人工神经网络在现代自动化中的运用分析

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  摘 要:新时代背景下,各类高新技术开始走进人们生活的方方面面,如计算机技术、人工智能技术、自动化技术等。这些高新技术的应用,转变了生活方式和工作方式,传统生产、生活方式逐渐被新兴科技手段所优化或替代。自动化技术的应用有效提高了生产效率,降低了作业难度和成本。而人工神经网络在自动化中的应用,则进一步促进了自动化技术效能发挥,为工业发展、产业改革优化提供了新途径,有效提升了整体工业活动运作效率,促进了经济高速发展。本文将针对人工神经网络在现代自动化中的运用展开研究和分析。
  关键词:人工神经网络;运用;自动化技术
  0 引言
  自动化、智能化生产已成为现代社会发展的主流趋势,这是新时代发展与经济进步的体现。社会想要持续进步,便要对生产力提出更高要求,要求人类的经济生活更加自动化。而自动化控制领域的革新发展,需要得到人工神经网络的支持。人工神经网络在自动化中的应用,能使自动化技术的优势得到更好发挥。实践证明,人工神经网络能优化自动化控制结构中的内模控制、监督控制、逆模控制、参考控制机制,实现预测控制与控制决策。
  1 自动化与人工神经网络的功能与特点
  自动化与人工神经网络都是新时代的产物,是数字技术、信息技术、智能技术、控制技术的完美融合,涉及计算机科学、生物、电子科学、数学等众多学科。人工神经网络与自动化技术的应用,使人类社会文明程度进入了一个新的高度。
  1.1 自动化
  自动化技术已广泛应用于办公、管理、电力工业、工业生产、气象观测、日常家具、交通运输、科学研究等众多领域,小到日常生活,大到工业生产都不同程度地应用了自动化技术有。自动化是指机器设备、系统在没有人或较少人直接参与状态下,按照人的要求,进行信息处理、操纵控制,实现预期目标的控制技术。例如,自动化指挥系统、自动化调度系统、自动化电力系统等,都以自动化技术为基础[1]。自动化技术应用在生产中,能把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动及恶劣、危险的工作环境中解放出来,在一些特殊工作条件下完全可实现无人工操作,能大大降低生产难度和劳动强度,有效提升生产效率。
  1.2 人工神经网络
  人工神经网络最早提出于20世纪80年代,是人工智能领域研究的核心内容。人工神经网络是从信息处理角度,对人脑神经元网络进行模拟,建立某种模型,按人脑处理记忆的方式,以不同连接方式组成的信息处理网络,属于一种运算模型。整个网络由大量节点相互连接构成。人工神经网络中每一个节点,代表一种特定输出函数,每两个节点间的连接,代表连接信号的加权值[2]。经过不断研究,当前人工神经网络研究已取得重大突破,被应用于预测评估、智能机器、自动控制、医学等领域,能有效解决很多当前计算机技术中无法解决的技术问题。人工神经网络具有学习能力、自适应能力,能处理各类变化信息,通过动态演算进行数据信息处理,对人脑神经系统信息处理过程进行不同程度的模拟。
  2 人工神经网络在现代自动化中的运用
  通过前文对自动化与人工神经网络的功能与特点的描述可以知道,这两种技术是使现代社会实现智能化、自动化的核心技术。但单一自动化技术的应用具有一定局限性,智能化程度仍不能达到相关要求。而将人工神经网络融入到自动化中,则能有效提升自动化系统智能化程度,使自动化技术优势得到最大化发挥。下面通过几点来分析人工神经网络在现代自动化中的运用。
  2.1 在自动化电力中的应用
  电能是现代社会的主要能源,人类已对电能产生极大的依赖性。但随着经济水平的不断提高,社会对电能需求量越来越大,传统供电方式已难以满足现代电力发展需要,自动化、智能化电力开始成为现代电力工业发展的主流趋势。自动化电力能降低供电成本,降低供电损耗,节约能源物力,但仅应用自动化技术难以实现电力自动化、智能化。当前配电网络拓扑结构复杂,节点众多,线路分布不均匀,各节点负荷性质有一定差异性,配电网络状态确定,故障定位,信号采集都有一定困难,且远距离传输中易产生信号畸变,影响供电质量与故障诊断。而将人工神经网络应用到自动化电力系统中,通过建立配网模型,便能准确对电力系统状态、配网故障进行检测和定位,提高系统运行质量,实现系统对警报进行处理,智能隔离故障点,使整个系统处于良性运作状态,保证系统稳定性与可靠性。
  2.2 在自动化信息处理中的应用
  自动化信息处理实现了高效化、无纸化、便捷化、自动化处理信息,转变了办公方式。但在传统自动化技术背景下,在信息处理过程中,对信息识别性能较差,很多时候不能判断信息源的完整性,易出现处理与计算上的错误,且决策规则有时相互矛盾,很多时候不能达成预期处理目标。而人工神经网络在自动化信息处理中的应用,提高了信息处理过程中系统智能化水平和信息识别能力,实现了一种模拟人脑思考的方式对信息进行处理,能对信息的完整性和形式进行判断,对信息进行描述、识别、分类、解释[3]。人工神经网络在自动化信息处理中的应用实现了自动诊断、问题求解,有效弥补了传统自动化信息处理的缺陷与不足,提高了整个系统信息处理水平和效率。
  3 结束语
  当前人类社会正在迈向一个新的阶段,智能化、自动化技术将逐渐取代传统工作、生产方式,实现自动化、智能化生产,促进产业升级,降低劳动强度,提高劳动效率。但传统自动化技术智能化程度不足,而人工神经网络在自动化中的应用,则弥补了传统自动化技术智能化程度不足的问题,将自动化与智能化有机融合在了一起。
  参考文献
  [1]刘超.基于粗糙集理论和量子神经网络的电网故障诊断方法研究[D].西南交通大学,2014.
  [2]曹桂均.编组站综合自动化系统控制技术及其扩展应用的研究[D].中国铁道科学研究院,2013.
  [3]高峰.人工神经网络技术在综放工作面自动化系统中的应用研究[D].山东科技大学,2014.
  (作者单位:中国石油大学(华东))
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