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1.1電氣工程自動化模型得到了簡化。
通常而言,在電氣工程自動化控制達到智能化目的之前往往需要建立相應(yīng)的模型,除此之外,在模型建立的時候還需要綜合考慮到很多會直接或者間接影響模型的參數(shù)。鑒于此,通過模型來實現(xiàn)自動化控制歸納的說就是通過相關(guān)的動態(tài)方程來控制和反饋數(shù)據(jù)的,但是通過這種方式是無法保證在數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠陂g不出現(xiàn)意外狀況來影響數(shù)據(jù)的傳輸以及反饋,這樣一來數(shù)據(jù)的及時性和準確性就無法得到保證了,使得理論結(jié)果與現(xiàn)實實踐之間出現(xiàn)偏差也就不足為奇了,這會導(dǎo)致電氣工程自動化控制的工作效率大大的降低。然而我們通過實踐得出,引入智能化技術(shù)能夠非常有效的跳過設(shè)計與建立模型這一環(huán)節(jié),可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動化,從根本上降低了出現(xiàn)上述情況的可能性和風險,在很大程度上避免了那些不可控制的客觀因素發(fā)生,提高了控制器的精確度和自動化的控制效率。
1.2確保電氣工程自動化控制的統(tǒng)一。
傳統(tǒng)的自動化控制器一般地說都是就某個模型對象來加以控制的,事實證明,這種方式對于單個的模型控制效果良好,但是無法統(tǒng)一而全面的控制電氣工程自動化控制系統(tǒng),這樣一來就極易造成不同的模型之間各不相同。然而智能化電氣工程的自動化控制就可以有效避免模型設(shè)計的這一環(huán)節(jié),因此無法控制模型的復(fù)雜性這一問題就不復(fù)存在了,這不管是對于指定的對象或者非指定對象都能夠保證控制上的一致性,從根本上確保了電氣工程自動化控制的統(tǒng)一,這樣一來不僅大大提高了自動化控制器的工作效率,工作質(zhì)量也得到了質(zhì)的提高。
1.3有效控制了電氣工程自動化系統(tǒng)。
前面已經(jīng)講到,智能化技術(shù)能夠控制和反饋對電氣工程中所有設(shè)備的數(shù)據(jù),與此同時還能夠有效根據(jù)響應(yīng)時間、下降時間和魯棒性變化等參數(shù)來對電氣工程自動化的控制程度實現(xiàn)自動調(diào)節(jié),這樣一來就可以節(jié)省了重新建立模型的時間,另外還可以在第一時間來處理因客觀因素以及預(yù)警自動化控制過程中所造成的錯誤。這樣及時的處理和高效的警惕大大降低了風險,節(jié)省了很多的人力物力財力的消耗,從而更好的實現(xiàn)了對電氣工程自動化系統(tǒng)的有效控制。
2、智能化技術(shù)的有效應(yīng)用
就目前而言,智能化技術(shù)在電氣工程中主要應(yīng)用表現(xiàn)為以下幾個方面。
2.1模糊邏輯與控制。
一般地說,電氣工程的自動化控制系統(tǒng)中都會含有一定數(shù)量的模糊控制器,它能很好的代替PID控制器。就目前而言,模糊邏輯的控制主要有M型與S型兩種應(yīng)用類型,但是有一點需要強調(diào)的是,這兩種控制器都有各自的規(guī)則庫,又可以叫做ifthem的模糊規(guī)則集。其中S型控制器的規(guī)則為if。X是G,y是H,則W=f(X,Y),這里所說的G與H指的都是模糊集,下面分別對這兩種應(yīng)用類型進行介紹。M型控制器主要由模糊化、知識庫、推理機與反模糊化這四大部分所共同構(gòu)成,主要用于實現(xiàn)變量的測量、量化、模糊化的目的,其隸屬函數(shù)的形式也是多種多樣的;知識庫主要是由語言控制的數(shù)據(jù)庫與規(guī)則庫兩個部分,其開發(fā)方式是將專家知識與經(jīng)歷置于控制及應(yīng)用目標上。值得注意的是,在建模的過程中,一定要使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理機與模糊控制器對其加以操作;推理機同樣也是模糊控制器中不可或缺的重要組成部分,它能夠很好地模仿人類決策與推理模糊控制行為;反模糊化主要用來量化與反模糊化,它包括的技術(shù)種類也比較多,其中應(yīng)用得最為廣泛的當屬中間平均技術(shù)與最大化的反模糊化這兩種了。
2.2優(yōu)化設(shè)計與診斷故障。
在過去的很長一段時間里,設(shè)計產(chǎn)品通常都是依靠實驗或者傳統(tǒng)手工檢驗來完成,通過這種方式所得方案往往不是最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,越來越多的電氣工程產(chǎn)品開始更多的選擇使用CAD來進行設(shè)計。這樣大大減短了產(chǎn)品的開發(fā)周期,如果在這個過程中很好地滲透智能化技術(shù),可謂是如虎添翼,使其設(shè)計質(zhì)量與效率得到大大的提升,專家系統(tǒng)的設(shè)計就是一個典型案例。不僅如此,智能化技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計還體現(xiàn)在遺傳算法方面。眾所周知,遺傳算法是當前全世界范圍內(nèi)比較先進的計算法,其最大的優(yōu)勢之處在于計算精度高,因此在電氣工程中得到了親睞,而且在其中也起到了極其重要的作用。除此之外,故障和它的預(yù)兆在電氣工程中的關(guān)系是錯綜復(fù)雜的,具有不確定與非線性的特點,這給我們的判斷帶來很大的困擾。
3、總結(jié)語
關(guān)鍵詞:人工智能,電氣,自動化控制
人類智能主要要包括三個力面,即感知能力,思維能力,行為能力,而人工智能是指由人類制造出來的“機器”所表現(xiàn)出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機器。該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。電氣自動化是研究與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗分析、研制開發(fā)以及電子與計算機應(yīng)用等領(lǐng)域的一門學科。實現(xiàn)自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
1人工智能應(yīng)用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。人工智能是門邊沿學科,屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及哲學和認知科學、數(shù)學、心理學、計算機科學、控制論、不定性論,其研究范疇為自然語言處理,知識表現(xiàn),智能搜索,推理,規(guī)劃,機器學習,知識獲取,感知問題,模式識別,邏輯程序設(shè)計,軟計算,不精確和不確定的管理,人工生命,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),復(fù)雜系統(tǒng),遺傳算法等,應(yīng)用于智能控制,機器人學,語言和圖像理解,遺傳編程。
當今社會,計算機技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)和生活的方方面面,計算機編程技術(shù)的日新月異催生自動化生產(chǎn)、運輸、傳播的快速發(fā)展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋,所以模仿模擬人腦的機能將是實現(xiàn)自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產(chǎn)、流通、交換、分配等關(guān)鍵一環(huán),實現(xiàn)自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
2人工智能控制器的優(yōu)勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但AI控制器例如:神經(jīng)、模糊、模糊神經(jīng)以及遺傳算法都可看成一類非線性函數(shù)近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解,也有利于控制策略的統(tǒng)一開發(fā)。這些AI函數(shù)近似器比常規(guī)的函數(shù)估計器具有更多的優(yōu)勢,這些優(yōu)勢如下
(1)它們的設(shè)計不需要控制對象的模型(在許多場合,很難得到實際控制對象的精確動態(tài)方程,實際控制對象的模型在控制器設(shè)計時往往有很多不確實性因素。例如:參數(shù)變化,非線性時,往往不知道。)
(2)通過適當調(diào)整(根據(jù)響應(yīng)時間、下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如:模糊邏輯控制器的上升時間比最優(yōu)PID控制器快1.5倍,下降時間快3.5倍。
(3)它們比古典控制器的調(diào)節(jié)容易。
(4)在沒有必須專家知識時,通過響應(yīng)數(shù)據(jù)也能設(shè)計它們。
(5)運用語言和響應(yīng)信息可能設(shè)計它們。論文格式,自動化控制。。
(6)它們有相當好的一致性(當使用一些新的未知輸入數(shù)據(jù)就能得到好的估計),與驅(qū)動器的特性無關(guān)。論文格式,自動化控制?!,F(xiàn)在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果非常好,但對其他控制對象效果就不會一致性地好,因此對具體對象必須具體設(shè)計。
3人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀
(1)優(yōu)化設(shè)計電氣設(shè)備的設(shè)計是一項復(fù)雜的工作,它不僅要應(yīng)用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設(shè)計中的經(jīng)驗性知識。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計是采用簡單的實驗手段和根據(jù)經(jīng)驗用手工的方式進行的。因此,很難獲得最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,電氣產(chǎn)品的設(shè)計從手工逐漸轉(zhuǎn)向計算機輔助設(shè)計(CAD),大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。人工智能的引進,使傳統(tǒng)的CAD技術(shù)如虎添翼,產(chǎn)品設(shè)計的效率及質(zhì)量得到全面提高。
用于優(yōu)化設(shè)計的人工智能技術(shù)主要有遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法是一種比較先進的優(yōu)化算法,非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計,因此電氣產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設(shè)計大部分采用此種方法或其改進方法。
(2)智能控制的功能實現(xiàn)
①數(shù)據(jù)采集與處理:對所有開關(guān)量、模擬量的實時采集,并能按要求處理或存貯。
②畫面顯示:模擬畫面真實顯示一次設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài),可實時顯示電流、電壓等所有模擬量、計算量、隔離開關(guān)、斷路器等實際開關(guān)狀態(tài)及掛牌檢修功能,能生成歷史趨勢圖。
③運行監(jiān)視:具有對各主要設(shè)備的模擬量數(shù)值、開關(guān)量狀態(tài)的實時智能監(jiān)視,有事故報警越限和狀態(tài)變化事件報警,事件順序記錄、聲光、語音、電話圖象報警。
④操作控制:通過鍵盤或鼠標實現(xiàn)對斷路器及電動隔離開關(guān)的控制,勵磁電流的調(diào)整。按順控程序進行同期并網(wǎng)帶負荷或停機操作。系統(tǒng)對運行人員的操作權(quán)限加以限制,以適應(yīng)各級運行值班管理。
⑤故障錄波:模擬量故障錄波,波形捕捉,開關(guān)量變位,順序記錄等(包括主要輔機)。論文格式,自動化控制。。
⑥在線分析:不對稱運行分析、負序量計算等。
⑦在線參數(shù)設(shè)定及修改:保護定值包括軟壓板的投退。
⑧運行管理:操作票專家系統(tǒng),運行日志,報表的生成及存儲或打印,運行曲線等。
人工智能控制技術(shù)在自動控制領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已廣泛展開,但在電氣設(shè)備控制領(lǐng)域所見報道不多??捎糜诳刂频娜斯ぶ悄芊椒ㄖ饕?種:模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制。
4恒壓供水案例簡析
恒壓供水在工業(yè)和民用供水系統(tǒng)中已普遍使用,由于系統(tǒng)的負荷變化的不確定性,采用傳統(tǒng)的PID算法實現(xiàn)壓力控制的動態(tài)特性指標很難收到理想的效果。在恒壓供水自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計初期曾采用多種進口的調(diào)節(jié)器,系統(tǒng)的動態(tài)特性指標總是不穩(wěn)定,通過實際應(yīng)用中的對比發(fā)現(xiàn),應(yīng)用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統(tǒng)中有較好的效果。在實施過程中選用了AI 一808人工智能調(diào)節(jié)器作為主控制器,結(jié)合FXIN PLC邏輯控制功能很好地實現(xiàn)了水廠的全自動化恒壓供水。對于單獨采用PLC實現(xiàn)壓力和邏輯控制方案,由于PLC的運算能力不足編寫一個完善的模糊控制算法比較困難,而且參數(shù)的調(diào)整也比較麻煩,所以所提出的方案具有較高的性價比。
本案例中只是一個人工智能在電氣自動化中的一個小小的應(yīng)用,也是電氣元
件生產(chǎn)供給的一個方向,實現(xiàn)機械智能化是我們努力的追求,將人工智能的先進的最新成果應(yīng)用于電氣自動化控制的實踐是一個誘人的課題。
5結(jié)語
人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能完成的復(fù)雜的工作,電氣自動化是研究與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力,人工智能的應(yīng)用體現(xiàn)在問題求解,邏輯推理與定理證明,自然語言理解,自動程序設(shè)計,專家系統(tǒng),機器人學等方面。而這諸多方面都體現(xiàn)了一個自動化的特征,表達了一個共同的主題,即提高機械的人類意識能力,強化控制自動化。因此人工智能在電氣自動化領(lǐng)域?qū)笥凶鳛?,電氣自動化控制也需要人工智能的參與。
參考文獻
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