盧曉慶

摘 要：人類智能的特殊性在于它擁有感知能力，思維能力和行為能力三種能力，因此發(fā)展?jié)摿薮蟆６斯ぶ悄苁侵赣扇祟愔圃斐鰜淼摹皺C器”所表現(xiàn)出來的智能。它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機器。電氣自動化是電氣信息領(lǐng)域的一門新興學(xué)科，它主要運用運動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域。人工智能技術(shù)的運用極大地促進了電氣自動化學(xué)科特別是自動控制領(lǐng)域的發(fā)展，提高了電氣設(shè)備運行的智能化，增強了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是對生產(chǎn)技術(shù)的又一次巨大革新。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；應(yīng)用；電氣自動化系統(tǒng)

1 前言

本文首先分析了人工智能應(yīng)用理論，然后闡述了人工智能控制器的特點，最后研究了人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用措施，具有較強的科學(xué)性和理論性，供參考。

2 人工智能應(yīng)用理論分析

人工智能（ArtificialIntelligence），英文縮寫為AI。人工智能也稱機器智能，是一門邊沿學(xué)科，屬于自然科學(xué)和社會科學(xué)的交叉。自從1956年“人工智能”一詞在Dartmouth學(xué)會上提出以后，人工智能研究得到了飛速發(fā)展。二十世紀(jì)七十年代以來被稱為世界三大尖端技術(shù)之一（空間技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能）。也被認為是二十一世紀(jì)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）三大尖端技術(shù)之一。人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科，主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。人工智能是包括十分廣泛的科學(xué)，它由不同的領(lǐng)域組成，它是哲學(xué)，認知科學(xué)，數(shù)學(xué)，神經(jīng)生理學(xué)，心理學(xué)，計算機科學(xué)，信息論，控制論，不定性論，仿生學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科。主要應(yīng)用于智能控制，專家系統(tǒng)，機器人學(xué)，語言和圖像理解，遺傳編程機器人工廠等?？偟恼f來，人工智能研究的一個主要目標(biāo)是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。人工智能不是人的智能，更不會超過人的智能。

3 人工智能控制器的特點

在電氣自動化中應(yīng)用較多的人工智能控制器主要是非線性函數(shù)近似器，如：神經(jīng)算法、模糊理論、模糊神經(jīng)算法和遺傳算法等。采用AI函數(shù)近似器擁有比常規(guī)函數(shù)估計器更多優(yōu)良的特點。

（1）在進行人工智能電氣設(shè)計時不需要得到實際控制對象精確的動態(tài)模型，不需要知道參數(shù)變化、非線性等具體因素；（2）根據(jù)響應(yīng)時間、下降時間或者魯棒特性等進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以提高設(shè)函數(shù)性能：在進行適當(dāng)調(diào)整后，模糊邏輯控制器上升時間是最優(yōu)的普通PID控制器的1.5倍，而下降時間則比PID快了近3.5倍左右，并且過沖很?。唬?）人工智能控制器擁有良好的一致性，且跟驅(qū)動器的特性沒有直接聯(lián)系，即使在輸入新的未知數(shù)據(jù)時也能得到很好的預(yù)測結(jié)果。

4 人工智能在電氣自動化中的應(yīng)用

4.1 人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用

電氣設(shè)備的設(shè)計是一個復(fù)雜過程，涉及到電氣自動化專業(yè)中電路、電機、變壓器、電力電子技術(shù)、電磁場等多門學(xué)科內(nèi)容；對設(shè)計者的實際工作經(jīng)驗要求很高，需要大量的人力、物力和財力。而借助于人工智能技術(shù)，可以解決很多人腦難以快速解決的繁瑣計算和模擬過程，大大地提高了設(shè)計中的工作效率和精度。

電氣設(shè)備設(shè)計中應(yīng)該注意不同的算法使用與不同的實際情況，專家系統(tǒng)通常用于開發(fā)性設(shè)計，而遺傳算法常常被用于優(yōu)化設(shè)計。要進行高效率、高質(zhì)量的設(shè)計工作，要求工作人員具有高水平的人工智能軟件應(yīng)用能力和豐富的工作經(jīng)驗。

4.2 人工智能在電氣控制中的應(yīng)用

電氣自動化控制是實現(xiàn)增強生產(chǎn)、流通、交換和分配的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高控制自動化，就能夠減少人力、財力投入，提高系統(tǒng)的運作效率和質(zhì)量。人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備控制中的應(yīng)用主要包括模糊控制、專家系統(tǒng)控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。在實際應(yīng)用中，用得最多的是模糊控制，因為模糊控制最簡單，且與實際聯(lián)系最為緊密。下面以人工智能控制在電氣傳動控制中的應(yīng)用為例進行介紹。

模糊控制在電氣傳動控制中的應(yīng)用主要分為在直流傳動和交流傳動中的應(yīng)用。直流傳動控制中模糊邏輯控制主要應(yīng)用于模糊控制器中，包括Mamdani和Sugeno。Mamdani用于調(diào)速控制，其規(guī)則庫是一個if-then模糊規(guī)則集；而Sugeno控制器實際上是Mamdani控制器的特例，其典型的規(guī)則是：如果x隸屬于A，且y隸屬于B，則Z=f（x，y）。這里，A和B是兩個模糊集。

4.3 人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論和啟發(fā)式搜索這4個方面。專家系統(tǒng)ES是一個集大量規(guī)則、經(jīng)驗和專業(yè)知識于一身的復(fù)雜程序系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是依靠某個特定領(lǐng)域的專家的經(jīng)驗和知識，進行推理判斷，并模擬專家的決策過程，對各種需要專家進行決策的難題進行處理。專家系統(tǒng)由6個部分組成，即知識庫、數(shù)據(jù)庫、推理機、咨詢解釋、知識獲取和人機接口。專家系統(tǒng)常用規(guī)則是“if-then規(guī)則”，即在滿足if條件后執(zhí)行then之后的操作。在專家系統(tǒng)的使用中，需要根據(jù)新的具體情況對專家系統(tǒng)的知識庫和規(guī)則庫進行更新，以適應(yīng)發(fā)展需求。

現(xiàn)有許多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和訓(xùn)練算法在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有靈活的學(xué)習(xí)方式和完全分布式的存儲方式，在大規(guī)模信息處理中得到廣泛應(yīng)用；并且其識別能力和復(fù)雜狀態(tài)分類能力都很強大。在電力系統(tǒng)的短期負荷預(yù)測中，BP神經(jīng)網(wǎng)路能夠在足夠的馴良樣本中，對模型急怒攻心合理分類，對輸入進行選擇，構(gòu)建不同季節(jié)的周預(yù)測和日預(yù)測模型；將元件關(guān)聯(lián)分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合進行復(fù)雜電力系統(tǒng)故障診斷，采用ANN面向元件的模型，可以對每類元件進行故障報警和定位操作，還可以對同一跳閘區(qū)域中的不同故障進行識別。

模糊理論在電力系統(tǒng)的潮流計算、系統(tǒng)規(guī)劃和模糊控制等方面的應(yīng)用得到了飛速發(fā)展，因為模糊邏輯能夠完成高難度的數(shù)學(xué)近似計算，對負荷變化和電力生產(chǎn)等不確定因素建立隸屬函數(shù)，以構(gòu)建電力系統(tǒng)的最優(yōu)化潮流模型。

4.4 人工智能對日常操作的影響

電力系統(tǒng)不僅影響著電力系統(tǒng)建設(shè)的自動化水平，對日常的管理工作的影響也十分重大。人工智能技術(shù)應(yīng)用于日常操作中，可以幫助實現(xiàn)以家用電腦操作進行系統(tǒng)操作，簡化電流調(diào)整、設(shè)備操作界面，并且可自動進行日志生成和儲存、報表自動生成等功能。電氣系統(tǒng)日常操作中引進人工智能技術(shù)，不僅能夠簡化各種操作、規(guī)范各種文件樣式和規(guī)格，并且能夠?qū)崿F(xiàn)操作的簡便性和可視性。

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