摘要:人工智能是由麦卡锡首次提出的智能化科学概念。随着科学技术的进步,人工智能也不断发展,逐渐形成了一套比较完整的综合性科学。整个系统以计算机为中心,其中包含了自动化理论、信息化理论、心理学理论、生物学理论以及哲学等多方面的学科内容。人工智能带动了电信和机械领域的技术更新,解决了很多在生产和生活中遇到的难题。最近几年,人工智能在电气工程自动化中有着非常重要的作用。本文我们主要讨论人工智能在电气自动化中的应用。
关键词:电气工程;自动化;人工智能
在目前的自动化领域之中,最为先进的就是人工智能,人工智能的出现使得人们的生产生活活动发生了很大的改变,而且随着人工智能的不断推广和应用,也标志着社会又前进了一大步。目前,各个领域中都有电气工程自动化系统应用,要实现电气工程自动化,就必须要依赖于计算机技术,通过对于计算机网络信息技术的有效应用,来使得电气工程自动化系统的反应速度能够保持在较高的水平。
一、人工智能与电气工程自动化的概念
1.1人工智能
人工智能(Artificial Intelligence),英文简写是AI,是一门近年来新兴的科学技术,是随着计算机技术发展的一个科学分支,和基因工程、纳米科学一起被称为21世纪三大尖端技术。这一技术的研究范围广泛,涉及许多不同的领域,比如哲学、认知科学、数学、神经生理学、心理学、计算机科学、仿生学等多种学科。这些不同的学科领域以人工智能为平台,彼此之间互相渗透影响而最终形成一门综合性的学科,因此从这一层意义上来讲,人工智能是自然科学和社会科学的交叉科学。
人工智能的概念首次提出是在1956年,经过近60年的发展,已在相关领域的研究上取得了飞速迅猛的发展,人工智能的具体应用可以简单概括为专家系统(ES)、人工神经网络(ANN)、模糊集理论(FL)、启发式搜索(HS)。在人工智能领域一个永恒的追求目标就是使机器具有类似于人类的智能处理系统从而可以胜任人的智力所能完成的工作。
人工智能是利用对计算机的研究来模拟人的某些思维和智能行为的学科,主要应用在智能控制、专家系统、机器人技术、语言和图像理解、遗传编程机器人工厂等方面。一般来说,人工智能研究的一个主要目标是让机器可以做一些人类的复杂工作。人工智能包括对机器的感知、思维和行为三方面的能力研究,人工智能的应用体现了自动化的特点,即让机械能够体现人类的意识,并加强对机器控制的自动化。但是尽管如此,人工智能终究不是人的智能,不可能超越人类的智慧,而是要受到人类的控制。
电气工程的研究范围局限于电气化方面,但是随着科学技术的发展尤其是互联网和计算机技术的发展,我们生活的每个方面都少不了计算机的身影。因此,用于电气自动化控制领域的人工智能正是顺应了这一趋势。电气工程中引入人工智能可以模拟人类的大脑进行信息和数据的收集、分析、处理和反馈,通过实现自动化生产,可大大提高生产效率,促进产业结构的调整和优化。
1.2电气工程自动化
电气产品的优化在设计过程中需要将设计和知识有机融合,才能使产品的设计实用。由于计算机技术的快速发展,采取人工智能技术对电气产品进行设计,使得产品的设计越来越实用。电气工程自动化是电气信息领域一门新兴的学科,电气工程自动化属于连续生产流程性的产业,具有资本密集型、知识密集型、设备密集型、管理军事密集型等特点,而电气工程自动化又主要是由电力企业来进行掌控,实现电气工程自动化,能够大大地提高生产的效率。电力企业的核心是经济建设,并且电力企业与国家能源的安全是息息相关的,电力企业掌握着国民经济的命脉、保障着国家的安全,为国家的生产和经济建设提供了充足的、可持续的电力,这些电力企业承担着巨大的责任。
二、人工智能在电气工程的意义
众所周知,中国对能源的消耗量极大,在人力,物力以及财力方面的投入也逐年增加,为了在日益激烈的行业竞争中谋求自身的生存发展,企业对自身生产效率的提高以满足人们日益增长的需求必不可少。目前,我国的电气工程在实际的生产和工作过程中经常出现设备故障的问题,而一旦出现这些问题必然导致工程的经济效益大大降低,直接损害公司的利益。而人工智能的出现便使得这一问题迎刃而解,利用人工智能实现的电气工程自动化,能够使机器设备实现自我检修从而防止设备故障带来的经济效益方面的损失,可以说人工智能的出现在提高电气工程的作业效率以及提高企业经济效益方面的地位是不可取代的。
三、人工智能在电器工程中应用的优点
3.1受外界因素影响较小
传统的电器工程控制器在使用过程中受到很多不确定因素的影响,使用起来性能不够稳定,在计算过程中会有很多不同类型的数值以及参数。而人工智能的设计并不需要精确的动态模型,也不会受到上述提到的数值以及参数的影响,总体相比较而言,人工智能受到外界环境的影响更小。
3.2相关参数的调节更加便捷
人工智能对于使用中相关参数的调整同传统工作方式相比更加便捷,它的系统操作更加简便,方便工作人员学习,自身的适应能力也比较强。人工智能控制器就算没有专家在现场指导,它也能自动调整相关信息来设定参数,并且根据遇到的状况进行自我修正,工作起来更加方便。
3.3具有较好的一致性
传统的控制方法主要是针对特定的目标来进行设计和使用的,因此对于一些特定的对象,控制效果会非常好,但是对于其他目标来说,控制效果就无法确定了。人工智能具有较好的一致性,这就解决了这一问题,在系统里输入任何未知数据都会产生很高的估计,这种工作模式也会减小一些因素对电器自动化工程的影响。除此之外,智能化的设定还会使产品更加统一,具有一致性的标准。
3.4可以有效的节省人力和物力资源
传统的电器工作会有很多的线路、变压器或者是机器等多方面电器工程操作。涉及到的设备众多有可能会导致设备摆放较乱,这就需要很多的人力进行清理,长久以来就会成为一项非常繁重的工作。从这个角度上来说,人工智能和传统电器操作相比,可以减少对变压器和线路的需求,有效的降低人力物力资源的浪费。
3 .5计算精确度更高
以人工智能技术为核心的电气工程自动化技术的应用,能够在工作中更快、更准确的掌握电气工程中的动态方程,对于那些情况复杂、管理要求严格的内容更是及时、准确的给予控制。且在具体的控制中,还能利用参数模型的方式来对一些容易出现的故障提前模拟处理,从而实现科学预防故障的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,人工智能技术还在利用之中以鲁棒性、响应时间为原则进行调整,从而达到提高自身性能的工作目的。
3.6人工智能技术的控制能力更强
人工智能控制系统在数据运算中一致性非常突出,即便是输入未知的数据,也能预测出误差小的计算结果,而且这种计算方式不会受到外界干扰而产生变化。虽然在某些特殊条件下,没有使用人工智能控制系统的得到的管理效果更好,但是如果换成其他的管理策略和控制方法,那么所获得的结果的误差一定很大,因此在具体的应用中我们必须要因地制宜的选择科学的管理策略和方式。
四、智能化技术在电气工程自动化控制中的应用特点
4.1无需控制模型
与传统的控制器相比,智能化控制器有着明显的优势,其优势主要体现在:自动化控制器的紧密系数有了很大程度的提高,在工作时,由于传统的控制器技术欠佳,一旦面临着控制对象有着复杂动态方程的情况时,则会出现无法有效掌控控制对象的情况。
4.2处理不同数据智能化控制器有着较高的一致性
对于输入的任何数据,智能化控制器都能够借助相关处理实现准确评估,即使不常应用的数据输入,评估工作也可以快速进行。由于各个控制器的控制对象的变更性十分强,所以各个控制对象的控制效果也不尽相同。由于控制对象的复杂性和多样性,控制对象的全面化即便是智能化技术也不能实现,即使智能化技术对于某此控制对象不采取任何行动也能到达理想效果,但面对全体控制对象则无法实现。
五、人工智能在电器工程自动化中的应用
5.1如何对电气设备进行故障的诊断
电气设备在实际工作中的作用是相当大的,但是,一旦出现故障,解决起来会相当棘手。所以学会如何对电气设备进行故障的诊断非常重要,而智能故障诊断的技术恰好解决了这一难题。复杂性、非线性是这种电气设备的故障特点,正是这些特点使以往的诊断技术风险高、准确率不高、达不到我们预期的效果。我们将智能系统中的理论和专家系统相结合,就能够保证高准确度的故障诊断。
5.2提高电气设备的性能
我们目前所用的电气设备的性能还不算太高,工作效率比较低,因此能够提高电气设备的性能是很重要的。在这项工作中,将科学的知识和丰富的经验有机的结合起来,使设备更加的实用、安全。现如今,伴随着现代社会的飞速发展,多媒体也受到人们的欢迎,利用人工的智能技术来设计电气产品,从根本上解决劳动力问题,效率高。最重要的是它能够减少工作的时间,节省原材料,是设计出的产品更加实用、环保、科学。
5.3利用电子技术控制设备运行
在很多国家利用电子技术控制设备运行是很流行的,人工的智能技术也是人类社会发展的一个重要的里程碑,为人们做出很大的贡献,因此对它的要求也越来越高。利用电子技术控制设备是一个很复杂的工作,它可以运用专业的知识、拥有很高的科技水平,对大量的数据进行分析。模糊的控制、系统的控制、网络控制与人工的智能技术有机的结合起来,就可能保证生产的安全性、高效性和实用性。
5.4日常管理中的应用
人工智能技术的应用对于电气工程建设自动化水平的提高有着重要的作用,同时对电气工程日常管理方面的工作也带来了很大的影响,使设备操作、电流调整的界面被简化,实现了日志以及报表的生成和存储的自动化。此外,人工智能技术在电气系统日常操作中的应用一方面可以对不同文件的规格和样式进行规范、使各种操作被简化,一方面还使这种操作更加的简单易行并具有可视性。
5.5 人工智能在电力系统中的应用
在电力系统中,专家系统、人工神经网络、启发式探索以及模糊理论在电力系统中得到了较为广泛的应用。专家系统实际上是一个复杂性较大的程序系统,要求具备大量的规则、知识、经验,需要通过对于系统中特定领域的专家知识以及相关的经验来进行判断与分析,采取模拟专家决策的过程,处理好需要专家解决的问题。需要注意的是,选择专家分析系统,一定要结合自身的实际情况来对系统数据库、知识库、规则库中的数据 和信息进行及时的更新,以此来满足电力系统应用中的需求。人工神经网络在学习方式上具有较大的灵活性,并且储存方式是分布式,在规模较大的信息处理中应用的较多,识别能力以及分类能力较强。在充足的驯良样本中,人工神经网络可以实现科学、合理的分类,并且能够合理的选择输入的内容,从而来实现对于不同季节中的周、日的预测模型的构建,可以说,人工神经网络在电力系统的应用中,对于短期负荷的预测发挥着巨大的作用。人工神经网络能够与元件关联分析有机的结合,对复杂电力系统的故障提供准确地诊断,同时还能够故障实现很好地定位和识别。因为模糊逻辑自身较强的计算能录以及处理高难度数学具有较快的速度和较高的准确度,通常都是被应用于潮流计算、系统规划以及模糊控制。除此以外,日常操作和管理工作也是电力系统运行中的重要内容,若在日常操作中选择人工智能技术,使用家用电脑来使系统操作,能够使得工作流程变的简单,在很大程度上优化操作界面,此系统还能够自动生成、保存日志和报表,促进了系统操作的简单化、提升了其可视性,不仅仅提高了系统在日常操作中的工作效率,还能够为系统运行提供安全、可靠的保障。
结束语
目前,人工的智能技术应用于电气设备中对人类资源来说是一种真正意义上的解放,它主要是由电子计算机控制,准确有效。这项技术尽可能的发挥出最大的作用,能够准确的判断出故障的位置进行维修,优化系统结构。虽然它也存在一些技术上的问题,但是相信在我们不断的实践和改进中,它将会更加的完善,为人类社会提供更多地帮助。
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论文作者:鲁志林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
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