自考电气工程与自动化毕业论文：电气工程自动化的人工智能技术

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电气工程自动化的人工智能技术

作者： 崔旭辉

　　摘 要：电气自动化作为一门特有的学科，主要研究内容有跟电气工程相关的自动控制、信息处理、计算机与电子应用等等。为了促进电气自动化这门学科特别是自动控制相关领域能够取得快速的发展，我们应该积极地让人工智能能够被运用，只有这样才能够显著地提升电气设备的智能化运行水平， 同时增强电气设备的控制系统稳定性，达到改造电器设备系统的目的。本文主要是探讨电气工程自动化的人工智能技术。 
　　关键词：自动化；电气工程；智能技术 
　　中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01 
　　一、人工智能技术与电气工程自动化之间的关系 
　　作为一门新兴的学科，人工智能主要是利用模拟智能的方法，进行系统的开发和研究其理论、技术、应用等。人工智能作为计算机科学中的一个分支，主要是研究运用智能的实质，从而产生出来的一种新型的智能机器。它通过模拟人类智能的方式，对各种功能做出反应，人工智能领域的主要研究对象是自然语言的处理、机器人等等，在最近几年，这方面的研究取得了飞速的发展，它涉及到语言学、控制论、信息论等等多个方面的一门学科，在计算机领域的应用最为广泛。人工智能领域所研究的主要目标是通过程序控制机器去实现一些人类智能完成的非常复杂的工作。它是新兴的计算机科学的一个重要的分支，对智能的实质做出了解释，并且在这样的基础之上产生出能够与人类智能相匹配的智能机器人。它是以图像的识别、语言的识别、机器人、专家系统以及对自然语言的处理等为主要研究内容的系统。而电气工程的主要研究内容是与电气工程相关的自动控制、信息处理、电子电气技术、系统运行、计算机与电子应用、研制开发等。随着科学技术的不断地发展与更新，计算机技术在我们生活各个方面越来越重要。计算机编程技术的快速发展加快了自动化运输、信息传播的应用。人类的大脑是最为精密的仪器，而计算机编程就是通过对人类大脑的模仿，进行信息的交换、处理、分析、收集、回馈。所以对人类大脑技能的模仿能够对电气工程自动化的发展起促进作用。同时增强计算机系统在生产、交换、流通、分配方面的作用，从而能够实现电气工程的自动化，使得人力只能的投入降低，不断地提高机器的运行效率。 
　　二、人工智能控制器的优点 
　　在很多情况下，控制对象的动态方程是非常复杂的，要想对其精确地掌握非常困难，所以在控制对象模型的设计过程中，通常会出现很多的不确定因素，比如：参数变化、非线性时等等，这些信息通常情况下是没有办法掌握的。所以在设计人工智能控制器时，只需要根据响应时间、下降时间的不同，不需要来控制对象的模型，然后通过自身的适当调整就可以提高其性能。比如，在上升时间方面，相比较于最优秀的PID控制器，模糊逻辑控制器要快2倍；在下降时间中，模糊逻辑控制器相比较于最优秀的PID控制器，速度要快4倍；相比较于传统的机械控制器，人工智能控制器即使在现场缺少控制专家的指导的情况下，它能够通过相应数据来设计，这样就更加方便于调节；还可以根据相应的信息、运用语言等方式来设计。人工智能控制器具备较强的稳定性，在陌生数据被输入时会产生很高的估计，从而忽略驱动器对它的影响。在没有使用人工智能控制器的情况下，某些控制对象也能够产生较好的效果，但是，对于某些其他的控制对象来说，并不能够产生同样的很好的效果，因此，在设计的过程时必须要实际情况区别对待。在模糊化和反模糊化的过程中，通过采用规则库、隶属函数、适应模糊神经控制器，就能够达到精确地实时确定的目的。但是，只有使用系统技术才能够获得稳定的解，实现精确确定，然后通过与简单的结构配置，就可以实现迅速地实现信息快速收集和自行调控。 
　　三、人工智能技术电器工程自动化中的应用现状 
　　（一）人工智能技术在自动工程自动化应用的现状 
　　在人工智能技术的不断地发展进程中，研究人员也积极地进行将其应用于电气工程自动化控制的研究，比如，怎么能够利用人工智能系统来预测和诊断设备故障、设计电器产品的保护优化与控制等等。在优化设计的应用中，电气设备的设计时需要能够综合地运用电器电路、电磁场等知识，同时还需要具备丰富的经验，这是一个非常繁琐的工作。以往在设计产品的时候，主要是根据实验数据分析和经验总结，通过人工的方式来设计很难在设计的过程中获得最佳的设计方案。随着计算机人工智能技术的发展，计算机辅助设计在电器产品的设计中逐渐代替了人工设计，从而极大地缩短了产品的开发周期。特别是在引进人工智能技术以后，进一步促进了CAD技术的发展，使设计产品的质量和效率都得到了大幅度的提升。 
　　（二）电气工程自动化中的人工智能技术应用 
　　1.人工智能技术在电气设计方面的应用主要有专家系统和遗传算法两种方式。其中的遗传算法在产品的优化设计上有非常重要的作用，是一种优化的先进算法，电气产品的人工智能化设计中，遗传算法的应用很多。 
　　2.一般来说，电气设备的故障征兆和故障的形成特征之间有着很多必然和偶然的关系，这种非线性、不确定性的特点可以通过人工智能的方式发挥故障诊断优势。在电气设备的故障诊断中人工智能技术的应用有：模糊逻辑、神经网络和专家系统等。例如，在电力系统之中，作为重要设备的变压器的人工智能故障诊断应用，得到了很多学者的关注。目前，变压器的故障诊断的方法通常是通过分析变压器油中分解出来的某些气体，然后利用计算机系统分析气体的含量与成分诊断变压器故障范围。另外人工智能诊断故障技术在电动机和发电机等方面也有了长足的发展。 
　　3.人工智能在直流传动中的应用 
　　人工神经网络在识别模式和处理信号方面得到了广泛的应用，利用人工神经网络的非线性函数估计的一致性特征，将其应用于电气传动控制领域得到了显著效果，它的优点就是无需被控系统的数学模型、具有良好的一致性和对噪音不敏感。此外，可以利用人工神经网络的并行结构，运用于多传感器输入处理，比如，在诊断系统、能够有效增强条件监控中的决策可靠性。近年来，传感器数量在电气传动中很少，但是在有些情况下，多个传感器又可以降低系统对特殊传感器缺陷的敏感性，不需要过高的精度和复杂的信号处理。 
　　四、结语 
　　总之，人工智能指的是人类制造的具有自动化特征的机器所表达出来的智能。智能理论的运用，人工智能技术在自动化方面的发展，促进了电气自动化控制系统的全面发展，提高人们的生活水平提供了很多便利。而且，人工智能在电气自动化领域的应用将会越来越重要。 
　　参考文献： 
　　[1]熊志浩.浅谈电气安装预算编制自动化系统的实现[J].现代经济信息，2009. 
　　[2]魏俊英，曲炜.人工智能技术及应用[M].上海：同济大学出版社，2009. 
　　[3]邹国剑.人工智能化技术的现状、问题及建议[M].上海：电子科技大学出版社，2010.

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