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人工智能技术在电气工程自动化中的运用

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  • 更新日期:2015-01-06 10:50
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  随着我国经济和工业的快速发展,传统的自动化技术已经难以满足整个电气工程业发展的需求,在电气工程领域引入人工智能(Artificial Intelligence, AI)技术己经成为了提高电气工程自动化水平的必然要求人工智能技术的运用实现了电气工程自动化控制方式质的飞跃,它通过模仿人脑收集、分析、处理和反馈信息的过程,从而实现了电气自动化控制,并且还有效填补了早期自动化控制技术的缺陷,推动了整个电气工程业的发展。此外,人工智能技术还能够有效应对电气自动化控制过程中产生的诸多不确定因素,即使输入到控制系统中的是一个陌生数据,也可以产生精度较高的估计值,从而使系统处理非线性问题的性能大大提高,保证了电气自动化控制的质量和效率。因此,人工智能技术的研究和运用对推动电气工程自动化的发展意义巨大。

  从本质上来说,人工智能技术可以算作是计算机科学的一个分支,它最大的特点就是类人,是模仿人类智慧而创造出来的,其最终目的是能够模仿人的思维进行控制决策。近年来,随着计算机技术和智能信息处理技术(如人工神经网络、模糊控制、遗传算法和专家系统等)的不断发展和完善,人工智能技术己经成为了许多工程应用领域不可或缺的重要工具。自动化是电气控制发展的趋势,电气工程自动化的过程可以看作是对控制对象进行信息收集、处理和反馈的过程,而人工智能则是提高处理效率和反馈信息精确度的关键所在。

  在实际工作中,控制对象往往存在诸多不确定性因素,是一个很难用精确数学模型进行描述的非线性系统。而基于人工智能技术设计的AI控制器不需要对被控对象进行精确建模,其一般只需要建立一定的推理规则或按照己有样本数据进行训练,就能获得一个较精确的控制效果AI控制器比常规自动化控制器的适应性更强,即使更换控制对象,AI控制器也可以通过重新定义推理规则或采用新的样本数据重新进行训练来获得较高的控制精度。不仅如此,AI控制器在应对突发事件方面也具有一定的优势,即使输入的是陌生数据,它也可以反馈出一个较合理的结果,并可忽略驱动器对它的影响。
   
  
变电站是整个电气工程的核心部分。在电气工程中利用人工智能技术取代传统的人工操作和人工监视,并且根据变电站的运行状态自动完成相应的控制管理,实现了变电站运行的无人值守化(如图1所示);利用微机设备取代传统的电磁装置,实现了计算机网络信息化;利用计算机电缆取代传统的电力信号,实现了数据传输的自动化,而且效高,准确度高。

  电气工程相关设备的集成性和自动化水平较高,如果出现故障后不能及时得到处理,就会影响整个系统的运行效益。但电气设备一些故障发生的原因往往又比较复杂,采用传统手段又很难对故障进行精确定位,此时如果为了追求效益而进行盲目处理,则有可能引发二次事故,造成严重的损失和危害。此时,如果建立设备运行状态的智能化监测系统,就可以对设备的运行状态进行实时的采集和处理,并通过应用神经网络或模糊推理等技术对电气工程设备中的故障隐患进行诊断和定位,甚至还能给出故障排除方案,从而帮助技术人员快速排除故障。
 
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