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有關(guān)人工智能的運(yùn)用論文

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有關(guān)人工智能的運(yùn)用論文

  人工智能主要包括思維能力、行為能力和感知能力三個(gè)方面。以下是學(xué)習(xí)啦小編整理分享的有關(guān)人工智能的運(yùn)用論文的相關(guān)文章,歡迎閱讀!

  有關(guān)人工智能的運(yùn)用論文篇一

  淺析人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的運(yùn)用

  摘 要:人工智能主要包括思維能力、行為能力和感知能力三個(gè)方面。人工智能指的是人類制作的機(jī)器所表達(dá)出來的智能,體現(xiàn)了自動(dòng)化的特征。智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中可以發(fā)揮最大的效用,促進(jìn)電氣的優(yōu)化設(shè)計(jì)、診斷故障和智能控制等。本文詳細(xì)介紹了智能化控制的優(yōu)點(diǎn),并從模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、故障診斷及 PLC 控制等方面,分析了智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。

  關(guān)鍵詞:電氣工程;智能化技術(shù);自動(dòng)化控制;應(yīng)用

  1 、人工智能應(yīng)用理論分析

  人工智能是一門新的科學(xué),它主要是研究開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支就是人工智能。智能化技術(shù)通過對(duì)智能本質(zhì)的闡述,使機(jī)器擁有了與人類類似的智能,其研究成果主要有語(yǔ)言圖像識(shí)別系統(tǒng)、專家系統(tǒng)及機(jī)器人等。電氣工程作為人類生產(chǎn)生活的重要活動(dòng),與其密切相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及信息處理等功能,均有智能化技術(shù)涉及。不過相比于最為精密的人類大腦,人工智能不可能那么完美,它僅能通過計(jì)算機(jī)編程模仿人類大腦,完成信息收集、分析、處理及反饋等程序。這仍然有效促進(jìn)了電氣工程自動(dòng)化控制的發(fā)展,有效節(jié)省了人力資源,保障了人們生命安全,提升了工作效率。

  2、 智能化控制的優(yōu)點(diǎn)

  人工智能種類不同,其控制方法也不同。為更好地理解分類總體,便于控制策略系統(tǒng)開發(fā),對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯與遺傳算法等,均可看做非線性函數(shù)的近似器,一般函數(shù)估計(jì)器并不具備此類優(yōu)勢(shì)。對(duì)動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行精確掌握控制較為困難,在控制設(shè)計(jì)時(shí)具有較多不確定因素,像非線性及參數(shù)變化等。根據(jù)魯棒性能、下降時(shí)間與響應(yīng)時(shí)間等不同,智能化控制器在設(shè)計(jì)控制對(duì)象模型時(shí)可通過自身適當(dāng)調(diào)整來提高其性能,像下降時(shí)間因素,與最優(yōu)秀的 PID 控制器相比,模糊邏輯控制要快4倍多,普通控制更是無法相比,而在上升時(shí)間因素方面,它要比最優(yōu)秀的 PID 控制器高出 2 倍以上。與普通控制器相比,即使沒有專家系統(tǒng)指導(dǎo),智能化控制器依然能應(yīng)用相應(yīng)數(shù)據(jù)來完成設(shè)計(jì),也可通過語(yǔ)言及信息等方法,并且在調(diào)節(jié)方面,智能化控制器更易調(diào)節(jié)。智能化控制器具有很強(qiáng)的一致性,當(dāng)輸入未知數(shù)據(jù)時(shí),智能化控制器可實(shí)施有效估計(jì),其估計(jì)效率很高,對(duì)于驅(qū)動(dòng)器所產(chǎn)生的影響可忽略不計(jì)。智能化控制器還能解決一般方法無法解決的問題,普通神經(jīng)控制器中的學(xué)習(xí)算法、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等已定型,需要很長(zhǎng)時(shí)間來計(jì)算,其應(yīng)用效果不是很理想,而運(yùn)用智能化控制器就有效解決了所遇難題,提高了學(xué)習(xí)算法的速度。在新數(shù)據(jù)信息方面,智能化控制器具有良好適應(yīng)性,其抗干擾能力更強(qiáng),擴(kuò)展修改也很容易,對(duì)于配置應(yīng)用的實(shí)現(xiàn),其價(jià)格實(shí)惠,尤其是最小配置的應(yīng)用。

  3、 智能化技術(shù)應(yīng)用

  3.1 模糊邏輯及其控制應(yīng)用

  電氣工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中含有較多的模糊控制器,它能有效代替 PID 控制器,并可用于其他任務(wù)。模糊控制器由英國(guó)的阿伯丁大學(xué)開發(fā),它常應(yīng)用于各類數(shù)字動(dòng)態(tài)的傳動(dòng)系統(tǒng)里。對(duì)于模糊邏輯的控制應(yīng)用主要有 M 型與 S 型兩種,截至目前為止,僅有 M 型控制器用在調(diào)速控制當(dāng)中。不過,這兩種控制器均有規(guī)則庫(kù),可稱為 if them 的模糊規(guī)則集。S 型控制器的規(guī)則為 if X 是 G,且 Y 是 H,則 W=(fX,Y),其中 G 與 H 為模糊集。M 型控制器主要由模糊化、推理機(jī)、知識(shí)庫(kù)與反模糊化所構(gòu)成,模糊化主要用來實(shí)現(xiàn)變量的量化、測(cè)量與模糊化,其隸屬函數(shù)具有很多形式;推理機(jī)為模糊控制器關(guān)鍵部分,可模仿人類對(duì)模糊控制行為進(jìn)行決策與推理;而知識(shí)庫(kù)主要是由語(yǔ)言控制的規(guī)則庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)所構(gòu)成,規(guī)則庫(kù)開發(fā)方式為:將專家知識(shí)與經(jīng)歷放于控制及應(yīng)用目標(biāo)上,建設(shè)操作器控制的行動(dòng),在建模過程當(dāng)中,應(yīng)用模糊控制器與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理機(jī)來操作;反模糊化主要用來量化與反模糊化,包括中間平均技術(shù)與最大化的反模糊化等技術(shù)。

  3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其控制應(yīng)用

  在電氣工程的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與交流電機(jī)等的診斷監(jiān)測(cè)中運(yùn)用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向轉(zhuǎn)波算法要比梯形控制法性能更好,它有效減短了定位時(shí)間,并且有效控制了非初始速度與負(fù)載轉(zhuǎn)矩大范圍的變化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為多層的前饋性,可運(yùn)用常規(guī)的反向?qū)W習(xí)算法,在兩個(gè)子系統(tǒng)里,其中一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)可辨別控制轉(zhuǎn)子的速度,另一系統(tǒng)經(jīng)過電氣動(dòng)態(tài)參數(shù)辨別控制定子的電流。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在信號(hào)處理與模式識(shí)別上獲得了廣泛應(yīng)用,因智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性一致的函數(shù)估計(jì)器,所以被有效應(yīng)用于電氣傳動(dòng)的控制領(lǐng)域,其優(yōu)勢(shì)前文已提及,即具有較強(qiáng)的一致性,不用被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,抗噪音能力強(qiáng)。而且智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為并行結(jié)構(gòu),較為適合很多個(gè)傳感器的輸入應(yīng)用,例如用于診斷系統(tǒng)及條件監(jiān)控中可使其決策可靠性得到加強(qiáng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)常用學(xué)習(xí)技術(shù)為誤差反向的傳播技術(shù),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)含有足夠多的隱藏結(jié)點(diǎn)、隱藏層與激勵(lì)函數(shù)時(shí),網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)僅能實(shí)現(xiàn)所需映射,而對(duì)最優(yōu)隱藏結(jié)點(diǎn)、層數(shù)及激勵(lì)函數(shù)等進(jìn)行選擇的問題,一般是通過嘗試法來解決的。反向傳播的算法為最快的下降法,結(jié)點(diǎn)誤差反饋到網(wǎng)絡(luò)可用來調(diào)整權(quán)重,應(yīng)用反向傳播技術(shù)可快速得到非線性函數(shù)的近似值,對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)具有較大影響。

  3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)與故障診斷

  電氣工程中的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)是項(xiàng)復(fù)雜工作,需要應(yīng)用到電磁場(chǎng)、電路及電機(jī)等有關(guān)學(xué)科知識(shí),也需要運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。原來的產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法與經(jīng)驗(yàn)手工方法,其所得方案并不是最優(yōu)化的??呻S著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,電氣工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)已由手工方法轉(zhuǎn)變?yōu)?CAD 設(shè)計(jì),這有效減短了產(chǎn)品的開發(fā)周期,在此基礎(chǔ)上引進(jìn)智能化技術(shù),可說為 CAD 設(shè)計(jì)添上了翅膀,使其設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率得到了更大提高。為進(jìn)一步優(yōu)化電氣設(shè)計(jì),當(dāng)前正嘗試在電氣工程中應(yīng)用專家系統(tǒng),不過專家系統(tǒng)仍處于研究階段,其應(yīng)用于實(shí)際尚需進(jìn)一步努力。我國(guó)的沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)就研究了永磁同步的電動(dòng)機(jī)專家系統(tǒng),其他院校也都在積極開發(fā)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng),并獲得了一定成效。智能化技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用還體現(xiàn)在遺傳算法上,遺傳算法是種先進(jìn)計(jì)算法,其計(jì)算精度高,在電氣工程中十分常用,故作用不可忽視。在電氣工程中,故障和它的征兆間具有錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系,具有非線性與不確定的特點(diǎn),應(yīng)用智能化技術(shù)恰好發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)。電氣設(shè)備的故障診斷中應(yīng)用的技術(shù)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、邏輯模糊與專家系統(tǒng),在變壓器、電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)等的故障診斷中,智能化診斷技術(shù)均得到了較為廣泛的應(yīng)用。

  3.4 PLC 技術(shù)的應(yīng)用

  隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力生產(chǎn)要求也越來越高,有些大型電力企業(yè)里的輔助系統(tǒng),其繼電控制器被 PLC 技術(shù)所代替。用 PLC 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)某工藝流程控制,并可協(xié)調(diào)整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)。在電力企業(yè)當(dāng)中,其輸煤系統(tǒng)由儲(chǔ)煤、上煤、配煤與輔助系統(tǒng)等所構(gòu)成,并通過現(xiàn)場(chǎng)傳感器、主站層與遠(yuǎn)程的 I/O 站等組成輸煤的控制系統(tǒng),其中,主站層由 PLC 及人機(jī)接口所組成,設(shè)立在集控室里,集控室中以自動(dòng)控制系統(tǒng)為主、手動(dòng)控制為輔,并通過顯示屏監(jiān)視及控制系統(tǒng),這大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。供電系統(tǒng)中應(yīng)用 PLC 技術(shù),有效實(shí)現(xiàn)了其自動(dòng)切換,且實(shí)物元件被軟繼電器所取代,極大提高了供電系統(tǒng)的安全可靠性。

  結(jié)束語(yǔ)

  電氣工程作為人類生產(chǎn)生活的重要組成部分,其生產(chǎn)自動(dòng)化程度直接關(guān)系著電氣工程的工作效率與安全性。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下,在電氣工程中應(yīng)用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,不僅能有效提高企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益與競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,還能將人類從繁重的勞動(dòng)中解救出來,推動(dòng)人類社會(huì)整體前進(jìn)的步伐。

  [參考文獻(xiàn)]

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  [2]郝俊華,李春麗.基于人工智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(9)

  [3]鄒國(guó)劍.人工智能化技術(shù)的現(xiàn)狀、問題及建議[J].上海:電子科技大學(xué)出版社,2010.

  [4]張德琴.智能化控制研究初探[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2009.

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