电气工程自动化中人工智能的运用分析

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

王春峣

上海市安装工程集团有限公司天津分公司 天津市 300300

摘要

在现代工业生产中,电气自动化设备的稳定、高效运行直接关系到企业的生产效率、产品竞争力和生产安全性。随着工业自动化进程的加速,电气自动化设备在各行业的应用越来越广泛。借助人工智能技术可以从海量数据中挖掘有价值信息,实现电气工程自动化、智能化控制,解决传统技术所遇到的瓶颈。基于此,本文分析电气工程自动化中人工智能的运用,切实改善电气自动化系统的运行稳定性,提升整体工作的效果,为企业的健康稳定发展提供助力。


关键词

电气工程;自动化;人工智能

正文


引言

在人工智能时代背景下,对智能化、自动化需求呈现出爆发式增长。电气自动化技术广泛运用于工业生产、能源供应、日常生活等诸多领域,其发展水平直接影响着社会经济的运行质效。人工智能作为引领未来的战略性技术,将人工智能与电气自动化技术深度融合,成为突破传统技术瓶颈、开拓全新发展局面的关键路径,对推动产业升级、提升国家竞争力具有重要意义。

1人工智能在电气工程自动化中运用优势

1.1提升系统运行效率

传统电气自动化系统依赖预设程序运行,面对复杂工况变化往往反应迟缓,而人工智能技术与之融入后,借助机器学习算法,系统能够实时分析海量运行数据,自主学习并优化控制策略。例如,在工业生产线上,通过对生产流程各环节数据的实时采集、分析,能够精准调整设备运行参数,优化物料输送路径,减少设备空转与等待时间,极大提升生产效率。同时,自动化流程能够减少人工干预,避免因人为因素导致操作失误,切实提升生产效率。

1.2增强系统可靠性

人工智能的深度学习模型能够对系统运行状态进行全方位监测,通过对设备振动、温度、电流等多源数据的深度挖掘,提前识别潜在故障隐患。一旦故障发生,智能诊断系统可迅速定位故障点,准确分析故障原因,并给出针对性修复方案,大幅缩短故障处理时间。此外,基于人工智能的自适应容错控制技术,能在部分设备或模块出现故障时,自动调整系统运行模式,通过冗余设计实现功能替代,维持系统的基本运行,确保生产过程不中断,有效增强系统的可靠性,降低因故障带来的经济损失。

2电气工程自动化中人工智能的运用

2.1机器学习技术

机器学习技术是人工智能的核心技术之一,其主要研究计算机如何模拟或实现人类的学习行为,以获得全新的知识或技能,并重新构建已有的知识体系,使之不断改善自身的性能,在电气自动化设备故障检测中应用广泛。机器学习技术涉及的算法主要包括监督学习算法、无监督学习算法和强化学习算法。监督学习算法有支持向量机、决策树、随机森林等,能对确定好的设备故障样本和设备正常运行样本进行学习,建立设备故障种类模型,实现对新数据的故障诊断;无监督学习算法包括聚类分析、降维算法等,能够在没有先验知识的情况下对设备运行数据进行聚类,发现异常数据点,从而检测出潜在故障;强化学习的算法在工业机器人控制领域,利用运行中的工业机器人持续尝试各种动作,并依据运行环境的反馈回来的奖励信号确定最优的行为策略,最终完成生产任务。

2.2深度学习技术

深度学习技术对数据进行表征学习,使其具有强大的特征自动提取能力。深度学习技术的主要模型架构包括卷积神经网络、循环神经网络和生成对抗网络。卷积神经网络适用于处理图像和信号数据,在电气设备的图像识别和振动信号分析中发挥重要作用;循环神经网络主要用于处理时间序列数据,能够对电气自动化设备的运行状态进行实时监测和预测;生成对抗网络是由生成器和判别器组成,生成器主要作用是生成一个接近于真实数据的相似样本数据,判别器主要作用是分辨输入数据是真实数据还是相似数据,二者通过对抗训练不断优化,可用于图像生成、数据增强等。

2.3专家系统技术

专家系统技术是在人类专家的知识和经验的基础之上建立的人工智能系统,旨在模拟人类专家的知识和推理能力,从而提供接近于人类专家的解决方案,其组成部分包括知识库、推理机、人机接口和数据库。在电气自动化设备故障检测中,专家系统将专家的故障诊断经验以规则的形式存储在知识库中,利用推理机对设备运行数据进行推理,判断设备是否存在故障,以及给出故障原因。专家系统具有解释性强的优点,能够为故障诊断提供条理清晰的依据。

2.4模糊控制技术

模糊控制技术由于无须精确数学模型且对系统参数变化和外部干扰有较好的适应性,在被控对象特性发生变化时仍能保持较好的控制性能。模糊控制技术能够处理不确定性和模糊性信息,适用于电气自动化设备故障检测中一些难以精确描述的故障特征,通过将设备运行参数模糊化处理建立模糊规则库,利用模糊推理得出故障诊断结果。

2.5模式识别技术

人工智能领域中模式识别是核心部分,主要是借助计算机识别理解各种模式和信息,故障检测与诊断中模式识别技术能提取和分析系统运行状态信息中的特征模式,实现对故障的自动识别分类,因此电气自动化控制的过程中,需积极采用人工智能领域模式识别技术,在故障检测期间做好特征提取选择,科学进行分类器设计,从系统运行状态信息中提取有价值的故障特征,主要是时域信号、频域信号、图像或文本等,利用特征选择方法筛选最具代表性的故障特征,降低数据维度,提高计算效率,采用分类器设计算法建设故障分类模型,达到对新故障的自动识别。例如:电力系统中利用模式识别技术识别输电线路的故障类型与故障位置,明确故障程度,全面处理复杂多变的故障模式,从大量的运行状态信息中快速准确识别故障特征,结合机器学习、深度学习等其他人工智能技术,进一步提高故障检测的效率。

3电气工程自动化中人工智能技术发展趋势

在科学技术飞速发展中,人工智能技术与电气工程自动化融合日益紧密。从技术层面,人工智能技术在电气工程自动化中的应用正不断深入。机器学习和深度学习算法能够高效分析电力系统运行中的大量数据,实现精确负荷预测、提前故障诊断与智能预警,从而显著提升电力系统的稳定性和可靠性。例如,通过深度学习算法分析电网设备的历史运行数据,可以预测设备故障并提前采取维护措施,减少停电风险。在新能源发电领域,人工智能技术帮助精准预测光伏发电和风力发电等新能源的发电功率,有效解决其随机性和波动性问题,促进新能源与传统电网的融合。在实际应用中,人工智能技术也发挥了重要作用。智能电网利用人工智能实现智能化管理,根据实时数据优化电力调度,提高能源利用效率,并能自我诊断与修复,降低停电概率。在工业自动化生产中,由人工智能驱动的电气设备能够实现自动化运行、智能控制和精准调节,提高生产效率和产品质量。

结束语

人工智能技术在电气自动化控制中的应用能够有效提升电气自动化控制的精准度和智能化,有效解决当前电气自动化控制系统在系统设计、操作流程中出现的问题。在高新科技不断发展的背景下,要结合工业生产的实际情况,融入人工智能技术,针对电气自动化控制系统的设计和操作流程,为促使电气自动化控制系统的可靠性运行夯实基础。未来,融合技术有望在更多领域实现创新突破,持续推动各行业向智能化、高效化、绿色化方向迈进,为我国科学技术领域发展作出贡献。

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