1人工智能理論

人工智能技術就本質而言是對于模擬人腦的思維和處理事務的方式，但有別于人腦思維的是人工智能只是進行無意識的機械的物理操作，并不具備像人腦一樣的創造性（見圖1）。人工智能的最終目標是通過不斷研究人類智能生產出能夠高度和人類智能及思維方式的相似反應的智能機器。研究領域主要有：機器人、語言識別、圖像識別以及自然語言處理和專家系統等。目前人工智能在我國電氣化控制中的技術實際應用還不是很多，這需要我們今后不斷地去探索研究，去更好地促進電氣領域快速發展。

2人工智能控制技術的優點

人工智能控制不同分支通常需要有針對性的研究方法。但其中采用神經、模糊、模糊神經以及遺傳等算法的AI控制器都可看成為一類非線性函數近似器。既然有利于從總體上的直觀了解，并且有利于實現對控制策略的進行統一開發。這些AI函數近似器大大優于通常的函數估計器。表現有以下幾個方面。（1）設計之前無需事先準備控制對象的模型。由于無法確定參數的具體情況導致變化不確定性和非線性時的信息等不確定的。通過使用人工智能控制器可以很好的解決動態方程很難精確掌握實際控制對象現象。（2）人工智能控制器可以根據實際響應時間、下降時間、魯棒性能等變化適當調整以提高自身性能。（3）人工智能控制器比傳統的控制器調節更容易，在沒有進過相關技術培訓時，也能根據實際的數據、信息和語言等便捷的進行設計操作。（4）人工智能控制器通常情況下表現出相當好的一致性，即使驅動器的特性有差異，當輸入一些新的未知數據它們也能很好的估計。

3人工智能的實際應用

近年來人工智能技術快速的發展，高等院校及科研機構研究人員開始展開將人工智能應用到電氣工程自動化控制中的研究工作。在電氣方面的研究工作主要有電氣設備故障的預測、診斷、電氣產品的優化設計、控制以及系統保護等方面。

3.1對電氣設備進行優化設計

對電氣設備的優化設計是一項非常復雜的工作，不僅要有電路、電磁場、電機電器等方面的基礎知識，并能靈活應用，而且還要有豐富的過去運用設計的經驗。以往的產品設計中根據經驗在實驗室通過人工手動制作的方式進行，所以要想獲得最優方案是很難的。計算機技術迅猛發展的今天，電氣產品的設計中的手工設計方式逐漸被計算機輔助設計（CAD）所替代，產品開發周期得到極大縮短。通過在CAD技術里引人人工智能，幫助設計人員提升所設計產品質量和設計的效率。用于電氣產品的優化設計的人工智能應用主要集中在遺傳算法和專家系統兩方面。遺傳算法由于其計算方法先進，計算結果精度高，因此遺傳算法及其衍生算法普遍應用于對電氣產品的智能化優化設計中。另外使用較多的優化設計方法是專家系統。電氣設備發生故障一般是不確定和非線性的，但在故障之前有著一定的預兆，而這些預兆和故障之間又有著很緊密的聯系。通過人工智能加入可以使用專家系統得到最大限度的發揮。除此兩種方法外目前模糊邏輯和神經網絡等方法也有被運用到電氣設備的優化設計當中。

3.2對電氣設備的事故以及故障進行診斷

電氣領域中通常而言，傳統的診斷方法不足之處就是準確率不高。發動機、發電機和變壓器等事故和故障出現的頻率很高。傳統的方法是通過對收集的變壓器油產生的氣體進行分析，然后根據氣體樣本的分析結果來對故障是否存在做出判斷。不僅消耗大量的時間，而且還很費人力，時效比較低下，所以并不方便在平常的診斷中應用。其中原因也是紛繁復雜多變的。而這些事故和故障往往都是事發突然。由于故障需要快速的解決的特性，如果得不到及時診斷處理或者診斷處理過程中使用的方法不當，將會造成非常嚴重的損失。所以他們處理起來一般是非常棘手的。圖2為人工智能的故障診斷方法。在電氣故障和事故診斷中有效的運用融入了人工智能技術的神經網絡、模糊理論和專家技術主要技術可以很好解決傳統方法遇到的問題，大幅提升故障診斷準確率，進而成倍的提高生產效率，減少損失。

3.3對電氣控制過程中的有效應用進行分析

在電氣技術逐漸現代化的的今天，電氣控制過程起著相當重要的作用，確保電氣化系統穩定高效的運行一直以來都是業界和學界所面臨的難題。電氣控制對技術人員的操作過程要求是非常嚴格，具體操作步驟也很復雜繁瑣。如何提高其操作效率是相關研究工作人員一直潛心研究最求的階段性目標。而人工智能的出現有效地解決了這些問題，人工智能借助于計算機或自動計算等核心技術，實現了代替部分需要人類智能額的負責勞動。界面化的形式不僅可以簡化了日常操作過程中操作流程，而且還可以了對電氣系統進行遠程控制及其操作。此外還可可對某些重要信息或資料進行及時地儲存，以方便日后進行查閱，通過此技術還可自動進行表報的生成，大幅度降低了人力物力資源的投入，大幅提高工作效率及其精確度。人工智能在電氣自動化中的應用主要在專家系統控制、神經網絡控制以及模糊控制等方面。其中模糊控制此過程主要是通過電氣傳統過程中的直流及交流傳動的作用而得以實現的。一般情況下電氣直流傳動控制過程中模糊邏輯控制主要包括了Mamdani和Sugeno。在具體應用中，前者大多數是用來進行調速控制，后者則屬于前者的一個例外情況。而在交流傳動過程中等相關問題的應用而大多用模糊控制器取代傳統的常規調速控制器從而更好的實現控制功能。

3.4對控制及保護功能進行實現

目前比較廣泛運用的人工智能能實現對所有開關量、模擬量數據實時自動采集與處理，并能按照設計者預先設計好的要求進行定時批量的整理和存貯。還可以通過運用圖像生成軟件對于電氣系統進行歷史運轉情況進行真實畫面模擬顯示。電流、電壓、隔離開關、斷路器等電機設備的運轉狀態的到直觀形象的反應，一目了然。操作人員可以根據實際情況進行相關數據的分析及建立圖表。這里需要注意的是因為圖像和畫面比正常的字符數據所要占用的系統資源更多，因此也需要考慮實際控制端設備的硬件條件是否符合需求，這樣可以避免因控制終端因生成圖像等需要耗費大量運算資源而導致系統其它重要控制程序的運行不穩定或者卡死的情況發生。實現了對各主要設備的模擬量數值、實際開關狀態的實時智能監視掛牌檢修功能，有事故報警越限和狀態變化事件報警，順序記錄系統中的各項事件，并進行在線分析負序量計算等。綜合集成了聲光、語音、電話圖象等多模式同時或選擇性報警。在操作控制方面，智能化技術是技術人員可以通過鍵盤或鼠標實現對隔離開關，斷路器等的現場或者遠程控制，勵磁電流的調整。順序記錄并實時對模擬量故障進行錄波，相關波形捕捉，開關量變位，在線參數設定及修改，保護定值包括軟壓板的投退。運行管理操作票專家系統，自動保存運行日志，隨時備查，自動生成報表的及存儲或打印，描繪系統運行曲線等。圖3人工智能的控制功能示意圖。

3.5在電力系統自動化中應用

在火力發電廠中，通常有順序控制和開關控制兩部分構成輔助系統的工藝流程。隨著人工智能科技的不斷進步，社會對電力行業在生產中要保持穩定性和流暢性的要求不斷提高，現在很多大型的電力企業均將PLC控制系統逐步代替輔助系統中的比較傳統落后的繼電控制器。通過PLC控制系統可以一方面對某個工藝流程進行實時的控制，另一方面協調全廠的安全生產。火力發電廠輸煤系統有上煤、儲煤、卸煤、配煤以及輔助系統等幾個部分共同構成。輸煤控制系統由主站層、現場傳感器和遠程IO站三部分組成連貫的網絡體系結構。其中由人機接口和PLC共同構成主站層，少許工作人員在設置有主站層的集控室內，通過系統的顯示屏以自動控制為主手動控制為輔對系統進行監視和控制，大幅可以提高發電企業生產效率。由于PLC的在發電廠里的廣泛應用，以往的實物元件大部分可以用軟繼電器來代替，既提高了系統的可靠性，又節省了電力企業的設備零配件的投入。隨著PLC技術的應用，實現了電廠不同發電機組在供電系統之間自動切換，供電的可靠性和穩定性得到很大程度上提高是不言而喻的。圖4為NEMS智能綜合監控系統。

4結語

綜上所述，隨人類社會不斷的發展進步要求生產力更加先進，隨著科學技術的不斷飛速發展，微電子技術、軟件技術的不斷進步更多的科研成果開始運用到生產生活中來，這也促進了人工智能技術的進步。人工智能的實現在相當長時期內仍應保持軟件和硬件齊頭并進的發展。軟件方面,越來越多的新的開發工具不斷涌現，使人工智能越來越方便地被設計運用于各種領域。硬件方面，隨著電子集成技術工藝的不斷更新換代，人工智能芯片控制能力更強悍，性能覆蓋性更全面好、價格也變得更低廉。這些良好的條件都有利于人工智能技術更全面更快速應用實際生產生活中。人工智能諸多方面應用都體現了一個高度自動化的特征。提高機械的人類意識化能力，使其具備擬人化感知能力、行為能力和思維能力的強化控制自動化即為人工智能技術的核心主題。所以在未來時間里將人工智能化技術廣泛大量應用在電氣工程自動化控制中將會是一個新的發展趨勢，我們有理由相信電氣自動化控制在有人工智能技術廣泛融入下將有廣闊的發展前景，進而更好的為人類社會服務。

本文作者：朱金芳 單位：浙江工業職業技術學院