【人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用探究（任務(wù)書+開題報(bào)告+論文）14000字】

緒論1.1研究背景及意義1.1.1研究背景隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展，信息技術(shù)也開始實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源需求有力地促進(jìn)了人工智能技術(shù)在電氣自動化中的發(fā)展。此外，許多學(xué)者和工程技術(shù)人員已經(jīng)深入研究了人工智能在電氣工業(yè)自動化相關(guān)工作過程中的重要應(yīng)用。人工智能技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用主要針對電氣技術(shù)，工程技術(shù)和人工智能技術(shù)的全面應(yīng)用。這就需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識相互融合，才能將人工智能技術(shù)應(yīng)用到實(shí)處。然而，電氣自動化中有工作經(jīng)驗(yàn)的工程人員往往并不具備全面和系統(tǒng)的理論知識儲備，而具有專業(yè)知識的研究人員卻缺乏相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)。這也就不難理解，人工智能在電氣自動化實(shí)際應(yīng)用中難以發(fā)揮其作用的原因了。1.1.2研究意義人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用可以有效地提高電氣控制的水平和效率。特別是將人工智能應(yīng)用于電氣工程自動化，使員工能夠更有效地收集，處理和利用設(shè)計(jì)過程中的數(shù)據(jù)。這意味著通過人工智能技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，不僅大大降低了員工的操作難度，而且還降低了人為因素對數(shù)據(jù)采集造成的影響。同時(shí)，隨時(shí)記錄相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作的良好發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在人工智能的監(jiān)督和控制下，系統(tǒng)可以自動控制電氣自動化系統(tǒng)的運(yùn)行，并在出現(xiàn)問題或緊急情況時(shí)提醒相關(guān)人員，以便通知員工調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。社會的快速發(fā)展對人工智能提出了更高的要求，并在分析的基礎(chǔ)上，探索符合當(dāng)代人工智能發(fā)展的新控制理論體系。電氣設(shè)計(jì)過程的優(yōu)化也是非常有必要的。我國明確提出將人工智能深度融入實(shí)體經(jīng)濟(jì)，為實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域的加速全面發(fā)展做好準(zhǔn)備。力爭在人工智能的國際競爭中占據(jù)一席之地。為此，必須擁有一個(gè)健康和諧的環(huán)境來發(fā)展人工智能技術(shù)。研究人工智能的應(yīng)用問題符合新時(shí)期社會的發(fā)展要求。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1人工智能的發(fā)展尼爾遜教授在美國斯坦福大學(xué)任職期間，提出了人工智能的理念，在他看來人工智能包含了眾多領(lǐng)域?qū)儆谥匾闹R合集，針對這些支持的點(diǎn)要進(jìn)行獲取和應(yīng)用合理人工智能的技術(shù)，屬于重要的科學(xué)內(nèi)容，這種機(jī)器人作為重要的載體，需要使用人工智能技術(shù)，讓機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)自我表達(dá)這種思維方式和人類類似這種特點(diǎn)也代表了人工智能的本質(zhì)。分析人工智能期間需要考慮到人類的行為思維特點(diǎn)，以此作為基礎(chǔ)，通過分析人工智能的知識獲取途徑和表達(dá)方式，還能夠掌握人工智能的使用原理。通過分析人工智能技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷，我們可以看出人工智能主要可以分成兩個(gè)階段，分別是孵化階段以及發(fā)展階段。WarrenMcCulloch跟WaterPits構(gòu)建出了人工神經(jīng)元模型，這也是較早的孵化期成果。唐納德.海布對于規(guī)則進(jìn)行了更新，同時(shí)使用新的方法對神經(jīng)元的連接長度進(jìn)行了修改。2名普林斯頓的研究生在1951年研究出了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，這也是當(dāng)時(shí)的第1臺新型計(jì)算機(jī)，同時(shí)還有AI智能程序。亞里斯多德曾經(jīng)也提出過演繹法的原則，其中的三段理論在現(xiàn)今社會應(yīng)該有很多使用。通常情況下人工智能主要有三種發(fā)展階段，第一個(gè)階段從1950年到1960年此時(shí)概念性得到了發(fā)展，主要集中在陳述邏輯、謂詞邏輯和啟發(fā)式搜索算法提出的邏輯推理的機(jī)器翻譯上。其中，人工智能的名字誕生于1956年，來自美國數(shù)學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、心理學(xué)、信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的幾位杰出青年學(xué)者舉行了一次歷史性的聚會。麥卡錫一起討論并正式采用了“人工智能”一詞。因此，一門研究如何使用機(jī)器模擬人類智能的新學(xué)科誕生了。然而，1969年的國際人工智能聯(lián)合會議標(biāo)志著國際上對人工智能的承認(rèn)。第二階段是1976年到1980年，費(fèi)根鮑姆在1977年召開的國際人工智能會議上最早提出了知識工程的理論。從那時(shí)起，各種各樣的系統(tǒng)為人們進(jìn)行深入的研究，也有很多可以應(yīng)用于商業(yè)化。在提出一系列專家系統(tǒng)后，由于半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)計(jì)的快速發(fā)展，所以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方式也得到了大量應(yīng)用。隨后知識專家的系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的發(fā)展，在人類的多個(gè)領(lǐng)域都已經(jīng)產(chǎn)生了較大的價(jià)值，為我們創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，專家系統(tǒng)也存在一部分的局限性問題，比如缺少最基本的常識，無法獲取新的知識，應(yīng)用領(lǐng)域并不多，沒有進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問，數(shù)據(jù)庫比較有限的這些弊端都讓人工智能發(fā)展遇到了瓶頸，現(xiàn)階段人們要求多學(xué)科多領(lǐng)域的應(yīng)用，這些都屬于專家系統(tǒng)的新特點(diǎn)，在此期間需要使用多種人工智能語言，通過多種姿勢表達(dá)和多種推理機(jī)制，他能夠更新人工智能的優(yōu)點(diǎn)，使用這種策略進(jìn)行控制，所以專家系統(tǒng)的外殼并不適用，在此之間需要考慮到專家系統(tǒng)的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境。因此我們需要提升設(shè)備的運(yùn)算能力，所以在這一方面人工智能技術(shù)逐漸開始突破，分布式網(wǎng)絡(luò)降低了人工智能的計(jì)算成本。第三階段已經(jīng)進(jìn)入認(rèn)知智能時(shí)代。信息技術(shù)以數(shù)據(jù)為中心，自20世紀(jì)末開始獨(dú)立研究，特別是自2006年以來，主要信息技術(shù)巨頭提出了更深入的學(xué)習(xí)。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人工智能應(yīng)用的場景開始增加，在人工識別、語音識別、視覺感知等方面都可以實(shí)施深度學(xué)習(xí)算法，這一領(lǐng)域也取得了相應(yīng)的成就。移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在目前受到人們的普遍歡迎，所以互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也迎來了新的局面，這種紅利將會逐步失去。在全球范圍內(nèi)，各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭開始重視人工智能的發(fā)展，同時(shí)也制作出了人工智能生態(tài)系統(tǒng)，比如2017年5月份蘋果將當(dāng)時(shí)的人工智能公司格構(gòu)數(shù)據(jù)收購了下來，并使用人工智能分析機(jī)制處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，從而將這些數(shù)據(jù)完成轉(zhuǎn)化。2014年谷歌公司宣布收購Deepmind，并且開始關(guān)注獨(dú)立思考軟件的研發(fā)。2016年10月，公司再次宣布要實(shí)施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，在從移動優(yōu)先向人工智能優(yōu)先轉(zhuǎn)變。Facebook目前擁有了全球最好的實(shí)驗(yàn)室以及機(jī)器學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，在許多產(chǎn)品方面都可以搭載這種技術(shù)。2016年9月，Alphabet，IBM，F(xiàn)acebook，與亞馬遜微軟進(jìn)行了合作，共同成立AI合作伙伴組織，蘋果公司在2017年也加入了這一組織。人工智能技術(shù)在中國也進(jìn)入迅速發(fā)展的階段。百度于2013年創(chuàng)建深度學(xué)習(xí)研究院，是世界上第一個(gè)以高等教育命名的研究機(jī)構(gòu)。2016年，“天智”平臺被研發(fā)出來，主要是平臺級的人工智能解決模式，在智能機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、智能終端、物聯(lián)網(wǎng)等方面都有涉及。2016年，騰訊公司宣布進(jìn)軍人工智能領(lǐng)域，開始設(shè)置實(shí)驗(yàn)室，對于語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、語音識別、計(jì)算機(jī)視覺等方面進(jìn)行布局，同時(shí)在社交網(wǎng)絡(luò)游戲平臺等方面進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展。阿里巴巴在人工智能方面也關(guān)注了工業(yè)腦，電子腦等推出了多種機(jī)器學(xué)習(xí)的平臺。中國最大的旅游應(yīng)用軟件滴滴出行(DidiChuxing)也致力于深入研究、人機(jī)交互、計(jì)算機(jī)視覺和智能駕駛技術(shù)。香港科技大學(xué)迅飛注重智能語音識別技術(shù)，并且在這一方面擁有很多市場份額。Hyconway利用人工智能技術(shù)在安全領(lǐng)域進(jìn)行了研發(fā)。1.2.2電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了快速的大規(guī)模發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源需求有力地促進(jìn)了人工智能技術(shù)在電氣自動化中的發(fā)展。此外，許多學(xué)者和技術(shù)人員已經(jīng)研究了智能技術(shù)在電氣自動化和自動化研究工作中的應(yīng)用。目前人工智能在我國電氣自動化中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：如何將人工智能技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化的維護(hù)和檢修，降低系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)，從而減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，加強(qiáng)電氣自動化缺陷問題的檢測工作從而提高檢測的準(zhǔn)確性和故障管理的有效性，從而降低維護(hù)檢修的成本。人工智能技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用主要針對電氣技術(shù)，工程技術(shù)和人工智能技術(shù)的全面應(yīng)用。這就需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識相互融合，才能將人工智能技術(shù)應(yīng)用到實(shí)處。然而，電氣自動化中有工作經(jīng)驗(yàn)的工程人員往往并不具備全面和系統(tǒng)的理論知識儲備，而具有專業(yè)知識的研究人員卻缺乏相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)。這也就不難理解，人工智能在電氣自動化實(shí)際應(yīng)用中難以發(fā)揮其作用的原因了。隨著人工智能控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣自動化控制方法已被計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)所取代，這些控制系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)有效地集成和優(yōu)化各種電氣資源，其控制模式相比于傳統(tǒng)控制模式更加方便，并且由于計(jì)算機(jī)輔助控制模式的高效性，還縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間并降低了生產(chǎn)成本。我國大多數(shù)電氣自動化公司都引入了智能技術(shù)來提高企業(yè)效率和生產(chǎn)力，但我國的人工智能技術(shù)起步晚于發(fā)達(dá)國家，并沒有激勵(lì)機(jī)制和容錯(cuò)糾錯(cuò)機(jī)制，我國智能技術(shù)的發(fā)展始終落后于國際水平。1.3主要研究內(nèi)容本文主要是研究人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用，首先對人工智能技術(shù)的內(nèi)涵和特點(diǎn)展開分析，就人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行探討，其次通過人工智能專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、建立智能化現(xiàn)場控制體系等角度分析了人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用，最后借助案例分析了人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用。2人工智能技術(shù)相關(guān)簡述2.1人工智能技術(shù)的內(nèi)涵人工智能簡稱為“AI”，1956年人工智能正式被大眾所熟知，人工智能技術(shù)在學(xué)術(shù)研究當(dāng)中是一個(gè)集合多種的技術(shù)，這其中包括了行為、神經(jīng)、控制、心理等多個(gè)方面。人工智能最為主要的就是為了通過模擬人腦從而做出一些判斷和決策，并通過人工智能使設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化的操作等方面。人工智能能夠?qū)D像、語言、編程進(jìn)行識別以及處理，是目前社會當(dāng)中最具有發(fā)展的行業(yè)之一。人工智能技術(shù)在現(xiàn)代社會當(dāng)中逐漸完善且發(fā)達(dá)，相關(guān)的技術(shù)更是不斷涌出，一些大型數(shù)據(jù)分析以及超強(qiáng)的計(jì)算能力是目前人工智能技術(shù)發(fā)展的重要方向。2.2人工智能技術(shù)的特點(diǎn)現(xiàn)代社會人工智能技術(shù)主要在生活、生產(chǎn)等方面應(yīng)用的居多，并且展現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢。人工有著快速的學(xué)習(xí)能力以及信息處理能力。并且在學(xué)習(xí)能力上奠基人Hinton曾經(jīng)提出深度學(xué)習(xí)能力是人工智能技術(shù)的革命支出，并提出了反向計(jì)算方法，通過反向計(jì)算方法有效的降低了人工智能的錯(cuò)誤率，隨著錯(cuò)誤率的降低，糾錯(cuò)過程所耗費(fèi)的計(jì)算量就同神經(jīng)元的數(shù)量形成了正比。伴隨著神經(jīng)元的增加傳統(tǒng)硬件便不能滿足人工智能技術(shù)的硬件需求，反而反向傳播的計(jì)算降低了神經(jīng)元的需求，同時(shí)也在技術(shù)上解決了硬件技術(shù)不足的問題，提高了人工智能的計(jì)算能力，并且在語音、圖像等方面的識別得到了階梯式的成長。逐漸形成了高效、快速的處置能力，因此人工智能技術(shù)在目前已經(jīng)可以對模糊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，且處理過程能夠更大程度模擬人腦，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確核對，將零散信息通過整理轉(zhuǎn)變成既定信息，這個(gè)過程當(dāng)中能夠按照人腦思考方式得出結(jié)果，并通過不同類型信息的關(guān)聯(lián)，得出精確計(jì)算后的數(shù)據(jù)，對于人們生活當(dāng)中起著至關(guān)重要的作用。2.3人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢2.3.1受干擾因素小人工智能可以通過思維模擬并快速執(zhí)行結(jié)果的可行性分析，從而可以在電氣自動化的實(shí)際功能內(nèi)完成最佳操作模式的選擇和參數(shù)的精確設(shè)置。確保高效率的運(yùn)行。該系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的電子控制器：它不需要計(jì)算人工公式和模型參數(shù)，這些參數(shù)由人工智能自行定義設(shè)定，而且可以根據(jù)內(nèi)部運(yùn)行情況自行選擇，無需人為干預(yù)，可以最大限度地減少外部因素。因此，這種操作方式將更加靈活，有效地提高了電氣的操作水平和靈活性，并簡化了操作流程?？偟膩碚f，傳統(tǒng)控制器在構(gòu)造模型中遇到許多不確定因素，這往往會對控制器模型產(chǎn)生不利影響。例如，控制器模型在定義參數(shù)時(shí)會經(jīng)過一些修改，計(jì)算參數(shù)時(shí)會有不同類型的值，但人工智能控制器的設(shè)計(jì)是構(gòu)建動態(tài)模型，對精準(zhǔn)性有特定的標(biāo)準(zhǔn)，對外部環(huán)境的要求要少得多。2.3.2設(shè)計(jì)思路簡單傳統(tǒng)的控制器一般都是需要按照固定模型來制作，對于產(chǎn)品參數(shù)的變動則會使控制器更加麻煩。不僅如此，傳統(tǒng)控制器在手設(shè)計(jì)上還有這眾多需要克服的困難，就比如在電路分配上，就要考慮排除干擾、保持平衡等方面，并且傳統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)又比較復(fù)雜。但人工智能的控制器就并不需要針對多個(gè)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)上就大大的降低了難度，從而提高了效率。2.3.3控制性能優(yōu)越電氣自動化當(dāng)夜，最為核心的就是控制器的使用。而隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，人工智能技術(shù)在自動化控制當(dāng)中的運(yùn)用逐漸增多。其中人工智能最為重要的就是通過控制器來控制，對于不同的數(shù)據(jù)有著不同的操作方法，對于傳統(tǒng)控制器來說，靈活性更高。這種控制方式，能夠更大程度的節(jié)省人工，甚至不需要針對加工方案進(jìn)行制定，人工智能控制器完全可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)來完成內(nèi)容。此外，人工智能控制器對于數(shù)據(jù)的處理相比傳統(tǒng)控制器則有著非常大的差距，人工智能對于微調(diào)的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整和分析，并且在精確度上高于傳統(tǒng)控制器非常之多，對工作效率以及質(zhì)量的提高有著重要的幫助。2.3.4使用更加便捷在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，傳統(tǒng)控制器對于一些較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤率比較高，而長時(shí)間的使用傳統(tǒng)控制器就會造成資源上的浪費(fèi)以及操作難度較大的問題。但人工智能技術(shù)不但能夠?qū)崿F(xiàn)自動化調(diào)整，更能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)微數(shù)據(jù)的變化，從而在生產(chǎn)上適應(yīng)程度更高，資源更節(jié)省，對于一些專業(yè)知識掌握不強(qiáng)的人員，也能夠根據(jù)語言進(jìn)行設(shè)計(jì)，上手性更強(qiáng)。人工智能技術(shù)能夠全面的替代傳統(tǒng)控制器，在短時(shí)間內(nèi)能夠解決大量的設(shè)計(jì)工作，并能夠明顯的解放勞動力，且在人力上能夠降低更多的成本，提高了生產(chǎn)、管理效率，使企業(yè)能有長期有序的發(fā)展。2.3.5減少人力成本傳統(tǒng)電氣自動化中使用的程序很麻煩，并且還有復(fù)雜的電氣設(shè)備，例如：電線及其變壓器。由于設(shè)備數(shù)量眾多，需要特殊人員進(jìn)行維修和整理，以及維護(hù)機(jī)器。設(shè)備的工作量很大，同時(shí)人力和財(cái)力資源非常昂貴。但人工智能技術(shù)可以大大簡化其設(shè)備數(shù)量，設(shè)備的維護(hù)工作就變得相當(dāng)簡單了，可以節(jié)省這些維護(hù)代理的支出，從而可以實(shí)現(xiàn)人力資源的最佳分配。在電氣自動化中使用自動化設(shè)備可以盡可能地節(jié)省資源和能源消耗。首先，由于人工智能下的電氣產(chǎn)品降低了生產(chǎn)不合規(guī)的風(fēng)險(xiǎn)，這使得可以很大程度上確保每個(gè)產(chǎn)品的合格率，從而直接減少由產(chǎn)品故障引起的生產(chǎn)浪費(fèi)。其次，人工智能不需要通過傳統(tǒng)的控制器控制，如電纜和變壓器所需的操作設(shè)備，由于其抗干擾能力比傳統(tǒng)的控制器的高得多，降低了失敗的頻率。最后，作為現(xiàn)代高科技產(chǎn)品的人工智能將受到設(shè)計(jì)過程中現(xiàn)代綠色生產(chǎn)文化概念的影響。同時(shí)，它還必須保證公司利潤的整體改善，以便在耗盡時(shí)能源消耗量大大降低。在傳統(tǒng)的控制器中，公司的投資成本降低，從而可以獲得更大的利潤。3人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用體現(xiàn)3.1人工智能專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是以前工業(yè)的一種重要的智能發(fā)展形式，具有諸如時(shí)事、互操作性、可靠性和便利性等特點(diǎn)。經(jīng)過調(diào)節(jié)電氣自動化過程的優(yōu)化控制系統(tǒng)。專家操作系統(tǒng)主要應(yīng)用原理是根據(jù)電氣設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳和識別處理，從源頭上控制整個(gè)人工智能算法，確定控制周期。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常訊息的時(shí)候，專家系統(tǒng)能做到操控人工智能計(jì)算方法，迅速思考診斷，并實(shí)施對應(yīng)的解決方法。這項(xiàng)技術(shù)在電力系統(tǒng)里重要運(yùn)用是LISP處理器，把當(dāng)時(shí)的信息和底層信息并行處理，提高算法運(yùn)算的準(zhǔn)確性。假設(shè)專家系統(tǒng)使用技術(shù)研發(fā)和保護(hù)系統(tǒng)，在一定的條件下提升了電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的一致性。專家系統(tǒng)可以補(bǔ)充電智能控制系統(tǒng)，控制和預(yù)測系統(tǒng)的總體功能，第一時(shí)間解決問題。經(jīng)過啟發(fā)優(yōu)化，計(jì)算機(jī)允許專家系統(tǒng)預(yù)先預(yù)測和確定分配系統(tǒng)中接地電容器和電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)位置，這可以幫助整體電氣系統(tǒng)還有電氣設(shè)備的計(jì)劃，做到降低線損和投資成本。3.2人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)人工的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有著多輸入、多輸出的作用，能做到電氣系統(tǒng)的并行整合。它有著強(qiáng)大的并行計(jì)算作用，能最大限度地提高工作效率。以電氣自動化中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制為例，經(jīng)過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，在軸承中加入模糊邏輯控制設(shè)備，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的計(jì)算程序，完成控制電機(jī)還有交流變頻。假如是相對大的電氣系統(tǒng)，運(yùn)用人工神經(jīng)元系統(tǒng)，能夠提升工作的效率。神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的基本概念是調(diào)節(jié)認(rèn)知模型，盡可能縮小輸出的差異。在電氣工程里，人工神經(jīng)元獲得了一致認(rèn)同和使用。在電力系統(tǒng)中，利用各種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以完成在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的自動檢查和控制，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；人工神經(jīng)網(wǎng)可以模仿未來不確定系統(tǒng)事故的出現(xiàn)，在緊急的狀況下，人工智能可以幫助選擇最好的解決方法。假如是多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以用非線性優(yōu)化方式預(yù)知電壓電流的正弦波形聯(lián)系，以保確?？茖W(xué)高效的功率匹配。依據(jù)人工神經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備可以自助習(xí)慣網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，盡可能的保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。3.3建立智能化現(xiàn)場控制體系電氣自動化的控制系統(tǒng)構(gòu)建和組合很繁雜。在實(shí)際的使用中，每個(gè)步驟都需要嚴(yán)謹(jǐn)按照自動操作的過程一步步實(shí)行，盡最大的可能性簡單化它的功能性。把大數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)等新技術(shù)有效融合組成了人工的智能技術(shù)，因此使自控控制的操作更加簡便。此為增強(qiáng)自動化設(shè)備控制成效的最好途徑，而提高設(shè)備的運(yùn)行效率和質(zhì)量是關(guān)鍵。比如，在污水處理工廠的運(yùn)作管理中，大部分的錢財(cái)都作為了電能消耗的支持。所以，使用人工智能的技術(shù)對污水處理廠的運(yùn)行電耗進(jìn)行管理是重要的關(guān)鍵點(diǎn)。構(gòu)建智能現(xiàn)場控制的系統(tǒng)，能夠提升每個(gè)操作環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)性，也能夠預(yù)測水質(zhì)處理，還可以做到對水質(zhì)的在線監(jiān)測，對提升污水處理工廠其智能化很有幫助。3.4人工智能技術(shù)在日常操作中的應(yīng)用伴隨工業(yè)現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，對電氣設(shè)備的要求也持續(xù)增多。所以，電氣設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)對在工作中起著非常重要的作用。在電氣自動化的操作當(dāng)中，電氣設(shè)備的平時(shí)運(yùn)行要依照操作流程的指揮，來做到規(guī)范化運(yùn)作。在以往的電氣運(yùn)行當(dāng)中，大部分的工作都得人為進(jìn)行。因?yàn)橛械牟僮飨喈?dāng)繁雜，人力操作會浪費(fèi)很多的時(shí)間和體力。除此之外，因?yàn)椴倏匾髧?yán)格規(guī)范，一旦工作失誤，就會造成巨大的損失和后果。所以，在電氣設(shè)備運(yùn)行中運(yùn)用人工智能技術(shù)是完善電力工業(yè)生產(chǎn)的好方法，能夠簡化往常繁雜的操控，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行效率的有效提高。在此同時(shí)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用還可以大大的降低因?yàn)槿藶楫a(chǎn)生的失誤，防止出現(xiàn)故障問題或發(fā)生事故。由此可見，人工智能的技術(shù)的運(yùn)用對電氣設(shè)備平時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和穩(wěn)定性有良好的見效，電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效果也可以得到很大的提升。4人工智能技術(shù)在電氣自動化功能中的應(yīng)用分析在電氣自動化的設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)非常重要。電氣自動化的設(shè)計(jì)相對復(fù)雜，主題多樣。因此，在設(shè)計(jì)人員的工作階段時(shí)，應(yīng)遵循實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)踐，需要掌握整個(gè)操作過程，分析關(guān)鍵點(diǎn)以防止不正確的操作，并快速找出各方容易出現(xiàn)的問題，進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。電氣設(shè)備在運(yùn)行階段不需要人工檢查，智能技術(shù)是電氣設(shè)備正常運(yùn)行的重要保證。由于采用了智能監(jiān)控技術(shù)，電氣設(shè)備可以在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)上添加自動報(bào)警的操作，確保設(shè)備的有序，高效運(yùn)行，避免重大事故的發(fā)生?？梢粤私獾剑δ芄收线^濾技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用過程中也非常重要，因?yàn)樵谶\(yùn)行階段，可以記錄基礎(chǔ)設(shè)備的故障記錄，然后可以智能捕獲波形，從細(xì)節(jié)到整體提升了效率和科學(xué)性，提高了工作效率。4.1信息收集信息收集是電力系統(tǒng)發(fā)展的重要部分，有效運(yùn)用信息收集功能能夠有效的促進(jìn)電氣自動化的運(yùn)行，終端系統(tǒng)需要從系統(tǒng)中收集關(guān)于系統(tǒng)和軟件環(huán)境運(yùn)行情況以及設(shè)備狀況的信息，包括操作時(shí)間、故障情況、環(huán)境溫度和警報(bào)信號。將人工智能運(yùn)用到電氣自動化中，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，進(jìn)行智能識別，運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行信號識別，加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的效率?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的電氣自動化，如圖4-1所示?；谟?jì)算機(jī)技術(shù)和編程理論實(shí)現(xiàn)的人工智能控制，通過電氣設(shè)備的智能操作，解決了人腦工作不足的問題，降低了勞動力成本，并提高了工作效率。通過將AI技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化，提高設(shè)備運(yùn)行的科學(xué)性和穩(wěn)定性，并優(yōu)化了設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。圖4-1基于人工智能技術(shù)的電氣自動化控制系統(tǒng)4.2信息傳輸由測試儀器和解決方案系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)信息必須發(fā)送到數(shù)據(jù)處理服務(wù)中心。傳輸數(shù)據(jù)路徑一般是雙向數(shù)據(jù)發(fā)送。在用戶收到相關(guān)信息后，處理中心必須將執(zhí)行指示退回設(shè)備。因此，信息無線傳輸技術(shù)是完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制管理系統(tǒng)控制基本功能的重要關(guān)鍵。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電纜設(shè)備是主要的數(shù)據(jù)傳輸通信設(shè)備（語音信號、視頻、光學(xué)電纜和軸線電纜）。根據(jù)系統(tǒng)模板、傳輸節(jié)點(diǎn)距離和其他影響因素，選擇不同的數(shù)據(jù)運(yùn)輸處理方式，以利于確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確速度和傳輸質(zhì)量，避免編碼混淆和誤編碼、信息數(shù)據(jù)丟失、信息混亂和及早發(fā)送。必須確保控制單位、能源供應(yīng)、自由化和系統(tǒng)通信之間的協(xié)調(diào)。4.3信息分析在檢測和控制過程中，控制系統(tǒng)必須分析和處理終端軟件發(fā)送的信息，通過數(shù)據(jù)庫發(fā)送收集信息，并將信息處理的結(jié)果送回終端。一些無法自動處理的問題，需要員工通過系統(tǒng)協(xié)調(diào)處理。首先，通過人工智能技術(shù)的合理應(yīng)用，員工可以更好地了解電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。有以下細(xì)節(jié)：將人工智能技術(shù)應(yīng)用于電氣設(shè)備管理，對于提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率非常重要，可以很好提高電氣設(shè)備管理效率。在實(shí)際操作中，可以根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，大大提高電氣設(shè)備的可管理性，優(yōu)化系統(tǒng)資源分配，使電氣管理系統(tǒng)更安全可靠。其次，在使用人工智能技術(shù)控制電氣管理系統(tǒng)時(shí)，可以根據(jù)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的狀態(tài)自動調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)，通過分析系統(tǒng)的異常狀態(tài)，可以及時(shí)調(diào)控系統(tǒng)。目前，大多數(shù)電氣設(shè)備都有自動控制，但控制過程比較復(fù)雜，需要大量的設(shè)備和較多的工作人員。而智能化技術(shù)的優(yōu)勢在于單功能電氣設(shè)備可以控制多個(gè)儀器和系統(tǒng)，精簡設(shè)備的數(shù)量，減少人為分析環(huán)節(jié)，使得整個(gè)流程更加科學(xué)。因此，與傳統(tǒng)的自動控制設(shè)備相比，可以省去一部分設(shè)備并且也大大減少了所使用的人工成本。4.4診斷控制人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用也很重要，但在實(shí)際應(yīng)用中，需要注意以下兩點(diǎn)：一是電氣設(shè)備不能進(jìn)行正常工作時(shí)，設(shè)備需要立即進(jìn)行故障測試，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的起因，為后續(xù)故障排除爭取更多時(shí)間。其次，在此過程中，與傳統(tǒng)的手動方式相比，人工智能技術(shù)更加高效，利用人工智能技術(shù)診斷故障設(shè)備，可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題，快速找到具體原因，提高診斷效率。當(dāng)使用電氣設(shè)備時(shí)，將不可避免地發(fā)生故障，并且在故障發(fā)生之前和之后將出現(xiàn)一些跡象，即借助各種故障癥狀的標(biāo)識，確定故障類別及其位置，迅速找到和消除故障。因此，在設(shè)備出現(xiàn)故障之前，通過標(biāo)識檢測是否存在故障是非常重要的。一旦檢測到故障跡象，就可以通過癥狀標(biāo)識識別故障類型，對故障發(fā)生的位置及時(shí)定位和糾正，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。5人工智能技術(shù)在某發(fā)電廠電氣自動化控制中的應(yīng)用案例5.1應(yīng)用概況某火力發(fā)電廠擁有6臺主交流變壓器，5臺直流發(fā)電機(jī)和一臺備用高壓總線備用直流變壓器，輸出直流電壓主要分三個(gè)直流等級，即南北兩端35kv高壓母線，東西兩端10kv高壓母線和110kv高壓母線一端，通過高壓總線控制開關(guān)和備用變壓器互相連接。發(fā)電機(jī)組的最大輸出能源電壓為6kv，廠家使用電流可借助高壓電抗器進(jìn)入發(fā)電機(jī)端。主控和抑制室裝置可以同時(shí)控制五臺高壓發(fā)電機(jī)的所有電氣控制部件。每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)都分別配有一個(gè)立式鍋爐驅(qū)動控制室及泵和氣機(jī)驅(qū)動控制室，使用戶和控制室的信號相互連接。5.2人工智能在發(fā)電廠機(jī)組中的應(yīng)用對發(fā)電廠機(jī)組進(jìn)行的改造，上海新華動力控制工程有限公司生產(chǎn)的DCS熱控系統(tǒng)，采用河北省電力試驗(yàn)研究所研發(fā)的自動控制設(shè)備進(jìn)行模糊控制。原始控制系統(tǒng)以汽溫控制系統(tǒng)為例，如圖5-1所示。采用串級PID控制系統(tǒng)，噴水前溫度作為主PID的測量值，噴水后的溫度作為子調(diào)節(jié)器的測量值，其定值是主調(diào)節(jié)器的輸出，并且子調(diào)節(jié)器的輸出受到控制。此調(diào)整方案有非常大的缺點(diǎn)存在：圖5-1原主汽溫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）控制系統(tǒng)參數(shù)不易調(diào)整，無法根據(jù)負(fù)載的變化調(diào)整，負(fù)載變化時(shí)整體的測量質(zhì)量下降。（2）串級控制系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是由于積分飽和使系統(tǒng)控制量一直增大，從而導(dǎo)致誤差變大，并且自調(diào)節(jié)反應(yīng)緩慢：當(dāng)參數(shù)改變時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)質(zhì)量下降。（3）傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器中存在比例作用，積分作用和微分作用等影響，容易相互干擾。設(shè)備經(jīng)過改造后，在初始調(diào)試期間采用了原機(jī)組的單元控制策略，即PID串級控制方案，運(yùn)行時(shí)間超過一個(gè)月，調(diào)節(jié)質(zhì)量與原機(jī)組的調(diào)節(jié)質(zhì)量大致相同，然后采用模糊控制策略。如圖5-2，控制方案采用模糊調(diào)節(jié)和常規(guī)PID調(diào)節(jié)，表示為主汽溫度設(shè)定值與主汽溫度偏差值，得出差值e，即獲得間隙的變化率。圖5-2模糊控制系統(tǒng)原理框圖對偏差變化率等精確量進(jìn)行模糊化，并且執(zhí)行模糊檢索根據(jù)場來獲得模糊輸出的范圍內(nèi)，再對模糊輸出進(jìn)行精確的量化，而模糊的輸出作為PID調(diào)節(jié)器的偏差輸入。噴水后溫度作為PID輸出端的預(yù)施加信號。對系統(tǒng)進(jìn)行模擬和測試，并在調(diào)整參數(shù)后，將應(yīng)用于主汽溫，中間汽溫和再加熱汽溫。根據(jù)仿真結(jié)果，模糊控制比PID控制對受控對象參數(shù)的變化具有更好的適應(yīng)性，當(dāng)對象模型的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化時(shí)，模糊控制也可以獲得更好的控制效果。根據(jù)運(yùn)行情況，控制效果比改造前的PID控制策略顯著提高。以主汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例，采用串級PID控制時(shí)，穩(wěn)態(tài)精度為±3℃，負(fù)載變化時(shí)為±6℃，并且很容易因?yàn)榉e分飽和增大誤差；改造后，穩(wěn)態(tài)精度±1.5℃，負(fù)載變化時(shí)±4℃。該系統(tǒng)還對外部干擾具有強(qiáng)烈的抑制作用，確保在啟動和停止磨煤機(jī)時(shí)，主汽溫不會出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。由于處在測試階段，對其性能無法完全掌握，參數(shù)的微調(diào)不準(zhǔn)確，所以汽溫的穩(wěn)態(tài)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，需進(jìn)一步調(diào)整參數(shù)。熱控系統(tǒng)的改造，只是更換原設(shè)備，它就不會產(chǎn)生非常大的改造效果，主汽溫采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)，由于控制精度的提高，主蒸汽的溫度增加，降低超溫現(xiàn)象的出現(xiàn)概率，降低了煤耗，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，確保了機(jī)組的安全運(yùn)行。5.3人工智能在電氣設(shè)備控制中的應(yīng)用科學(xué)自動化技術(shù)的發(fā)展降低了運(yùn)行成本，模糊控制在電子控制設(shè)計(jì)過程中有許多應(yīng)用。模糊控制基于模糊語言變量和論證，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)，模糊控制是被控對象的模糊模型，電子控制系統(tǒng)由模糊控制器控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。圖5-3模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過有意義地應(yīng)用人工智能技術(shù)，這個(gè)問題可以有效避免如下：首先，基本的人工智能算法用于自動控制電子設(shè)備產(chǎn)生的信息自動控制效果，同時(shí)，簡化設(shè)備控制和改進(jìn)設(shè)備操作，提高設(shè)備的安全和效率。其次，人工智能的使用還可以有效地簡化電氣設(shè)備的控制接口，使員工更容易發(fā)出操作指令，這大大簡化了數(shù)據(jù)的分類、存儲和檢索。5.4人工智能在系統(tǒng)升級改造中的應(yīng)用整個(gè)系統(tǒng)為完整的電氣系統(tǒng)，包括5套發(fā)電機(jī)變壓器，6kV電源系統(tǒng)，勵(lì)磁系統(tǒng)和人工智能調(diào)節(jié)器。在轉(zhuǎn)換過程中，保護(hù)屏和原控制面板被拆除，微型電腦的保護(hù)和控制裝置被更換?？刂泼姘宓牡谝粋€(gè)自動注射裝置及保護(hù)裝置和微反應(yīng)器和自投裝置的測量和控制取代了電抗器的溫度和直流信號控制：在相應(yīng)的控制柜中拆除原有的微機(jī)保護(hù)測控裝置，并相應(yīng)安裝新裝置，設(shè)置工廠電度表并安裝在相應(yīng)的控制柜內(nèi)，以保護(hù)設(shè)備的電源。經(jīng)過系統(tǒng)的升級改造，原始控制臺和屏幕顯示基本已經(jīng)消除，更換成計(jì)算機(jī)工作站和微機(jī)監(jiān)測控制屏幕。此外，全面地考慮電氣操作人員的工作習(xí)慣，使用人工操作參數(shù)，完善電氣設(shè)備管理，將事故率和故障率降到最小化，系統(tǒng)運(yùn)行安全操作水平和自動化操作水平得到顯著提高。此外，通過合理規(guī)劃安排，擴(kuò)大了主控室的控制范圍，使工廠的管理更加科學(xué)，提高了管理效率。模擬值的智能