供水设备机械电气自动化人工智能控制技术研究

供水设备机械电气自动化人工智能控制
技术研究
摘要：在进入新世纪以来，人工智能与自动化成为了社会各界广泛关注的焦点，在各行各业中都得到了广泛应用，特别是针对供水设备来说，通过发挥出人
工智能技术的优势，能够在实现工作效率提升的同时，为人们的生活提供更大的
便利。

在人工智能技术的应用下，工作人员的工作复杂性得到了有效控制，同时
实现了工作质量的提升，能够满足当前社会的发展需求，实现供水企业的稳定运行，创造更大的经济效益。

关键词：供水设备；人工智能控制；电气自动化
引言
在社会经济快速发展的同时，技术水平也在不断提升，特别是在城乡智能供
水系统中，人工智能技术的应用十分广泛，提高了传统控制系统效率。

从电气自
动化控制系统的构建来看，人工智能技术的应用价值很高，可以显著提升工作质量。

基于此，必须要强化供电设备机械电气自动化人工智能控制技术的研究工作，明确其带来的优势，探究其在供水设备机械电气自动化控制中的具体应用措施，
为供水系统的稳定高效运行奠定坚实的基础。

1人工智能技术相关概述
从上世纪中期开始，人工智能就已经受到了人们的广泛关注，在社会科学技
术水平不断提升的情况下，自动化、数字化以及智能化水平不断提升。

人工智能
主要是借助计算机系统与各行业之间的融合，实现社会生产力的提升，人工智能
前期主要是从智能化与数字化的角度出发，彼此之间存在着十分密切的联系[2]。

在我们日常生产与生活中，人工智能作为其中的重要组成，在改善人们生活水平
方面起着至关重要的作用，比如在生产活动中，自动化人工智能技术能够控制各
种机器，实现自动化与计算机技术的结合，进而转变为人工智能。

2人工智能控制器算法
2.1 PID算法的基本原理
PID是比例作用、积分作用、差动作用的简称。

PID算法是目前控制领域中
应用最多的一种算法，它通过对 ID算法的原理进行了分析，在此基础上，通过
设定一个输入目标，通过比例调节、积分调节、微分调节三个阶段来实现对水的
温度进行调节，通过调节装置，使水温达到预定的数值。

PID算法具有快速提高
水温的能力（利用比例、积分、微分等算法）和保持恒定的温度。

2.2 PID算法
PID算法在实际应用中，由于材料的不同，其散热效果也不尽相同，有高的
散热率，也有低的。

而且，当加热到一定的温度时，比如30℃，余温和余温都会
将水加热，这样的话，水温就不会保持在一个恒定的范围内，所以，为了满足生
产的需求，就必须设定一个错误比率 p，然后根据最初设定的 Kp （比例因子）
来调节，这样，水温就会保持在30℃。

比如，供水设备的水温要保持在30摄氏度，而在10摄氏度，如果将误差设定在1℃，则第一次的偏差值为30-10=20°，则需要提高Kp×20=20°。

第二个错误为30~20=10，需要提高 Kp*10=10 ，以此
类推。

这样做可以获得更为精确的温度测量曲线，但温度曲线并非陡然升高，而
是有一个向上的过程。

2.3非线性过程的 PID控制
传统的 ANN方法难以保证其收敛性，通常采用非线性函数逼近器。

该方法无
需确定被试的模型，即可对个体的研究对象进行建模和分析。

PID算法在遇到诸
如给水设备的机械控制等特定问题时，往往要重新构建数学模型进行估计，不但
效率低，而且对系统的稳定性也有一定的影响。

所以，在智能控制器的设计中，
通常会先改进 PID算法，然后对其进行控制，因为 PID算法难以控制算法的错误。

比如，在 PID算法中，输出= P+ I+ D，若 I减小，则难以消除静态误差，
而采用非线性方法，提高了精度。

由于各参量间的相互影响，因此，决定了比例
动作K1= I/t，差动动作K2=(I-I/t) D,(t：设置变量），因此，输出公式变成：输出= P (K1+K2)+(I+K2)，并将其与最佳 PID控制进行比较。

由于采用了非线性
函数逼近器，该控制器能够克服传统算法所不能解决的问题，而且对新技术、新
数据的适应能力强，在机器配置不高的情况下，可以对智能控制器进行改进和扩充，从而达到智能化控制的目的。

3供水设备机械电气自动化控制中人工智能控制器应用价值
针对不同类别的人工智能控制器来说，需要构建不同的研究手段，比如神经
算法、模糊神经算法以及遗传算法等，在供水设备机械电气自动化控制当中，主
要从非线性函数近似器的研究出发，开发与研究人工智能。

相较于普通函数估计
来说，人工智能非线性函数计时器的优势十分明显。

首先，如果采用普通函数估
计器，在开展研究当中容易受到不确定因素的影响，危及供水设备的稳定性，但
是在非线性函数近似解的应用修改，则不需要构建研究对象模型，能够为个别对
象的研究提供便利条件，实现电气自动化控制系统应用水平的提升。

其次，研究
者能够结合实际需求，合理的调整供水机械设备的性能，实现供水设备适应性的
提升。

最后，相较于普通函数估计与控制器来说，人工智能非线性函数近似器可
以更为便利的进行数据调节，只需要获取到供水设备中的数据以后，就可以开展
人工智能技术设计，简化设计过程。

4供水设备机械电气自动化控制中人工智能技术的应用
4.1 电气控制领域应用
在当前的诸多领域当中，人工智能技术都有着广泛的应用，可以显著实现城
市供水控制效率的改善，同时降低运行成本。

在开展电气控制当中，主要从神经
网络控制以及专家系统两方面出发，其中专家控制需要建立在专家系统基础之上，将其集成在控制技术中。

此外，模拟人脑神经元的活动，能够做到网络神经通知，当前诸多技术与领域都积极的开展网络神经控制技术，为人工智能技术的发展奠
定了坚实基础。

4.2 供水设备中的应用
在针对实际情况开展研究以后发现，城市供水系统中所涉及的影响因素众多，需要多学科的共同努力，对技术人员的能力与综合素养提出了更高要求。

在现阶
段城市供水管理人员中，需要具有较强的个人素养，提升自身的专业知识水平。

在推动城市供水系统问题解决的过程中，人工智能控制的应用更为广泛，能够在
替代人工操作以后，实现控制水平的提升，改善故障处理的效率与质量，降低系
统控制成本。

4.3 故障处理中的应用
通常来说，在城市供水控制系统运行中，如果出现工作人员控制不当，没有
严格按照操作规范运行的情况，则会使得城市供水控制系统产生事故，加大故障
发生几率，使得企业产生经济损失。

但是在传统故障诊断过程中，所采用的方法
比较复杂、繁琐，无法对故障产生的原因进行准确诊断。

比如在变压器故障在很
短中，传统油溶气诊断技术的应用，不仅会产生大量的物力与人力耗费，同时在
诊断结果方面也存在误差。

这就需要充分发挥出人工智能控制技术的优势，在故
障诊断中，应对各种类型的故障，实现安全事故发生几率的有效控制，促进城市
供水系统控制质量与效率的提升。

结语
综上所述，在各行各业的发展中，人工智能技术的应用十分广泛，实现了生
产效率的提升，同时也创造了更高的经济收益。

人工智能作为自然学科与社会学
科的交叉，属于边缘学科，所涉及到学科内容比较复杂，包括控制论、不定性论、心理学、计算机科学以及认知科学等内容。

在供水设备机械电气自动化控制过程中，人工智能技术的应用，能够有效的降低人力资源成本，实现供水设备运行效
率的提升，同时可以有效的降低供水设备的故障率，为供水企业的稳定健康发展
提供保障。

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