智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制的應(yīng)用優(yōu)秀論文
摘要：自動(dòng)化控制是電氣工程中的重要環(huán)節(jié)之一，其水平的高低會(huì)因智能化技術(shù)的高低而產(chǎn)生浮動(dòng)。文章介紹了在電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的特點(diǎn)，從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、故障診斷等方面分析了智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的具體運(yùn)用，以便智能化技術(shù)能夠更為廣泛地應(yīng)用于在電氣自動(dòng)化控制中，從而提高我國(guó)電氣工程的水平。
關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化控制；智能化技術(shù)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；故障診斷系統(tǒng)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行業(yè)也在不斷更新自身的生產(chǎn)技術(shù)。我國(guó)電氣市場(chǎng)在這一背景下得了到快速的發(fā)展，電氣工程在我國(guó)的應(yīng)用也更為廣泛。電氣工程中必不可少的環(huán)節(jié)之一便是自動(dòng)化控制技術(shù)，傳統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)不高使得部分電氣設(shè)備的工作效率難以提高，從而影響了我國(guó)電氣工程的水平。智能化技術(shù)是自動(dòng)化控制中的新興技術(shù)，相比傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)，智能化技術(shù)的工作效率得到大幅提升，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能，同時(shí)還能使我國(guó)電氣工程行業(yè)得到快速發(fā)展。因此我國(guó)應(yīng)向各電力工程企業(yè)推行智能化技術(shù)，擴(kuò)大智能技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用范圍，提高我國(guó)電氣工程的工作效率。
1電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的特點(diǎn)
1.1智能化控制器能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人化操控
電氣工程在實(shí)際運(yùn)用中，傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)要遜于智能化的自動(dòng)化技術(shù)。因此，電氣工程施工企業(yè)更傾向于使用智能化控制器。智能化控制器的控制程度與以下方面有關(guān)：魯棒性變化、響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間。智能化控制器能夠?qū)⑸鲜鲈蚪Y(jié)合并進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證在自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)意外狀況。企業(yè)使用智能化技術(shù)控制并調(diào)整電氣工程中所用的電氣設(shè)備，從而為企業(yè)省去大量人員的'開(kāi)銷，幫助企業(yè)解放大量的勞動(dòng)力。企業(yè)所雇用的員工只需掌握一定技術(shù)便能夠令設(shè)備形成自我調(diào)節(jié)模式，無(wú)需工作人員進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)控或管理。除此以外，工作人員在固定區(qū)域內(nèi)使設(shè)備在無(wú)人控制的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
1.2智能化控制器不需要控制模型
在電氣工程企業(yè)所使用的傳統(tǒng)自動(dòng)化控制器中，自動(dòng)化控制器緊密系數(shù)不高，傳統(tǒng)控制器在具體工作中技術(shù)水平的含量并不高，不能對(duì)含有復(fù)雜動(dòng)態(tài)方程的控制對(duì)象進(jìn)行管理與控制，使自動(dòng)化控制器出現(xiàn)失控的現(xiàn)象，而關(guān)于該控制對(duì)象的所有工作都將受到不同程度的影響，電氣工程進(jìn)度也將因此變得緩慢甚至停止，給電氣工程施工企業(yè)帶來(lái)大量損失。而智能化技術(shù)將設(shè)計(jì)控制對(duì)象模型這一工序直接省略，智能化控制器不再控制模型，因此在電氣工程施工中也不存在對(duì)控制對(duì)象不能進(jìn)行評(píng)估或預(yù)測(cè)的問(wèn)題。
1.3智能化控制器具備較高的一致性
無(wú)論工作人員錄入什么數(shù)據(jù)，智能化控制器都可以對(duì)其進(jìn)行處理，并在處理之后獲得較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。智能化控制器在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中往往會(huì)收到輸入復(fù)雜且使用率不高的數(shù)據(jù)，智能化控制器依舊能夠?qū)υ摂?shù)據(jù)實(shí)施分析評(píng)測(cè)。控制對(duì)象具有較強(qiáng)的變更性且不同的控制對(duì)象在控制器中顯現(xiàn)的控制效果也存在差異。如今，電氣工程中的控制對(duì)象呈現(xiàn)多樣化，智能化控制器也無(wú)法控制所有的控制對(duì)象。盡管智能化控制器能夠在無(wú)人操作的情況下對(duì)大部分控制對(duì)象進(jìn)行有效控制，但智能化控制并不是萬(wàn)能的，工作人員不能利用智能化控制器控制所有的控制對(duì)象。這代表我國(guó)智能化控制器的開(kāi)發(fā)與升級(jí)還有較大的空間，我國(guó)應(yīng)更為積極地開(kāi)發(fā)智能化控制器，為我國(guó)電氣工程行業(yè)的發(fā)展提供幫助。
2智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用
2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中共擁有兩個(gè)子系統(tǒng)：一個(gè)子系統(tǒng)借電氣內(nèi)部動(dòng)態(tài)參數(shù)的協(xié)助對(duì)定子電流進(jìn)行分析與辨認(rèn)；另一個(gè)子系統(tǒng)則借機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行分析與辨認(rèn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的構(gòu)造往往含有多層，并且每一層構(gòu)造都具有前饋性，因此神經(jīng)系統(tǒng)更偏向于運(yùn)用反向?qū)W習(xí)算法。工作人員在使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電氣工程驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及交流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)、檢測(cè)與監(jiān)督過(guò)程中，能夠充分體現(xiàn)出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在使用反向?qū)W習(xí)算法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反向轉(zhuǎn)波算法在電氣工程內(nèi)較為常用，其能夠幫助工作人員有效管理非初始速度以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的變化，也能大幅縮減定位時(shí)間，這是傳統(tǒng)梯形控制所不能比擬的。智能化神經(jīng)中有網(wǎng)絡(luò)函數(shù)估計(jì)器，它具有較高的抗擾性，同時(shí)也具有較好的防噪音能力，其一致性也優(yōu)于一般控制器，無(wú)需控制模型。上述優(yōu)點(diǎn)使得智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模式識(shí)別與信號(hào)處理中的應(yīng)用較為頻繁，對(duì)電氣傳動(dòng)控制起到良好的作用。智能化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使得電氣設(shè)備的診斷系統(tǒng)和條件監(jiān)控決策得以強(qiáng)化，使其使用更為穩(wěn)定可靠。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)兩者的強(qiáng)化，和智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與不同傳感器錄入的并行結(jié)構(gòu)相符有關(guān)。工作人員若希望神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以長(zhǎng)久安全運(yùn)行，需使智能神經(jīng)系統(tǒng)具有以下三個(gè)條件：（1）智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中含有大量的激勵(lì)函數(shù)；（2）智能神經(jīng)函數(shù)內(nèi)含有隱藏層；（3）智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中含有隱藏節(jié)點(diǎn)，如BP網(wǎng)絡(luò)模型（如圖1所示）。工作人員在選擇激勵(lì)函數(shù)和最優(yōu)隱藏節(jié)點(diǎn)以及層數(shù)時(shí)，可使用嘗試法選擇。工作人員能夠通過(guò)反向轉(zhuǎn)波算法調(diào)動(dòng)并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)全沖，以便神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得以長(zhǎng)久安全且流暢地運(yùn)行。
2.2故障診斷及優(yōu)化設(shè)備
如今，計(jì)算技術(shù)的發(fā)展速度加快，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸應(yīng)用于我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域，其中便包括我國(guó)的電氣工程行業(yè)。計(jì)算機(jī)對(duì)我國(guó)電氣工程行業(yè)設(shè)備的更新具有積極作用。電氣工程注重施工企業(yè)的施工效率與施工質(zhì)量，施工企業(yè)若依舊運(yùn)用手工進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，電氣工程的施工不能滿足當(dāng)今社會(huì)的需求。就目前而言，手工設(shè)計(jì)圖紙的弊端逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，有以下兩點(diǎn)：（1）所需時(shí)間較長(zhǎng)；（2）圖紙精細(xì)度不足，容易出現(xiàn)偏差。無(wú)論上述哪一點(diǎn)都會(huì)對(duì)電力工程的施工產(chǎn)生不良的影響。大部分電力工程設(shè)計(jì)人員已開(kāi)始運(yùn)用CAD軟件設(shè)計(jì)圖紙。不僅如此，設(shè)計(jì)人員利用CAD設(shè)計(jì)圖紙能夠在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得大量的資源，如電機(jī)、磁場(chǎng)以及電路的相關(guān)知識(shí)，從而使自身設(shè)計(jì)圖紙的價(jià)值得到提升。工作人員通過(guò)CAD軟件設(shè)計(jì)圖紙，不管電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)圖紙多么復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員都可以在CAD軟件中繪制出來(lái)并保證圖紙數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。工作人員還可以在CAD中引入智能化技術(shù)，使CAD軟件的設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提升。智能化CAD軟件能夠提高工作人員的工作效率，減少我國(guó)電氣設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)時(shí)間，從而使我國(guó)電氣設(shè)備得到優(yōu)化與升級(jí)。遺傳算法是智能化技術(shù)的功能之一，可以進(jìn)行高精度的計(jì)算，工作人員將其運(yùn)用于設(shè)備的升級(jí)與優(yōu)化中能夠使我國(guó)電氣工程中常用的電氣設(shè)備質(zhì)量得到提升。除此以外，工作人員還可以將智能技術(shù)引入電氣工程的電氣設(shè)備中。當(dāng)電氣設(shè)備處在使用中時(shí)，智能控制器便開(kāi)始自動(dòng)檢測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。倘若電氣設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，智能控制器便會(huì)根據(jù)設(shè)備的現(xiàn)存狀況進(jìn)行診斷，排查問(wèn)題并將排查結(jié)果顯示在顯示器中。工作人員根據(jù)顯示結(jié)果組織維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，從而保證在短時(shí)間內(nèi)使電氣設(shè)備得以正常運(yùn)行，減小設(shè)備故障對(duì)電氣工程施工進(jìn)度的影響。
2.3模糊邏輯控制
英國(guó)大學(xué)發(fā)明了模糊控制器并開(kāi)始在電氣工程中使用，實(shí)現(xiàn)電氣化設(shè)備的自動(dòng)化控制，代替原有的傳統(tǒng)PID控制器。模糊控制器往往應(yīng)用于數(shù)字動(dòng)態(tài)觸動(dòng)系統(tǒng)中�，F(xiàn)今模糊邏輯控制應(yīng)用分為M型與S型兩種。上述兩種模糊邏輯控制在具體的應(yīng)用過(guò)程中，M型控制器是唯一可以實(shí)施調(diào)速控制的控制器。無(wú)論是M型還是S型控制器，其本身具有規(guī)則庫(kù)�？刂破鞯囊�(guī)則庫(kù)被人們統(tǒng)稱為ifthen模糊規(guī)則集。模糊集分G與H，其中if為G，Y為H，那么此時(shí)可得W＝（fX，Y）。按照該運(yùn)行規(guī)則運(yùn)行的控制器便是S型控制器。推理機(jī)、非模糊化以及模糊化等安裝部件則是M型控制器的重要組成部分。其中推理機(jī)是M型控制器中必不可少的部分，當(dāng)模糊控制出現(xiàn)在設(shè)備管理過(guò)程中時(shí)，推理機(jī)便會(huì)根據(jù)當(dāng)前狀況進(jìn)行判斷處理。上述兩種控制器的知識(shí)庫(kù)有兩部分，分別為語(yǔ)言控制的規(guī)則庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。規(guī)則庫(kù)本身具有拓寬方式，工作人員在建模過(guò)程中運(yùn)用模糊控制器中的推理機(jī)，同時(shí)借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的推理機(jī)實(shí)施操作，以便對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行有效控制。如模糊控制在DC/DC變換器中的應(yīng)用（如圖2所示）。模糊化具有多種不同的表現(xiàn)形式，可以使工作人員有效地測(cè)量、量化以及模糊化變量。模糊邏輯在電氣工程自動(dòng)化中的運(yùn)用與操作能夠促進(jìn)我國(guó)電氣工程行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。
3結(jié)語(yǔ)
電力工程施工企業(yè)應(yīng)積極將智能化技術(shù)引入電氣工程的施工活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制，從而提高電力工程施工企業(yè)的工程質(zhì)量和生產(chǎn)效率，為我國(guó)電力工程的施工企業(yè)節(jié)省了大量的人力資源，對(duì)企業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。企業(yè)運(yùn)用智能化技術(shù)解決了部分企業(yè)人才短缺的狀況，企業(yè)可以將多余人員抽調(diào)到更為適合的崗位，為企業(yè)節(jié)省了成本，間接增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，使得企業(yè)能夠在嚴(yán)酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中存活下來(lái)，并得到長(zhǎng)久的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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