人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用
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电气自动化控制领域中的人工智能技术应用，就是打造具 有人一部分的处理问题、判断问题的能力的电气控制系统，以 此来提高生产能力，为产业结构的优化调整提供强有力的技术 支持。在世界各国掀起人工智能热潮时，我国开始“863”计划， “863～306”主体的名称是“智能计算机系统”，其任务就是在充 分挖掘现有计算机潜力的基础上，分析现有计算机在应用中的 缺陷和“瓶颈”，用人工智能技术克服这些问题，从而建立更为 和谐的人机环境。
0 引言
人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的职能 的理论、方法、技术级应用系统的一门新的技术科学［1］，在工 程、技术研究等领域很多方面都有广泛的应用，为国民经济的 发展和人类生活的改善作出了巨大的贡献。以下将对人工智能 技术在电气自动化控制方面的应用作一探讨。
1 人工智能控制优势分析
人工智能控制的方法有很多种，对于不同的控制类型通常 采取不同的控制方法。人工智能主要利用人工智能函数近似器 加以处理［2］，例如 AI 控制器，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。它具有很多常规函数估计 器所不具备的优势：（1）设计思路简单。人工智能的设计不需要 控制对方的模型，而传统的古典控制器要在对方的模型上加以 设计，并且存在的不确定因素较多［3］，例如很难得到控制对象 的精确动态方程，参数变化，非线性时往往不知道，也是造成传
LM117
ADJ
R1
VZ
R3 （c）
［参考文献］
UO ［１］ 赵大海．不平衡电压对三相异步电动
机 运 行 的 影 响［Ｊ］． 科 技 信 息 ，２ ０１２
R2
（１８）
［２］ 黄露．基于 ＦＰＧＡ 的步进电机控制系统
设计与实现［Ｄ］．重庆大学，２０１１
［３］ 刘宝志．步进电机的精确控制方法研究
［Ｄ］．山东大学，２０１０
该系统的主要组成部分包括：AI－808 人工智能调节器、控 制接触器组、变频器、压力变送器、水泵、阀门等。其工作原理框 图如图 1 所示。由于水泵的功率较大，因此基于经济视角分析 的前提下，仅选用了 1 台变频器，供水系统中 3 台水泵其中 2 台可采用变频调速，这样一来，当某台水泵出现故障或进行维 护时，可切换至另外 1 台继续变频控制。系统运行过程中，变频 器不实施多台水泵切换控制方法，而是固定控制于某一台水 泵。这样一来不但提高了其可靠性，而且还可有效避免因频繁 切换对变频器及系统造成的各项不良冲击。另外还必须考虑其 检修及灵活性等方面的问题，基于此，系统可依照手动的方式 来选择 2 台水泵中的其中 1 台变频运行，或者可以减少某 1 台 水泵长期低频运行导致的损耗。
统古典控制器的弊端。（2）控制器的性能得以提高。人工智能控 制器改变了相关参数，例如响应时间、下降时间等，性能得到很 大的提高。比如，现在使用的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。（3）简单容易操作。 古典控制器存在着调节能力差的缺陷，而人工智能控制器相对 而言降低了控制难度，对新信息和数据的适应能力也得到了改 进。在不具备相关专业知识的情况下，也可以通过相关信息提示 进行设计，相对而言简单且容易操作。
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C1
R2 5 kΩ
240 Ω
UO UI
R1
C3 +
C2
（a）
（b） 图 3 电源设计
图 3 中，由电源板提供的 +15 V 电源，经 NE555 时基电路
振荡逆变，开关变压器 PT1 4 个次级绕组输出 4 组互相隔离的
15 V 直流电压，供驱动 IC 的供电，所提供的电压基本满足需要
的电压。
3.3 脉 冲 源设 计 在此电路中，当 R1＝R3 时，R2 调至中心点，因充放电时间基本
相等，其占空比约为 50%，此时调节 R5，仅改变频率，占空比不 变；如果将 R2 调至偏离中心点，再调 R5，不仅会改变频率，对占空 比也有一定的影响，R2 仅对占空比有影响，对频率无影响。
4 结语
三相反应式步进电机在工业生产等诸多领域应用广泛，驱 动器在步进电机的运行中起着十分重要的作用。科学设计三相 反应式步进电机驱动器，必须先弄清步进电机的基本工作原 理，掌握步进电机驱动控制原理。实践证明，该设计符合低功 耗、高效率、高稳定性等要求，系统运行稳定可靠。
步进电机驱动器功率输出电路的形式同变频器主电路相 似。每一路皆由 2 只 IGBT 管做推挽式输出，在管子上也反向 并联了二极管，以提供反向电流的通路，保护其安全。过流保护 信号由 AR1、BR1 2 只电阻上的电流信号转化为电压信号，经 后级保护电路处理送入单片机。+5 V、－5 V 还作为保护电路的 双电路供电。一路 +15 V 电源，经 PIC 和 PT1 转化为四路 15 V 电源，供四路驱动电路用。 3.2 系 统 电源 设 计
系统的电源设计与使用对整个系统的稳定性、可靠性也起 着至关重要的作用。如果所采用的系统电源缺乏良好的稳定 性、可靠性，就会使控制系统出现控制失误，导致步进电机运转 失灵。因此，本系统全部采用笔者设计的电源，如图 3 所示。
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+Байду номын сангаас
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Sheji yu Fenxi◆设计与分析
人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用分析
孙中建 卜留军
（江苏河海科技工程集团江苏河海电气有限公司，江苏 泰州 225400） 摘 要：对人工智能控制优势进行了分析，并以 AI 人工智能调节器在恒压供水中的应用为例，阐述了该系统的线路原理、实现方案 及应用效果。 关键词：电气自动化；人工智能技术；控制
收 稿 日 期 ：2012－08－07 作 者 简 介 ：冯志华（1968—），男，黑龙江佳木斯人，机械工程 师，研究方向：机械加工。
机电信息 2012 年第 33 期总第 351 期 137
设计与分析◆Sheji yu Fenxi
2 案例分析
输出模块，大大降低了投资成本。
下面以 AI 人工智能调节器在恒压供水中的应用为例，来 对其人工智能技术的各项参数进行设计分析。 2.1 AI 人 工 智能 调 节 器基 本 工 作原 理
0 引言
人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的职能 的理论、方法、技术级应用系统的一门新的技术科学［1］，在工 程、技术研究等领域很多方面都有广泛的应用，为国民经济的 发展和人类生活的改善作出了巨大的贡献。以下将对人工智能 技术在电气自动化控制方面的应用作一探讨。
1 人工智能控制优势分析
人工智能控制的方法有很多种，对于不同的控制类型通常 采取不同的控制方法。人工智能主要利用人工智能函数近似器 加以处理［2］，例如 AI 控制器，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。它具有很多常规函数估计 器所不具备的优势：（1）设计思路简单。人工智能的设计不需要 控制对方的模型，而传统的古典控制器要在对方的模型上加以 设计，并且存在的不确定因素较多［3］，例如很难得到控制对象 的精确动态方程，参数变化，非线性时往往不知道，也是造成传
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R3 （c）
［参考文献］
UO ［１］ 赵大海．不平衡电压对三相异步电动
机 运 行 的 影 响［Ｊ］． 科 技 信 息 ，２ ０１２
R2
（１８）
［２］ 黄露．基于 ＦＰＧＡ 的步进电机控制系统
设计与实现［Ｄ］．重庆大学，２０１１
［３］ 刘宝志．步进电机的精确控制方法研究
［Ｄ］．山东大学，２０１０
该系统的主要组成部分包括：AI－808 人工智能调节器、控 制接触器组、变频器、压力变送器、水泵、阀门等。其工作原理框 图如图 1 所示。由于水泵的功率较大，因此基于经济视角分析 的前提下，仅选用了 1 台变频器，供水系统中 3 台水泵其中 2 台可采用变频调速，这样一来，当某台水泵出现故障或进行维 护时，可切换至另外 1 台继续变频控制。系统运行过程中，变频 器不实施多台水泵切换控制方法，而是固定控制于某一台水 泵。这样一来不但提高了其可靠性，而且还可有效避免因频繁 切换对变频器及系统造成的各项不良冲击。另外还必须考虑其 检修及灵活性等方面的问题，基于此，系统可依照手动的方式 来选择 2 台水泵中的其中 1 台变频运行，或者可以减少某 1 台 水泵长期低频运行导致的损耗。
统古典控制器的弊端。（2）控制器的性能得以提高。人工智能控 制器改变了相关参数，例如响应时间、下降时间等，性能得到很 大的提高。比如，现在使用的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。（3）简单容易操作。 古典控制器存在着调节能力差的缺陷，而人工智能控制器相对 而言降低了控制难度，对新信息和数据的适应能力也得到了改 进。在不具备相关专业知识的情况下，也可以通过相关信息提示 进行设计，相对而言简单且容易操作。
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C1
R2 5 kΩ
240 Ω
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C3 +
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（a）
（b） 图 3 电源设计
图 3 中，由电源板提供的 +15 V 电源，经 NE555 时基电路
振荡逆变，开关变压器 PT1 4 个次级绕组输出 4 组互相隔离的
15 V 直流电压，供驱动 IC 的供电，所提供的电压基本满足需要
的电压。
3.3 脉 冲 源设 计 在此电路中，当 R1＝R3 时，R2 调至中心点，因充放电时间基本
相等，其占空比约为 50%，此时调节 R5，仅改变频率，占空比不 变；如果将 R2 调至偏离中心点，再调 R5，不仅会改变频率，对占空 比也有一定的影响，R2 仅对占空比有影响，对频率无影响。
4 结语
三相反应式步进电机在工业生产等诸多领域应用广泛，驱 动器在步进电机的运行中起着十分重要的作用。科学设计三相 反应式步进电机驱动器，必须先弄清步进电机的基本工作原 理，掌握步进电机驱动控制原理。实践证明，该设计符合低功 耗、高效率、高稳定性等要求，系统运行稳定可靠。
步进电机驱动器功率输出电路的形式同变频器主电路相 似。每一路皆由 2 只 IGBT 管做推挽式输出，在管子上也反向 并联了二极管，以提供反向电流的通路，保护其安全。过流保护 信号由 AR1、BR1 2 只电阻上的电流信号转化为电压信号，经 后级保护电路处理送入单片机。+5 V、－5 V 还作为保护电路的 双电路供电。一路 +15 V 电源，经 PIC 和 PT1 转化为四路 15 V 电源，供四路驱动电路用。 3.2 系 统 电源 设 计
系统的电源设计与使用对整个系统的稳定性、可靠性也起 着至关重要的作用。如果所采用的系统电源缺乏良好的稳定 性、可靠性，就会使控制系统出现控制失误，导致步进电机运转 失灵。因此，本系统全部采用笔者设计的电源，如图 3 所示。
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Sheji yu Fenxi◆设计与分析
人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用分析
孙中建 卜留军
（江苏河海科技工程集团江苏河海电气有限公司，江苏 泰州 225400） 摘 要：对人工智能控制优势进行了分析，并以 AI 人工智能调节器在恒压供水中的应用为例，阐述了该系统的线路原理、实现方案 及应用效果。 关键词：电气自动化；人工智能技术；控制
收 稿 日 期 ：2012－08－07 作 者 简 介 ：冯志华（1968—），男，黑龙江佳木斯人，机械工程 师，研究方向：机械加工。
机电信息 2012 年第 33 期总第 351 期 137
设计与分析◆Sheji yu Fenxi
2 案例分析
输出模块，大大降低了投资成本。
下面以 AI 人工智能调节器在恒压供水中的应用为例，来 对其人工智能技术的各项参数进行设计分析。 2.1 AI 人 工 智能 调 节 器基 本 工 作原 理