):321-322.
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