人工智能在电气工程自动化中的应用——论文

人工智能在电气工程自动化中的应用摘要：随着社会不断的进步和人类生活水平不断的提高，信息自动化技术日益发达，人类经济生活更加智能化的要求越来越高，现在计算机技术已经贯穿在技术生产的各个方面，电气自动化如同人脑的程序，主要通过编程模仿人脑实现自动化，技术不断的改进促使电气自动化优化设计过程中逐渐引进了人工智能技术，电气自动化的革新需要人工智能技术推动，代替传统的方法解决自动化系统中复杂的问题，帮助人们省去一些时间去做其他的有益事情。

关键词：人工智能电气工程自动化一、人工智能应用理论分析人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。

它是研究、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做出反应的智能机器，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等。

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。

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。

人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，它是哲学，认知科学，数学，神经生理学，心理学，计算机科学，信息论，控制论，不定性论，仿生学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。

二、人工智能控制技术的实现大致有下面几步：第一步，数据信息的采集和处理：首先采集设备端的开关量和模拟量等数据，然后对这些数据进行处理或者按照某种格式进行存储。

第二步，界面展现：对设备和系统的运行状态进行显示，同时显示电压、电流、隔离开关、模拟量开关状态和一些挂牌检修的功能。

第三步，系统监控和事件报警：对系统中的设备模拟量的大小、开关量的状态等进行实时地智能监控。

一旦有事故发生就向操作人员进行报价。

包含越限、状态变化等报警事件。

同时可以对事件进行顺序记录，对事故的处理方式进行提示或者可以自动处理某类报警事件。

另外，报警的方式可以有多方式，比如语音、电话、声光、图像报警等功能。

第四步，操作控制的实现：操作人员可以通过鼠标、键盘等终端对断路器、电动隔离开关等进行远程智能控制。

某一个操作可以同时完成多种复杂功能，简化了操作人员的操作流程，同时也减少了人为的生产事故。

控制系统还可以对操作人员的控制权限进行设置，不同级别的人员可以做不同的操作，这样就可以达到各级人员按权限值班管理的目的。

第五步，设备故障的录波：包含开关量变位，模拟量故障录波，顺序记录，波形捕捉等。

三、人工智能在电气自动化中的应用现状电气自动化设备的优化设计非常复杂，传统的电气产品设计需要运用经验知识手工进行，在对电气设备的优化的过程中常会涉及到电磁场、电机电气等比较专业的知识，在实际过程中需要反复的进行探索，很难得到最优的设计方案。

而当人工智能应用到电气自动化设备的优化设计中，其CAD技术减少了电气设备的设计难度，大大缩短了产品的开发周期，提高了设计的工作效率和产品的质量，实际生产的产品的数量和质量都证明了这一点。

人工智能在电气自动化中的应用上主要有以下几个方面：1、在电气产品优化设计中的应用在电气工程中，电气设备的设计是一个复杂的过程，不仅涉及到电气自动化专业的各个学科和内容，还对设计人员的经验有着较高要求，只有实现科学设计、经验和知识的有机融合，才能保证设计出来的电气产品的科学性。

人工智能的出现则为电气设备的设计带来了曙光，有效解决了很多依靠人脑也无法快速解决的繁琐计算和模拟过程，大大提高了工作效率，缩短了设计周期，而设计出来的产品也越来越具有实用性和科学性。

专家系统主要用于开发性设计，遗传算法则用于优化设计，在设计过程中，设计人员应当具备丰富的智能软件应用能力和设计经验，以根据不同情况运用不同算法设计出高质量产品。

2、在电气设备故障诊断中的应用在电气设备故障诊断中，人工智能技术中的模糊理论、人工神经网络和专家系统的应用比较广泛，应用范围主要为变压器、发电机、电动机等的故障诊断。

以前我们常常面临的问题是，当电气设备出现问题或故障的时候，总是表现出比较复杂的症状，采用传统处理手法难以对问题做出准确判断和查找，人工智能技术则很好解决了上述问题，比如发电机的设备故障具有非线性、不确定性和复杂性特征，传统诊断方法准确率非常低，而通过人工智能技术中模糊理论和专家系统的综合应用，能够大大提升故障诊断的准确率。

图1:人工智能的诊断方法3、在电气产品智能控制中的应用人工智能技术在自动化的控制领域的研究已经非常成熟，但是电气自动化设备的控制领域里人工智能技术的运用目前还是比较少。

这是整个行业非常期待和研究的一个大方向。

人工智能技术在控制领域的应用主要有下面三种：神经网络控制、模糊控制、专家系统控制。

我们以专家系统为例，它是一个对专业知识要求非常高的程序系统，其储存着大量某个专业技术领域的专家知识，这些知识经过预先学习总结和分析，然后按照一种特定的模式记录，同时该系统还有模拟领域专家对实际问题解决时所用的推理机制。

专家系统首先对录入的数据通过预先总结的专家知识进行推理，最后给出决策和判断，所以在理论上，它解决问题的能力在一定程度上可以达到该领域专家的水平。

专家系统的研究是人工智能技术中非常活跃的一个领域，它可以涉及到社会中各个领域，只要需要领域专家工作的地方，就可以对专家进行模拟，对专家知识进行总结，开发出专家系统提高工作效率。

4、在电气设备维护中的应用对于配电线路中的电力设备，要加强管理和维护工作，及时排除设备中存在的安全隐患。

对于故障较小的设备，可以采取维修和保养的方式进行处理，而对于故障较大或者存在高风险性的设备，如果条件允许，要进行更换，近似计算，所以在电力系统中，模糊逻辑主要被应用于潮流计算、系统规划和模糊控制中。

此外，在电力系统运行中，日常操作和管理工作也很重要，如果在日常操作中应用人工智能技术，采用家用电脑就能实现系统操作，有利于简化工作流程，优化操作界面，而系统还能自动进行日志和报表的生成、保存，这就使得系统操作更加简便，更加具有可视性，大大提高了系统日常操作的效率，对于保证系统的安全、可靠运行有着积极作用。

5、在电力系统中的应用专家系统（ES）、人工神经网络（ANNS）、启发式探索、模糊理论在电力系统中的应用较为普遍。

其中，ES是一个非常复杂的程序系统，集大量规则、知识、经验于一身，通过对系统中特定领域的专家知识以及专业经验对问题进行判断和分析，然后模拟专家决策过程，处理需要依靠专家来解决的问题，当然，在使用专家系统时，应当根据实际情况更新系统中数据库、知识库、规则库中的数据和信息，以适应电力系统应用需要。

ANNS的学习方式非常灵活，存储方式也是完全分布式的，被广泛应用于大规模信息的处理中；具有很强的识别能力和分类能力，在足够的驯良样本中，ANNS能够对模型进行合理分类，并对输入进行合理选择，以此来构建不同季节的周、日预测模型，在电力系统短期负荷的预测中发挥着非常重要的作用；ANNS与元件关联分析的结合能够实现对复杂电力系统的故障诊断，并对故障进行定位和识别。

由于模糊逻辑具有非常强的计算能力，能够快速、准确地完成高难度的数学斜、变形甚至断裂倒塌的现象。

四、人工智能控制的优势1、受其他因素影响小传统古典控制器在进行模型构建时往往会受到众多不确定因素的不利影响，比如模型设置参数的变化，计算中不同数值的类型等，而电气自动化中的人工智能设计却不需要获得精确的动态模型，也不需要指定对参数等或环境的特殊要求，总体来看，受外界的影响较小。

2、相关参数便于调节对人工智能的相关参数进行适当调整，可以有效提升智能函数的性能，与传统的控制器比较而言，人工智能控制更便于调节，并且简单易学，适应能力强，就算专家不在现场指导，人工智能控制器也能够参照合理的数据，运用语言和响应的信息来进行设定，同时设定的参数也可以简单根据情况进行修改与扩展，方便而快捷。

3、具有优良的一致性传统的控制方法是基于特定的目标和具体的设计，所以针对特定对象，这种控制方法的控制效果非常好，但对其他对象的控制效果则就无法保证。

与传统的控制方法相比，电气工程中的人工智能控制具有优良的一致性，向系统内输入任何未知的数据也可以产生很高的估计，有些影响因素甚至可以忽略，此外，智能化设定程序将提升产品的规范性，确保产品性能的一致。

4、操作过程中出现的误差小由于人工智能技术在运行过程基本不受外界的影响，加之其本身的抗干扰能力就很强，所以系统之前所设定的参数在操作过程中一般不会发生变动，从理论上讲这些参数会一直保持在一个值上而不会发生变化，所以实际值与理论值相差太多的现象就不会发生。

5、有效节省人力物力在传统的电气操作中要涉及到很多的电气设备，机器、线路、变压器等，甚至是一个车间布满了各种性质的电线或电缆等，杂乱无章，这每台机器都有需要工作人员的看管和调制才能正常的发挥功能，这些线路也只有梳理才能各尽其能，是一个很复杂的整体，所以这就需要大量的人力资源，而人工智能化技术，机器的本身就具有数据分析能力不用外接很多线路利用其他设备来检测其性能，并且在技术人员的控制下都是自动化运行省去了很多繁琐的工作，所以解放了人力资源。

五、人工智能控制技术的发展趋势人工智能系统在我国的电气自动化控制中应用研究刚刚开始，但是已经有了良好的发展前景，目前电气自动化系统中人工智能技术的控制方法充分利用了人工神经网络系统、专家和模糊集理论，目前混合智能即综合多种智能技术成为人工智能技术的重要发展方向之一，分布综合智能技术在处理故障时具有分类精度高和更好的模式识别能力，为故障的诊断开拓出了新的领域。

总之，随着先进的计算机编程系统推动着自动化生产，人工智能在自动化方面的发展不仅可以促进电气自动化控制领域的全面进步，更推动了自动化控制的发展进步，因此电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持，利用人工智能技术提高人类的机械意识能力，强化电气自动控制，更能对电力系统中存在的种种故障做到排除，促进人工智能技术在不断地向前发展，开拓出新的方向，在电气自动化控制中，通过智能技术的全方面理论应用使得人们的生活水平不断提高。

六、结语在电气工程自动化控制系统应用中的人工智能技术，从其本质上来讲就是一种高科技的现代计算机控制技术，这种技术可以最大限度地在电气工程自动化控制中发挥作用，促进优化设计，诊断故障和智能控制。

但这一新兴技术的应用还存在一些不完善的地方，仍然存有改进的余地，这取决于在实践中及时发现问题及时总结问题，来更好的发挥人工智能在电气工程中的作用。