趙 巖
(齊齊哈爾工程學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)
人工智能的定義為:通過(guò)現(xiàn)代的信息技術(shù)方法,借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和機(jī)械來(lái)模擬或計(jì)算人類(lèi)的部分行為和活動(dòng)。通過(guò)由人工智能技術(shù)來(lái)模擬人類(lèi)代替較高的勞動(dòng)強(qiáng)度或者單調(diào)的、枯燥的工作,從而能夠縮短工業(yè)上設(shè)計(jì)的周期時(shí)間,有利于工作效率的提高,也就能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。人工智能的建設(shè)過(guò)程中,需要的是扎實(shí)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)知識(shí),也需要具有高度融合、學(xué)科交叉的能力技術(shù)。人工智能的優(yōu)勢(shì)使得其具有非常廣闊的發(fā)展前景,可以滲透到我們生活的各個(gè)方面,會(huì)成為未來(lái)新的發(fā)展趨勢(shì)。
人工智能如果能夠應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制之中,能夠使其操作方法更加簡(jiǎn)便。分別體現(xiàn)在“模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)和運(yùn)作效率”3個(gè)方面。專(zhuān)家系統(tǒng)是具有良好應(yīng)用的方面,通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)僅僅輸入處理指令就能夠快速正確地得到數(shù)據(jù)結(jié)論;模糊控制則是最常見(jiàn)的應(yīng)用方面,因?yàn)槠洳僮骱?jiǎn)單,可以用模糊控制融入于設(shè)備之中,來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能控制。因此,人工智能優(yōu)化了整個(gè)控制過(guò)程,從而使得生產(chǎn)控制自動(dòng)化程度更高,簡(jiǎn)化了電子自動(dòng)化的操作過(guò)程。
人工智能技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展,通過(guò)在計(jì)算機(jī)平臺(tái)的計(jì)算來(lái)模擬人類(lèi)答案的思考過(guò)程,將一些抽象的計(jì)算過(guò)程具體化為一些圖像和數(shù)據(jù),并對(duì)這些圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析,減少人工操作,提升效率,控制成本。人的大腦是一個(gè)精密的系統(tǒng),運(yùn)算和分析過(guò)程十分復(fù)雜,人工智能就是對(duì)于人類(lèi)大腦思考過(guò)程的模擬和模仿,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)達(dá)到精確控制的目的,提高智能化設(shè)備的功能,保證工作效果。
人工智能的引用,對(duì)于自動(dòng)控制領(lǐng)域來(lái)說(shuō)形成了所謂的“智能控制”,這樣可以更好地提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高控制精度、節(jié)約人力和能源、同時(shí)也能增強(qiáng)安全性。
目前,在工業(yè)過(guò)程中存在的各種問(wèn)題,可以通過(guò)人工智能引入的方法來(lái)提供有效的解決手段;工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中操作的條件會(huì)隨著產(chǎn)品的使用制作要求而發(fā)生頻率很高的改變。因此,存在著許多具有周期性的操作,而智能技術(shù)能夠很好地處理這樣的問(wèn)題難點(diǎn);生產(chǎn)系統(tǒng)中對(duì)隨機(jī)發(fā)生的故障會(huì)提醒緊急處理,智能的故障診斷系統(tǒng)能夠非常高效地解決此類(lèi)問(wèn)題;不確定的模糊信息在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中往往不能夠進(jìn)行有效利用,而智能系統(tǒng)就可以做到更好地利用。
作為對(duì)人類(lèi)大腦思維的延伸和替代,人工智能技術(shù)在控制與生產(chǎn)高度自動(dòng)化的當(dāng)今一定能夠更好地服務(wù)于人們的生活和生產(chǎn)之中,可以使得電氣工程系統(tǒng)的智能化運(yùn)行更加便捷、使得系統(tǒng)的計(jì)算和控制的精度得到大大地提高,運(yùn)行效率也會(huì)隨之提升。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種經(jīng)驗(yàn)型模擬形式,主要是模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能和運(yùn)行,生物神經(jīng)元會(huì)受到某種刺激,刺激反應(yīng)從輸出端口傳導(dǎo)到相關(guān)的神經(jīng)元,輸入與輸出之間的關(guān)系不是線性的,是比較復(fù)雜的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是具有多種層次的,是由很多簡(jiǎn)單的,自適應(yīng)的元件和層次構(gòu)成的,主要以并行連接為主,規(guī)模較大,從而構(gòu)建出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和方法處理輸入的數(shù)據(jù)和信息的方式和技術(shù)就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),模仿生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析和處理能力。
專(zhuān)家控制也是一種數(shù)據(jù)信息控制技術(shù),主要是指將專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)規(guī)定、運(yùn)行原理和傳統(tǒng)控制技術(shù)結(jié)合在一起,形成一種系統(tǒng)化的控制方法,這種計(jì)算分析模式較為傳統(tǒng)。專(zhuān)家控制可以理解為應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的控制知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)建造的控制體系,解決專(zhuān)家系統(tǒng)的主要問(wèn)題表現(xiàn)在“知識(shí)的獲取、知識(shí)的表示、推理的機(jī)制、建立知識(shí)庫(kù)”等方面。
模糊控制一般包括5大方面,分別是模糊控制器、輸入-輸出接口、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、被控對(duì)象、檢測(cè)裝置。模糊控制器是控制系統(tǒng)的中心部分,結(jié)合被控制對(duì)象的差異,對(duì)其靜態(tài)、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)性質(zhì)進(jìn)行分析,采取保養(yǎng)不同的規(guī)則,形成不同的控制器。模糊控制理論主要基于模糊控制的理論和相對(duì)規(guī)范的推理語(yǔ)言性“模糊控制器”,這也是區(qū)分模糊控制系統(tǒng)與其它控制系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。模糊控制器具有模糊量化處理、模糊決策與推理、精確處理3大功能。執(zhí)行結(jié)構(gòu)是指智能技術(shù)的執(zhí)行設(shè)備或儀器,包括各種交直流的電動(dòng)機(jī)、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。被控對(duì)象是指被控制的設(shè)備儀器或裝置,或者是這些設(shè)備裝置構(gòu)成的群體,被控對(duì)象可以是帶有生產(chǎn)性、社會(huì)性、自然性、生物性的對(duì)象,變量可能是單變量或多變量,有滯后或者無(wú)滯后的等等,可以是非線性的也可以是線性的,具有干擾的、具有強(qiáng)耦合等特征或狀態(tài)。電氣自動(dòng)化控制體系運(yùn)行中,智能技術(shù)對(duì)于一些復(fù)雜難以建立精確數(shù)學(xué)模型的控制對(duì)象,就可以采用模糊控制技術(shù)提高處理效果。監(jiān)測(cè)裝置代表的就是傳感器,或者是操作過(guò)程被控量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的模擬或數(shù)字等裝置。被控的量多是速度、溫度、壓力、加速度等這些因素,傳感器在模糊控制系統(tǒng)中作用十分重要,不可忽視。
電氣控制過(guò)程是電器領(lǐng)域中非常重要的內(nèi)容,發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,自動(dòng)化的電氣控制可以有效提高工作效率,降低人工的成本,隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,人工智能在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用也顯得越發(fā)重要,人工智能引入電氣自動(dòng)化控制中有利于進(jìn)一步地提高效率和降低成本。本文將人工智能引入電氣自動(dòng)化控制,對(duì)其重要性和應(yīng)用進(jìn)行了具體的研究與分析,以期進(jìn)一步解決人工智能在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)方面所面臨的問(wèn)題。