馬宇馳

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 晉中 030800）

摘 要：工業(yè)技術(shù)的發(fā)展對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制提出了新的挑戰(zhàn)，智能化技術(shù)逐步應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化控制中，取得了較好的效果，極大的推動(dòng)了電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展。文章對(duì)智能化技術(shù)的概念、特點(diǎn)和在電氣工程自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用進(jìn)行了闡述，表明采用智能化技術(shù)可以提高電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；自動(dòng)控制；電氣工程

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)電力行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，反過(guò)來(lái)助推了電力行業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)了與電力行業(yè)緊密相關(guān)的電氣工程的發(fā)展。早先的電氣工程自動(dòng)化控制是通過(guò)接觸器和繼電器等低壓電氣實(shí)現(xiàn)的。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的要求也越來(lái)越高，對(duì)其自動(dòng)化水平和智能化水平提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)工業(yè)科技發(fā)展對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制提出的新挑戰(zhàn)，將智能化技術(shù)與電氣工程自動(dòng)化相結(jié)合，從而形成了創(chuàng)新性的綜合了智能化、自動(dòng)化和電氣化的控制手段，在工業(yè)各領(lǐng)域取得了較好的效果，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，極大的推動(dòng)了工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 智能化技術(shù)的概念

人工智能技術(shù)于20世紀(jì)50年代被提出，隨后得到了快速的發(fā)展，逐漸滲透到工業(yè)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)，取得了顯著地效果，極大的推動(dòng)了工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)文明的進(jìn)步。人工智能技術(shù)是一門交叉學(xué)科，它綜合性強(qiáng)，包含內(nèi)容廣泛，結(jié)合了信息技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物仿生技術(shù)、數(shù)理邏輯等學(xué)科，其目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器控制機(jī)器，使機(jī)器能像人類一樣進(jìn)行思考并給出相應(yīng)的反饋，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作，完成特定的任務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能化技術(shù)用到了電氣控制中，作用越來(lái)越明顯，極大的推動(dòng)了電氣控制技術(shù)的自動(dòng)化水平和智能化發(fā)展。

電氣工程主要是研究和電氣設(shè)備及工程相關(guān)的自動(dòng)控制、系統(tǒng)運(yùn)行、信息處理、電子電氣技術(shù)、產(chǎn)品研制開發(fā)等內(nèi)容，電氣工程和智能技術(shù)的結(jié)合為電氣工程發(fā)展提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力。電氣工程的智能化技術(shù)是不僅可以解決電氣工程中的信號(hào)識(shí)別與處理，實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化控制，而且還能對(duì)電氣產(chǎn)品的研發(fā)和電氣系統(tǒng)的故障排除提供可靠的技術(shù)支持。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用不斷深入。大量的事實(shí)表明，智能化技術(shù)在電氣工程的自動(dòng)化控制過(guò)程中的效果比較顯著，極大的提升了電氣工程的自動(dòng)化水平，降低了工程的投入成本，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人力資源的合理配置，提高了電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。

2 智能化技術(shù)的特點(diǎn)

智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中，采用智能化控制器，相對(duì)于傳統(tǒng)的自動(dòng)控制器而言，智能化控制器有如下優(yōu)點(diǎn)：

2.1 提高控制系統(tǒng)的精度

電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高，對(duì)傳統(tǒng)的控制器的工作性能提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于傳統(tǒng)控制器在使用前需要設(shè)計(jì)被控對(duì)象模型，當(dāng)被控對(duì)象比較復(fù)雜或者被控對(duì)象存在很多不確定的如非線性參數(shù)變化等因素時(shí)，要精確的建立被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)方程是很困難的，因此控制器在設(shè)計(jì)實(shí)際控制對(duì)象模型時(shí)，會(huì)采取近似模型，往往產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致控制精度降低，影響電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

因此，采用的傳統(tǒng)的控制器，無(wú)法保證復(fù)雜系統(tǒng)的控制精度，在一定能夠程度上降低了自動(dòng)化控制的工作效率。與傳統(tǒng)的控制器相比，智能化控制器有著明顯的優(yōu)勢(shì)，這是由于智能化控制器采用實(shí)時(shí)控制算法，設(shè)計(jì)時(shí)不需要建立被控對(duì)象的模型，從源頭上避免了不可控因素的出現(xiàn)，使自動(dòng)化控制器的精度得到了提升，保證了控制系統(tǒng)的精度。

2.2 提高控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性

在電氣控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)上，傳統(tǒng)的做法是控制人員根據(jù)控制系統(tǒng)的要求和控制參數(shù)的變化，依靠相關(guān)人員的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)已有的自動(dòng)化控制器進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。這就要求操作人員不僅具有敏銳的觀察能力，還要有豐富的專業(yè)知識(shí)和控制經(jīng)驗(yàn)，控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性取決于操作人員的調(diào)節(jié)。為了提高系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，可以采用智能化控制技術(shù)。

智能化控制技術(shù)具有實(shí)時(shí)邏輯判斷能力，能根據(jù)輸入條件通過(guò)計(jì)算給出輸出，控制設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作?；诖颂匦?，可以對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而使電氣系統(tǒng)的工作性能得到有效地保障，使自動(dòng)化控制系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運(yùn)行。由此可見(jiàn)，采用智能化控制技術(shù)要比傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制器具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)電氣工程自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用具有積極意義。

由于智能化技術(shù)采用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行邏輯判斷，因此，在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)只依靠輸入數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行計(jì)算，然后給出相應(yīng)的處理措施。在這個(gè)過(guò)程中不需要有專業(yè)的技術(shù)人員在場(chǎng)，極大的節(jié)省了勞力，降低了成本，而且，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，極大的提升了電氣控制系統(tǒng)的完整性和實(shí)時(shí)性，保證可運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，智能化技術(shù)極大地推動(dòng)了電氣工程自動(dòng)控制的發(fā)展。

2.3 提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電氣控制技術(shù)的復(fù)雜程度越來(lái)越高，各種因素的變化都會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響，同時(shí)，系統(tǒng)所控制的電氣設(shè)備的精度要求也越來(lái)越高。這就要求電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中要保證實(shí)時(shí)的穩(wěn)定性，避免由于控制系統(tǒng)的波動(dòng)所帶來(lái)的影響。因此要求控制系統(tǒng)要有一定的穩(wěn)定運(yùn)行能力。傳統(tǒng)的自動(dòng)控制器的穩(wěn)定一致性相對(duì)較差，而智能控制器則具有較好的一致性，在處理變化輸入的數(shù)據(jù)時(shí)，智能化控制器可以通過(guò)計(jì)算方法的變化從而保證輸出的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的穩(wěn)定性要求。智能化控制器的算法是實(shí)現(xiàn)控制穩(wěn)定性的核心，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)和控制對(duì)象，要采用不同控制算法，已實(shí)現(xiàn)不同的控制效果。智能化控制器在運(yùn)行中，采集輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)控制要求選擇控制算法，達(dá)到預(yù)計(jì)的效果，保證了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

3 智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，研究人員展開了針對(duì)人工智能在電氣工程自動(dòng)化控制方面的研究。智能化技術(shù)為電氣工程自動(dòng)化控制提供了強(qiáng)有力的手段，目前在電氣工程中的應(yīng)用主要在以下方面：①控制過(guò)程中電氣故障診斷的智能化；②電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化；③電氣控制手段的智能化。

3.1 電氣故障診斷的智能化

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備和線路的控制手段逐漸復(fù)雜，對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。隨著控制系統(tǒng)的運(yùn)行，電系統(tǒng)發(fā)生故障不可避免，為了降低故障發(fā)生帶來(lái)的影響降至最低，需要在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)進(jìn)行處理與排除。傳統(tǒng)的操作方式是通過(guò)人工的方式進(jìn)行故障排除，但是人工故障排除非?？简?yàn)操作工人的經(jīng)驗(yàn)和水平，而且隨著系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，人工排故障的效率和準(zhǔn)確性會(huì)大大降低，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而通過(guò)采用智能化故障排除技術(shù)，可以快速的找到故障發(fā)生的位置，并采取相應(yīng)的手段進(jìn)行處理，極大的提升故障排除的效率，提高故障排除的準(zhǔn)確性，降低勞動(dòng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化故障排除中，智能化技術(shù)是具有大力發(fā)展空間的。

目前，對(duì)電氣控制系統(tǒng)的故障排除已經(jīng)從發(fā)生故障排除的階段逐漸轉(zhuǎn)向了故障發(fā)生之前的預(yù)判排除階段，這就要求對(duì)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)都有一個(gè)準(zhǔn)確的了解。在故障發(fā)生之前，與之相關(guān)的某些參數(shù)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，這就要求控制系統(tǒng)具有自主識(shí)別，自主判斷的能力，即智能化故障預(yù)判的能力。由此，可以消除故障發(fā)生的隱患，可以在故障發(fā)生之前就實(shí)現(xiàn)排除，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，保障了電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，極大提高了經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化

在傳統(tǒng)的電氣工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，采用的是串行的設(shè)計(jì)流程，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造到試用，需要經(jīng)歷一個(gè)完整的流程，才能給出反饋意見(jiàn)，然后再對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，再制造與試用，經(jīng)過(guò)反復(fù)的改良與試驗(yàn)，才能最終形成一個(gè)理想的產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，由于各種影響因素的存在，有些問(wèn)題未被考慮進(jìn)去，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的工作無(wú)法繼續(xù)，影響產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，浪費(fèi)大量的人力物力，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)效率低下。因此，傳統(tǒng)的電氣工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)，具備較高的專業(yè)知識(shí)和準(zhǔn)確的運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。為了解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的這些問(wèn)題，采用智能化技術(shù)在實(shí)現(xiàn)電氣工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，將傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)改成并行設(shè)計(jì)流程，利用設(shè)計(jì)軟件所自帶的專家系統(tǒng)通過(guò)各種虛擬的情況來(lái)判斷設(shè)計(jì)的合理性，從而給出修改意見(jiàn)，而不用進(jìn)行多次實(shí)物測(cè)試，只需要最后一遍實(shí)物測(cè)試就可以了。這就完全改變了過(guò)去的工作模式，大大提高了產(chǎn)品開發(fā)效率，對(duì)于復(fù)雜的電氣工程設(shè)計(jì)而言，采用智能化的大數(shù)據(jù)云處理手段，可以保證電氣工程設(shè)計(jì)過(guò)程中數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，可以更快更好的解決復(fù)雜的電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)難題，極大的提高降級(jí)效益。

3.3 電氣控制方式的智能化

現(xiàn)階段的電氣控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)包含了大量的控制環(huán)節(jié)。為了保證系統(tǒng)的合理可靠運(yùn)行，需要對(duì)每一個(gè)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，因此，控制方式的設(shè)計(jì)也是電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用中需要關(guān)注的問(wèn)題。采用智能化技術(shù)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制是現(xiàn)階段智能化技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用的主要方面。在對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，智能化技術(shù)通過(guò)采用現(xiàn)代控制技術(shù)，例如專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。在智能化控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過(guò)學(xué)習(xí)，對(duì)發(fā)生的問(wèn)題或產(chǎn)生的各種情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的邏輯判斷，并給出處理方案。目前，隨著計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，智能化控制技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中已經(jīng)逐漸得到了應(yīng)用，憑借其出色的性能和有效的控制錯(cuò)略，極大的提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性，保證的電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，已經(jīng)在工業(yè)各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制過(guò)程中，不僅可以加強(qiáng)電氣設(shè)備自動(dòng)控制的能力，而且電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也解放了大量的勞力，降低了人力成本和生產(chǎn)成本，有利于企業(yè)生產(chǎn)效率的提高。智能化控制技術(shù)的有效運(yùn)用可以將企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的體力勞動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟X力勞動(dòng)，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和行業(yè)的進(jìn)步具有重要的推動(dòng)作用。

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中圖分類號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-2789（2017）08-0077-02

作者簡(jiǎn)介：馬宇馳（1996-），男，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。