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0 引言
電氣自動化是一門實踐性較強(qiáng)的應(yīng)用性科學(xué),主要研究電氣系統(tǒng)的運行控制和研發(fā)。人類社會文明發(fā)展至今在科學(xué)技術(shù)方面的最大進(jìn)步,主要是實現(xiàn)了系統(tǒng)中機(jī)械設(shè)備運行和控制的自動化和智能化。研究人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用,有助于推動電氣系統(tǒng)自動化的進(jìn)一步發(fā)展,實現(xiàn)系統(tǒng)運行的智能化,使得其更加安全穩(wěn)定,最終提高企業(yè)的生產(chǎn)效率,提高市場競爭力。
1 人工智能技術(shù)的應(yīng)用理論
人工智能是一門新型的計算機(jī)科學(xué),介于自然科學(xué)和社會科學(xué)邊緣之間,研究對象主要是智能搜索、邏輯程序設(shè)計、自然語言問題和感知問題等。人工智能技術(shù)的本質(zhì)就是模擬人類思維進(jìn)行信息編碼的過程,主要是結(jié)構(gòu)模仿和功能模擬兩種思維模擬方式。前者模擬形式主要是對人類大腦機(jī)制進(jìn)行模擬,制造出類似人腦的機(jī)器設(shè)備;后者模擬主要是從人腦的功能角度出發(fā),對人類大腦思維功能進(jìn)行模擬。較為成功的典型事件就是現(xiàn)代的電子信息計算機(jī),順利地模擬人類大腦思維進(jìn)行信息編碼。
人工智能不是人的智能,更不是對人的智力功能的超越,其不同于人類大腦運行的顯著特征主要有四個方面:是機(jī)械的無意識的物理過程;無社會性;不具備人類意識的創(chuàng)造力;功能是在人類大腦思維之后產(chǎn)生的。應(yīng)用人工智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中,可以極大地節(jié)省人力資源,降低成本。同時,不控制目標(biāo)模型就可以提高操作的準(zhǔn)確度,降低誤差。此外,這樣還能保證產(chǎn)品的規(guī)范,提高性能。
2 人工智能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
近年來,人工智能技術(shù)得到了公眾的高度重視,大多數(shù)的專業(yè)性高校和科研單位都對其在電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用開展了眾多工作,現(xiàn)下的人工智能技術(shù)主要應(yīng)用在電氣設(shè)備的設(shè)計、事故及故障診斷和電氣控制過程中的監(jiān)控預(yù)警等工作。首先,在電氣自動化系統(tǒng)中電氣設(shè)備的設(shè)計方面,設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計較為繁瑣復(fù)雜,涉及面較廣,要求操作設(shè)計人員具備較多的實踐經(jīng)驗。其次,在事故及故障診斷方面,人工智能技術(shù)可以利用模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等發(fā)揮優(yōu)勢,做好預(yù)警監(jiān)控工作。最后,在電氣控制過程中應(yīng)用人工智能技術(shù),主要依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制和專家系統(tǒng)三種方式,其中模糊控制應(yīng)用較為普遍,以AI控制為主。
3 電氣自動化控制中的人工智能技術(shù)的應(yīng)用對策
根據(jù)上部分分析的人工智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀,可知為實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)運行的高效性、提高人工智能技術(shù)的應(yīng)用性,對策主要有以下三個方面:應(yīng)用于電氣設(shè)備設(shè)計、應(yīng)用于事故及故障診斷和應(yīng)用于電氣控制過程。
3.1 應(yīng)用于電氣設(shè)備設(shè)計
根據(jù)諸多電氣工程的實踐證明,只有具備各相關(guān)專業(yè)的學(xué)科知識和技藝才能真正實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的高效性,使其穩(wěn)定運行。在電氣設(shè)備的設(shè)計中應(yīng)用人工智能技術(shù),可以簡化工作,降低人力成本。因此,企業(yè)擁有一批素質(zhì)高的設(shè)計團(tuán)隊,這是電氣自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)高效性的關(guān)鍵之一。此外,企業(yè)需要采取先進(jìn)的人工智能技術(shù)進(jìn)行電氣設(shè)備的設(shè)計工作,尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。具體來說,人工智能技術(shù)在進(jìn)行電氣設(shè)備設(shè)計時主要是采用遺傳算法升級計算機(jī)系統(tǒng),全面提高產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn),優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)品。
3.2 應(yīng)用于事故及故障診斷
電氣故障診斷,指的是對電氣自動化控制系統(tǒng)中機(jī)械設(shè)備的先關(guān)信息進(jìn)行確定,判斷技術(shù)和運行狀況是否正常,如果出現(xiàn)異常,可以及時確定故障的具體內(nèi)容和性質(zhì)部位,找出故障原因并提出解決對策。而在電氣設(shè)備運行時,不確定因素較多,使得系統(tǒng)容易出現(xiàn)各種類型的故障和事故,如果無法及時確定故障的性質(zhì)和部位,將會給員工的人身安全帶來威脅,企業(yè)也會承受較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,及時判斷分析事故并做好故障診斷工作,是一項至關(guān)重要的工作??梢栽趥鹘y(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)中,采取一些新型的人工智能技術(shù)進(jìn)行診斷。比如說,在診斷變壓器的故障中,我們可以引入人工智能技術(shù)進(jìn)行診斷,在節(jié)省人力物力的同時保證診斷的精確性,也可以在對發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)等電氣機(jī)械設(shè)備進(jìn)行事故診斷時引入人工智能技術(shù),提高精確度,以達(dá)到良好的工作效果,實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
3.3 應(yīng)用于電氣控制過程
人工智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性作用,是電氣行業(yè)中的重要部分。實現(xiàn)電氣自動化控制的人工智能化,有助于降低工作成本,提高工作效率,實現(xiàn)資源優(yōu)化和最佳配置。在傳統(tǒng)的電氣自動化控制過程中,由于過程的繁瑣復(fù)雜操作人員容易出現(xiàn)錯誤,而采取人工智能化技術(shù)則可以避免這些人為錯誤。人工智能技術(shù)主要采取神經(jīng)系統(tǒng)的控制、專家系統(tǒng)的高效控制和模糊控制?,F(xiàn)在最常用的技術(shù)方式是模糊控制,通過模糊控制借助直流電和交流電的傳動最終實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的智能化控制。模糊控制可以具體分為Surgeno和Mamdan兩種表現(xiàn)形式,前者是后者的特殊情況,兩者均用來調(diào)速控制。
在電氣領(lǐng)域里,人工智能技術(shù)可以運用到日常操作中。我們可以利用家庭電腦實現(xiàn)對電氣自動化控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作控制。具體來說,是通過采用人工智能技術(shù)預(yù)先設(shè)計好的既定程序控制操作過程,實現(xiàn)設(shè)備智能化,及時掌控全局。
4 總結(jié)
綜上所述,電氣自動化控制中的人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究,既能實現(xiàn)工作效率的提高,還能降低運行成本,更好地實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的自動化智能化控制。此外,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn),需要學(xué)者們不斷研究和完善,使其得到更好的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:電氣 自動化 人工智能
全面應(yīng)用人工智能技術(shù)的最新成就,充分推動電氣設(shè)備自動化的進(jìn)一步深化發(fā)展,提高其系統(tǒng)運行趨于智能化的同時,人工智能技術(shù)的應(yīng)用還利于強(qiáng)化系統(tǒng)工作的安全性、穩(wěn)定性,有利于企業(yè)生產(chǎn)效率的提升以及市場競爭力的增強(qiáng)。
一、人工智能技術(shù)研究與應(yīng)用的現(xiàn)實情況
近年來,大量科研單位以及專業(yè)院校都在人工智能技術(shù)的創(chuàng)新與研究以及其電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用上開展了大量工作,人工智能用于電氣設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、故障診斷、預(yù)警、監(jiān)控以及自動保護(hù)等方面都達(dá)到了一定的水平。
以結(jié)構(gòu)設(shè)計方面為例,因電氣設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜性高,涉及到諸如電路、電磁、電機(jī)電器應(yīng)用等等大量的學(xué)科專業(yè)知識,更要求工作人員有豐富的實踐經(jīng)驗。目前,在數(shù)字技術(shù)空前創(chuàng)新發(fā)展的背景下,電氣產(chǎn)品及其控制系統(tǒng)的設(shè)計工作業(yè)已轉(zhuǎn)向了CAD,使得新產(chǎn)品新系統(tǒng)的構(gòu)建周期顯著縮短。在此基礎(chǔ)上加入人工智能技術(shù),系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量以及速度都可得到全面提升。
此外,人工智能技術(shù)在進(jìn)行電氣設(shè)備系統(tǒng)故障控制與預(yù)警方面也有非常獨特的優(yōu)勢。電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障之前征兆呈非線性,因此人工智能技術(shù)中的模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等部分可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。
最后是人工智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中的運用,主要的技術(shù)方法有、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)以及模糊控制三種,其中以最后一種控制技術(shù)最為簡便,可應(yīng)用性最強(qiáng)。人工智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中以AI控制器為主,其可以視為非線性函數(shù)近似器。與一般的函數(shù)估計設(shè)備相比較,AI控制系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計時不一定必須工作對象的具體模型,這就避免在設(shè)計時需要考慮控制對象模型本身的參數(shù)變等不確定性。此外,其性能提升的空間比較大,而且易于調(diào)節(jié),一致性強(qiáng),對于新的數(shù)據(jù)信息適應(yīng)性良好;配置成本低而且更新簡便、抗干擾能力強(qiáng)。
二、電氣自動化控制系統(tǒng)中人工智能技術(shù)的具體應(yīng)用
電氣自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中,人工智能技術(shù)的應(yīng)用有兩種,一是直流傳動控制;另一種是效流傳動控制。
在直流傳動控制中,人工智能技術(shù)的應(yīng)用有模糊邏輯控制技術(shù)為主,有Mamdani與兩種可用于調(diào)速控制系統(tǒng)。它們均具備規(guī)則庫部分,規(guī)則庫實質(zhì)上是一個if-them的模糊規(guī)則集合。以后者為例,它最主要的規(guī)則就是“if x=A,且y=B,則z=f(x,y)z則z”。其中的都是模糊集。模糊控制設(shè)備以推理機(jī)為核心部分,它負(fù)責(zé)模仿人腦的智能化決策以及模糊控制命令的推理。除此以外還有模糊化部分、知識庫部分以及反模糊化部分,第一個部分是通過多種不同形式的函數(shù)對所輸入的變量做出測量,并將其量化、模糊化;第二部分就是由數(shù)據(jù)規(guī)則以及語言控制庫構(gòu)成所構(gòu)成的知識庫,本庫設(shè)計時就是應(yīng)用專家的知識與經(jīng)驗對電氣設(shè)備進(jìn)行控制,在建立設(shè)備模型時,模型操作設(shè)備依據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的推理機(jī)制進(jìn)行模型建設(shè);最后是以模型參數(shù)量化與中間平均技術(shù)等模糊化技術(shù)的應(yīng)用。
除了模糊邏輯控制技術(shù)以外,還有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。這種技術(shù)主要用于不同模式的識別以及各種信號的處理,可以在電氣傳動控制工作中發(fā)揮有效作用。這種技術(shù)以并行結(jié)構(gòu)為主,適用范圍比較廣,可以大大提升條件監(jiān)控、診斷系統(tǒng)的準(zhǔn)確性;該控制技術(shù)最常用的學(xué)習(xí)策略是誤差反向傳播,也就是說在網(wǎng)絡(luò)具備充足的隱藏層、結(jié)點和恰當(dāng)?shù)募詈瘮?shù)的情況下,多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只要利用反向傳播就可以計算出對應(yīng)的非線性函數(shù)近似參數(shù),大大提高網(wǎng)絡(luò)運行速度。
在交流傳動控制中,人工智能技術(shù)的應(yīng)用也同樣有模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種具體運用。
就模糊邏輯而言,到目前為止均以模糊控制器直接代替原有的普通速度控制設(shè)備為主,不過西方某大學(xué)研發(fā)了一種高性能的帶有多個模糊控制器的全數(shù)字化傳動控制體系,該體系所帶有的模糊控制器即可以用來代替普通的速度控制設(shè)備,又可以用于執(zhí)行它控制任務(wù)。
就人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)而言,實踐研究中以其對交流電氣設(shè)備及其驅(qū)動環(huán)境參數(shù)監(jiān)測及診斷為主。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用作步進(jìn)電動機(jī)控制時,可采用一般的反向轉(zhuǎn)波計算方法,就是通過實驗數(shù)據(jù)的應(yīng)用,通過電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及電機(jī)的初始速度最終確定智能監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)測的最大速度增加值。這種設(shè)計方案的實現(xiàn),要求神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備識別三維圖形映射的能力,以便達(dá)到比常規(guī)梯形控制計算模式強(qiáng)的控制成效。在此模式下,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以大大縮減電氣自動化系統(tǒng)定位所需要的時間,并且強(qiáng)化對于負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及非初始速度變化范圍的控制工作。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)以多層前饋型為主,具體可分為兩個系統(tǒng):系統(tǒng)一是在辨識電氣動態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上對通過定子的電流進(jìn)行自動調(diào)節(jié)與控制,系統(tǒng)二是在辨識機(jī)電系統(tǒng)的運行參數(shù)基礎(chǔ)上對轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)與控制。
關(guān)鍵詞:人工智能自動化
人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)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(xué)。隨著電氣的設(shè)計的發(fā)展,傳統(tǒng)的方法有時很難適應(yīng)。在此背景下,人工智能技術(shù)被引入電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計過程中,并取得了一些成功經(jīng)驗。本文在總結(jié)人工智能在電氣設(shè)備領(lǐng)域取得成果的基礎(chǔ)上,對具體應(yīng)用提出一些看法與策略。積極運用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動化學(xué)科特別是自動控制領(lǐng)域的發(fā)展,也有利于提高電氣設(shè)備運行的智能化水平,對改造電氣設(shè)備系統(tǒng),增強(qiáng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性,加快生產(chǎn)效率都有重大意義。
1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(dāng)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,過沖更小。
(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。
(6)它們有相當(dāng)好的一致性(當(dāng)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)?,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十分好,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。
(7)它們對新數(shù)據(jù)或新信息具有很好的適應(yīng)性。
(8)它們能解決常規(guī)方法不能解決的問題。
(9)它們具有很好的抗噪聲干擾能力。
(10)它們的實現(xiàn)十分便宜,特別是使用最小配置時。
(11)它們很容易擴(kuò)展和修改。
總而言之,當(dāng)采用自適應(yīng)模糊神經(jīng)控制器,規(guī)則庫和隸屬函數(shù)在模糊化和反模糊化過程中能夠自動地實時確定。有很多方法來實現(xiàn)這個過程,但主要的目標(biāo)是使用系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)穩(wěn)定的解,并且找到最簡單的拓樸結(jié)構(gòu)配置,自學(xué)習(xí)迅速,收斂快速。
2 人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,許多高等院校及科研機(jī)構(gòu)就人工智能在電氣設(shè)備的應(yīng)用方面展開了研究工作,如將人工智能用于電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計、故障預(yù)測及診斷、控制與保護(hù)等領(lǐng)域。
2.1 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(jī)電器等學(xué)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(jìn)行的,因此很難獲得最優(yōu)方案。隨著計算機(jī)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(jī)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(jìn),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(jìn)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(jìn)方法。
2.2 故障診斷
電氣設(shè)備的故障與其征兆之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜,具有不確定性及非線性,用人工智能方法恰好能發(fā)揮其優(yōu)勢。已用于電氣設(shè)備故障診斷的人工智能技術(shù)有:模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
變壓器由于在電力系統(tǒng)中的特殊地位而備受關(guān)注,有關(guān)方面的研究論文較多。目前對變壓器進(jìn)行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進(jìn)行分析,從而判斷變壓器的故障程度。
人工智能故障診斷技術(shù)在發(fā)電機(jī)及電動機(jī)方面的研究工作也較為活躍。
2.3 智能控制
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。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法,因而它的應(yīng)用實例最多。
關(guān)鍵詞:人工智能;電氣工程自動化;功能
中圖分類號:TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
人工智能是近年來被國人廣泛探究及應(yīng)用的一種新技術(shù),其探究范圍不僅囊括了智能控制及語音識別,甚至還囊括了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)等。而電氣工程自動化研究的核心則為和電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運用、自動控制技術(shù)、電子電氣技術(shù)與信息處理技術(shù)。把人工智能巧妙地運用于電氣工程自動化中能夠讓電氣自動化系統(tǒng)對有關(guān)數(shù)據(jù)展開實時地探究及處理,進(jìn)而完成電氣自動化生產(chǎn)的目標(biāo)。正因為如此,所以如何促進(jìn)人工智能在電氣工程自動化中的運用便成了電氣自動化領(lǐng)域亟待解決的問題。
一、人工智能定義簡析
人工智能即以人力制成的智能機(jī)器從事某種原本需要人力完成的工作,此種機(jī)器叫作人工智能機(jī)器。當(dāng)下的人工智能往往以電腦技術(shù)為基礎(chǔ),選用人工方法及技術(shù),把人類智慧匯聚于機(jī)器模型上,進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)器的自動化及智能化。人工智能的出現(xiàn)及發(fā)展均有利于科技進(jìn)步。伴隨機(jī)器智能化的持續(xù)發(fā)展,機(jī)器從以前的自動化機(jī)器發(fā)展成了當(dāng)下的人工智能機(jī)器,當(dāng)中所牽涉的技術(shù)遠(yuǎn)不止計算機(jī)科學(xué)這一種。當(dāng)前的人工智能所涉及的范圍特別廣,比方說心理學(xué)、哲學(xué)、計算機(jī)學(xué)等等,其發(fā)展前景不可估量。
二、人工智能運用于電氣工程自動化的優(yōu)點及其具有的功能
(一)人工智能運用于電氣工程自動化的優(yōu)點
就目前而言,人工智能運用于電氣工程自動化所具有的優(yōu)點主要有如下兩個:其一,不易受外界因素的干擾。與傳統(tǒng)控制器在運轉(zhuǎn)時會遭受外界不良因素的干擾相比,人工智能不易受外界因素的干擾。比方說人工智能對環(huán)境要求不高,如此它在運行的過程中便可以免受不確定因素的干擾,可以完成相對精確的自動化控制。其二,操作便捷,運行效率高。人工智能在電氣工程自動化中的運用通常借助如下幾種方式實現(xiàn):(1)模糊控制;(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制;(3)專家系統(tǒng)控制。其可以對開關(guān)量與模擬量等有關(guān)數(shù)據(jù)展開集中采集,同時展開一定的處理及存儲。人工智能擁有優(yōu)秀的界面顯示功能,可以幫助使用者異常清晰地了解機(jī)器的整體運行情況。同時,人工智能便于操作的特性也有助于其工作效率的提升。
(二)人工智能所具有的功能分析
一般情況下,人工智能所具有的功能往往有以下幾種:第一,數(shù)據(jù)的采集與處理。人工智能運用于電氣工程自動化能夠較好地收集電氣設(shè)備里的模擬量及開關(guān)量,并且在一定情況下,其亦可以對部分?jǐn)?shù)據(jù)展開處理及存儲。第二,監(jiān)控運行系統(tǒng)、且及時發(fā)出警報。人工智能技術(shù)不但能夠監(jiān)視及模擬電氣系統(tǒng),甚至能對機(jī)器開關(guān)量情況展開智能監(jiān)控,監(jiān)控事件狀態(tài)的改變。一旦發(fā)現(xiàn)異常,它便會馬上報警。
三、新形勢下促進(jìn)人工智能運用于電氣工程自動化的方法研究
(一)在電氣設(shè)備中的運用
人工智能運用于電氣設(shè)備即人工智能對電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計。眾所周知,電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計工作特別復(fù)雜。鑒于此,所以從事設(shè)備優(yōu)化和設(shè)計的工作者不但需具有電路、電機(jī)及電器等方面的知識,亦需有豐富的經(jīng)驗及非常好的應(yīng)變能力。伴隨國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步前進(jìn),傳統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計方式已然無法順應(yīng)電氣工程自動化的發(fā)展需求,同時以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的CAD這一新型產(chǎn)品設(shè)計方式慢慢地登上了歷史舞臺。就電氣設(shè)備的設(shè)計而言,若我們可以巧妙地把人工智能置入CAD,那么設(shè)備的設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計效率自然可以得到較好地提升。就目前來看,人工智能于電氣設(shè)備設(shè)計優(yōu)化的運用通常為如下兩大層次:第一,遺傳算法;第二,專家系統(tǒng)。鑒于前者所使用的計算方法相對先進(jìn),同時其計算結(jié)果的精度也特別高。所以該法往往被運用于與電氣相關(guān)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計里。至于后者的運用,由于電氣設(shè)備發(fā)生故障前必然會出現(xiàn)某些相應(yīng)的征兆,因此我們以電氣設(shè)備故障的非線性及不確定性為依據(jù),將人工智能運用于專家系統(tǒng)里,如此專家系統(tǒng)對產(chǎn)品恰當(dāng)性的設(shè)計作用便能夠淋漓盡致地展現(xiàn)出來,最終電氣產(chǎn)品的綜合性能也能夠得到相應(yīng)的提升。
(二)在電氣控制過程中的運用
鑒于電氣控制過程對電氣工程自動化技術(shù)與電氣技術(shù)的綜合運用有著舉足輕重的作用,所以如何確保電氣系統(tǒng)有序運轉(zhuǎn)便成了電氣自動化探究領(lǐng)域備受關(guān)注的問題。對技術(shù)工作者來說,電氣控制過程的要求特別嚴(yán)格,同時它的控制過程也異常煩瑣,現(xiàn)實生活中時常出現(xiàn)因為技術(shù)工作者操作失誤而導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)故障,抑或設(shè)備運行效率降低的情況。人工智能運用于電氣工程自動化不但能夠有效地促進(jìn)電氣控制過程精確度的提升,同時還能夠較好地提高電氣系統(tǒng)的綜合運行效率。第一,人工智能通過選用電腦自動計算的高新技術(shù),完成了取代某些人工智能操作的電氣控制功能,在縮減人力及物力開銷的同時,促進(jìn)了控制精度的提升。第二,人工智能的運用選用界面化的方式精簡了控制流程,不但提升了電氣系統(tǒng)控制效率,同時也完成了對電氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。第三,人工智能的運用讓系統(tǒng)能夠適時地對相關(guān)關(guān)鍵信息及數(shù)據(jù)實施保存,進(jìn)而選用自動生成報表的方式,縮減人力物力開銷,同時為技術(shù)工作者今后的數(shù)據(jù)查詢工作供給了諸多便利。第四,在人工智能模糊控制里,我們甚至可以以電氣系統(tǒng)傳統(tǒng)控制中的交、直流傳動為依據(jù)完成對電氣系統(tǒng)所有環(huán)節(jié)的控制。①就以直流傳為核心的電氣控制過程而言,人工智能模糊邏輯控制往往由Sugeno及Mamdani構(gòu)成。Mamdani通常用來對電氣系統(tǒng)運轉(zhuǎn)速度展開調(diào)控;Sugeno便屬于Mamdini的特殊情況之一。②就以交流傳動為核心的電氣控制過程而言,其通常選用以人工智能理論為基礎(chǔ)的模糊控制器取代傳統(tǒng)電氣高速控制器,以實現(xiàn)電氣系統(tǒng)所有方面的功能。
(三)在電氣設(shè)備故障診斷中的運用
通過對電氣工程自動系統(tǒng)和其運行過程展開探究我們可以知道:電氣設(shè)備,比方說發(fā)電機(jī)及變壓器等設(shè)備事故發(fā)生幾率是相當(dāng)高的。傳統(tǒng)故障診斷方式即:對搜集的變壓器油釋放的氣體展開探究,隨后以所采集氣體樣本的探究結(jié)果為依據(jù)判斷是否存在故障。此種故障診斷方式不僅會消耗許多時間,同時還需相關(guān)維護(hù)工作者對設(shè)備檢測展開實時監(jiān)控,再者電氣設(shè)備故障原本便兼具突發(fā)性及不確定性特性,如此必然會導(dǎo)致設(shè)備故障診斷難度大大提升的結(jié)局出現(xiàn)。而以人工智能為核心的電氣設(shè)備故障診斷方法于設(shè)備診斷時增加了模糊理論與以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專家技術(shù),從而切實促進(jìn)電氣設(shè)備故障診斷質(zhì)量的提升,且在促進(jìn)電氣工程生產(chǎn)效率提升的過程中,節(jié)省了人力及物力資源。
(四)在電氣系統(tǒng)中的運用
當(dāng)前,人工智能里的專家系統(tǒng)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)于電力系統(tǒng)自動化里的運用特別廣泛。眾所周知,專家系統(tǒng)屬于一個相對繁雜的程序系統(tǒng),它兼具諸多規(guī)則、知識及經(jīng)驗,借助對電力系統(tǒng)里的問題展開探究及判斷,隨后模擬專家決策過程以解決相應(yīng)的問題。在選用專家系統(tǒng)對電力系統(tǒng)實施優(yōu)化及調(diào)控過程中,我們理應(yīng)以系統(tǒng)運行的現(xiàn)實情況及有關(guān)要求為依據(jù),優(yōu)化電力系統(tǒng)里數(shù)據(jù)庫,規(guī)則庫與知識庫里的數(shù)據(jù)信息,進(jìn)而讓它和電力系統(tǒng)的運用需求相符合。
就人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運用而言,因為此種方法原本便擁有異常靈活的學(xué)習(xí)方式,它的存儲方式亦為完全分布式。所以,它被頻繁運用在了電力系統(tǒng)大規(guī)模數(shù)據(jù)處理之中。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)借助對模型展開恰當(dāng)?shù)胤诸?,從而科學(xué)地挑選相應(yīng)輸入,借此構(gòu)筑類型各異的季節(jié)性時間模型,選用此模型可對電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷展開科學(xué)地預(yù)測,進(jìn)而幫助技術(shù)工作者對可能產(chǎn)生故障的系統(tǒng)環(huán)節(jié)展開綜合分析,最終促進(jìn)系統(tǒng)運行效率的提升。
結(jié)語
總之,人工智能是伴隨社會發(fā)展,科技進(jìn)步而出現(xiàn)的一種新技術(shù),它順應(yīng)了時代的發(fā)展需求。把人工智能運用于電氣工程自動化可以助推電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,給電氣工程自動化的發(fā)展注入新鮮的血液,可以使電氣工程自動化煥發(fā)出新的生機(jī)。所以在今后電氣工程自動化的前進(jìn)道路上,我們理應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對人工智能技術(shù)探究及運用的關(guān)注,為社會的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]王景.電氣工程自動化中人工智能的運用分析[J].通信世界,2015(2):173-174.
Evolution of Communication
and Language in
Embodied Agents
2010
Hardback
ISBN9783642012495
Nolfi 等著
交流和語言的本質(zhì)及其發(fā)展演變目前依然是科學(xué)界的一個難題。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,“怎樣使多個人工智能體之間進(jìn)行類似于人類或其他動物一樣的交流”成為一個重要的研究熱點,吸引了越來越多學(xué)者的興趣。這個領(lǐng)域的研究將使我們了解交流產(chǎn)生的根源及其演變過程,使我們能制造可以進(jìn)行溝通的人工智能來解決目前遇到的諸多問題。本書對這一領(lǐng)域的研究進(jìn)行了全面的介紹和分析,介紹了這個領(lǐng)域的基本理論和常用分析研究方法,還分析了該技術(shù)的應(yīng)用前景和本領(lǐng)域的發(fā)展方向。書中還給出了若干具體的實驗過程,介紹了常用的軟硬件工具。
本書除第1章外共有五部分組成,1.交流和語言發(fā)展的研究綜述;第二部分交流和語言的理論分析,包括第2-6章,主要介紹了人類語言的幾個特點,隨著歷史的變遷,個體交流和語言研究常用的理論、語法體系的形成和發(fā)展等。第二部分交流的演變,包括第7-12章,主要介紹了仿真智能體的交流方式的演變,促使交流產(chǎn)生的環(huán)境因素,怎么解決交流中遇到的問題,多智能體體系中信息的傳遞與獲取,多智能體之間交流產(chǎn)生的演變的條件等。第三部分語言的發(fā)展演變,包括第13-16章,主要介紹了應(yīng)用于仿真智能體的語言體系模型的建立及其面臨的挑戰(zhàn),介紹了一些相關(guān)實驗,介紹了一些語言游戲的數(shù)學(xué)模型等。第四部分結(jié)論,含第17章,表達(dá)和交流的人,旨在構(gòu)建堅固的理論模型和方法框架。第五部分附錄,含第18-20章,本書研究工作用到的軟硬件工具。
本書的主要作者Stefano Nolfi是意大利國家研究理事會認(rèn)知科學(xué)研究中心的資深科學(xué)家,領(lǐng)導(dǎo)著自主式機(jī)器人實驗室,并且是進(jìn)化機(jī)器人學(xué)的創(chuàng)始人。本書適用于認(rèn)知領(lǐng)域、人工生命、人工智能和語言學(xué)等領(lǐng)域科研工作者、研究生和教師。
劉軍濤,助理研究員
(中國科學(xué)院電子學(xué)研究所)