基于人工智能技术的电气自动化控制研究

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1、基于人工智能技术的电气自动化控制研究基于人工智能技术的电气自动化控制研究积极运用人工智能的新成果无疑有利于电气自动化学科特别是自动控制领域的发展，也有利于提高电气设备运行的智能化水平，对改造电气设备系统，增强控制系统稳定性，加快生产效率都有重大意义。　　1　人工智能应用理论分析　　人工智能是研究，开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法，技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别，图像识别、自然语言处理和专家系统.L.等

2、。自从1956年人工智能一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主，涉及信息论、控制论、自动化、仿生学，生物学、心理学，数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。　　当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面，计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输，传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈，所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配

3、等关键一环，实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。人工智能应用于电气自动化控制领域，就是打造具有人的一部份判断能力、处理能力的电气控制系统，提高生产能力，支持产业结构的调整和优化。　　2　人工智能控制器的优势　　不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解，也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势，这些优势如下：　　(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合，很难得到实际控制对象的精

4、确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素，例如；参数变化，非线性时，往往不知道)。　　(2)通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如：模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍，下降时间快3.5倍，过冲更小。　　(3)它们比古典控制器的调节容易。　　(4)在没有必须专家知识时，通过响应数据也能设计它们。　　(5)运用语言和响应信息可能设计它们。　　(6)它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计)，与驱动器的特性无关。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果十分好

5、，但对其他控制对象效果就不会一致性地好，因此对具体对象必须具体设计。　　(7)它们对新数据或新信息具有很好的适应性。　　(8)它们能解决常规方法不能解决的问题。　　(9)它们具有很好的抗噪声干扰能力。　　(10)它们的实现十分便宜，特别是使用最小配置时。　　(11)它们很容易扩展和修改。　　总之，当采用自适应模糊神经控制器，规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程。但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解，并且找到最简单的拓朴结构配景，自学习迅速，收敛快速。3人工智能的应用现状　　随着人工智能技术的发展，许多高等院校

6、及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计、故障预测及诊断、控制与保护等领域。　　3.1　优化设计　　电气设备的设计是一项复杂的工作，它不仅要应用电路，电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的，因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进，使传统的CAD技术如虎添翼，产品设计的效率及质量得到全面提高。　　优化设计的另一个有力武器是专家系统。

7、但从目前已开发的专家系统来看。总体上仍处于研究阶段，离实用尚有一定距离。将专家系统应用到电机设计领域是从1988年J.H.Garret建立变压器设计专家系统开始的，目前我国沈阳工业大学特种电机研究所研制了永磁直流电动机及永磁同步电动机的设计专家系统；西安交通大学、华中理工大学、东南大学各自开发了异步电动机的设计专家系统，都取得了一定成效。　　3.2　故障诊断　　电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性，用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。　　变压器由于在电力系统中的特殊地

8、位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进