人工智能视域下电气自动化技术的应用探究

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:netchina123
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  摘要:随着现代工业的迅猛发展,基于人工智能技术的电气自动化控制,已应用于实际的生产生活之中,并取得良好的应用效果。为了让电气自动化控制中人工智能技术发挥更大的作用,本文分析了人工智能技术在电气自动化控制中的应用现状,并在此基础之上,论述了人工智能技术在电气自动化控制中的具体应用,旨在强化对人工智能技术的认识,并为今后相关领域的研究提供一定的参考。
  关键词:人工智能、电气控制、自动化技术
  一、什么是人工智能
  人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。2017年12月,人工智能入选“2017年度中国媒体十大流行语”。
  二、针对电气自动化存在问题的研究
  (一)电气自动化的监视系统存在问题
  电气自动化监视系统经常出现的情况一般有下面几种,一般的电气自动化监视系统不可以很好的把企业里面所含的电气自动器件和微机机电保护设备所出现的问题进行及时观测,相关负责工人也不可以完成对这些检测数据的核对,这样他们就不可以对电气系统有比较全面的了解。大部分相关单位在检测电气自动化相关数据相关过程中所使用的是中央信号光字牌。然而因为电气自动化的发展节奏相对很快,目前的监视系统在监测设备运行的检测方面以及对所出现的突发情况的反应能力方面都跟不上相关部门的实际需求。
  (二)电气自动化的控制系统存在问题
  对于电气自动化控制系统来说,它所出现的情况主要有下面几个,首先是部分发电部门在升压站的设备上的隔离的问题,这种情况的弊端是假如开关的某个部分出现故障,那么全部的生产过程都有可能受到影响;其次是一些部門对故障或者损坏更换的处理,这样会使得停机工作时间变长,进而增加了生产的投入,同时操控也会变得更加复杂,工人就需要投入更多的劳动力。
  三、针对人工智能技术在电气自动化控制中应用的研究
  (一)人工智能技术在电气控制中的应用
  人工智能在电气自动化的运行方面的使用有以下几类,电气控制作为电气自动化的重要组成部分,有效的推进了电气自动化发展的进程,人工智能的使用可以减少电气工程的生产投入,加快生产进程。人工智能对于电气控制所起到的作用的部分有模糊控制、专家系统控制、神经网络控制三种。模糊控制的运作过程是借助交流传动和直流传动在控制电气运行的过程所产生的电气传动来影响电气工程的运行。当交流传动出现难以解决的问题时一般是把传统的控制器换成模糊控制器来帮助完成运行过程。当电气直流传动出现问题时,一般使用模糊逻辑控制当中的Mamdani或者是Sugeno来帮助完成运行过程。
  (1)何为Mamdani
  Mamdani模糊系统由模糊化处理算子,模糊推理机制和非模糊化处理算子三个部分组成,这三个部分都与系统论域的划分相关。这类模糊系统在形式上的主要特点还体现在其模糊规则的形式上,其定义可叙述如下[1] 。
  若模糊系统,的模糊化算子为rain函数,并且F的模糊规则R具有形式:其中如果当k=1,2,...p时, =0,则称F为第一类Miso-Mamdani模糊系统;如果对 不加限制,则称F为第二类Miso-Mamdani模糊系统。
  在 Mamdani 型模糊系统中,模糊规则的前件和后件均为模糊语言值,它实质上是在纯模糊逻辑系统的输入和输出部分分别添加模糊产生器和模糊消除器。该系统的输入与输出均为精确量,因而可以直接在实际工程中应用。由于其应用的广泛性,又称为模糊系统的标准模型。
  (2)何为Sugeno
  传统的模糊系统为Mamdani模糊模型,输出为模糊量。
  Sugeno模糊模型输出隶属函数为constant或linear,其函数形式为:
  它与Mamdani模型的区别在于:
  (1)输出变量为常量或线性函数;
  (2)输出为精确量。
  (二)人工智能技术在电气设备中的应用
  要想保证电气自动化能够合理的应用在工业生产过程中,首先要明确它都依据于哪些科学内容,其次在选择操作工人的时候也要设立一定的要求,最基础的要求是要保证他们在有关专业知识方面要有全面的掌握,其次他们要有足够的能力对相关业务进行处理,另外他们还要对工作有责任感和使命感,这样才能够使电气设备的工作得到一定的保障。把人工智能与电气工程结合需要使用计算机来编写特定的代码语言来控制运行过程,这种方式可以有效的减少劳动力的投入还可以保证运行过程的精确无误,在此基础上电气工程将会发展的更加迅速。
  (三)人工智能技术在日常操作中的应用
  过去电气工程在运行过程中都需要安照规定好的操作过程来进行,如果哪个步骤出现差错就可能会带来非常大的危害和损失,这就会使部门的生产受到阻碍,也会不利于人们生活的稳定,严重情况下还可能对社会的进步造成不利的影响。人工智能技术的发展和使用在一-定程度上使电气工程的运行得到了改善。如果我们对电气化方面的界面控制流程进行处理,并把一些有用的相关研究结果进行保存,就会使以后的电气化发展有据可依。   (四)人工智能技术在故障与事故诊断中的应用
  人工智能还可以及时的对电气过程中所出现的一些突发情况进行处理,因为当电气自动化应用到制造业当中的时候,由于制造步骤比较繁琐,因此它出现突发情况的可能性也会增大,假如我们发现的比较晚,那么将会给部门和公司带来非常严重的后果。又因为过去人们所使用的用于检测生产用具是否存在毛病的方式的操作流程非常复杂,而且检测结果很有可能还存在误差。假如变压器发生了意外,大部分操作人员会先取出变压器内的一些油,然后把这些油进行化学处理并收集处理过程中所产生的气体,再通过一些方式来检测气体的类型,最后把实验数据结合起来得出结论,最后再确定发生问题的部位。我们从操作步骤中可以发现,这种检测方法将会导致人力的大量投入并会花费大量时间,而且所确定的问题还可能存在偏差。人工智能作为一种比较先进的技术,他有效地把模糊理论,神经网络和专家系统结合起来,提高了故障检测工作的效率和精确率,避免了过去诊断过程中所出现的一些弊端。
  (五)人工智能技术在电气传动控制过程中的应用
  人工智能对电气传动操作过程也发挥着重要的作用。人工智能技术对电气传动运行过程影响一般体现在直流传动和交流传动的运行过程中。直流传动指的是人工神经网络和模糊逻辑调控,交流传动指的是神经网络和模糊逻辑。对于人工神经网络来说,它里面包含一致性且非线性的函数估测装置,它在电气传动控制工程中不用依据控制系统所提供的模型,它对嗓音变化不能够快速做出反应。而对于人工神经网络来说无疑它内部的并行结构可以对所有传感器输入的信息做出相应的反应,它比较常見的应用有诊断系统和监控系统。
  (六)人工智能技术在电气设备设计中的应用
  人工智能还能够在电气工程的设计当中发挥作用。因为电气装置的构造原理需要把电路理论,设计理论,电气理论等多个理论进行有机结合,假如我们使用过去按照感觉来对电气装置进行设计的方法来完成电气设备的构造工作,那么最终结果将达不到我们预期所想要的效果。但是假如我们在设计过程中加入人工智能技术,把生产制造的每个步骤都做适当调整这样生产单位当中的人员也能够按照岗位实际需求进行合理的分配,物资也能够得到更充分的使用,同时也能够通过降低生产损耗的方式减少生产投入,另外用于新产品的研发时间也能够被显著缩短,同时所生产加工出来的产品的品质也有了更好的保障。
  参考文献:
  【1】王帮元.电气自动化控制中人工智能技术应用探究。2015.000(9):50-52
  【2】杨佳澎、柳卓明、王浩、姜雨亭.电气自动化控制中人工智能技术应用探究。2017.000(10):28
  【3】郭云.人工智能技术在电气自动化控制中的应用探究。2019.(000)021
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