人工智能在工业自动化控制系统的应用论文_郭宁

人工智能在工业自动化控制系统的应用论文_郭宁

上海航天电子技术研究所 上海 201109

摘要:人工智能技术具有自主学习、强化学习、控制系统扩展等特点,能够完善系统中的缺陷,提高控制稳定性。工业自动化控制系统的要求为,具备很高的运行稳定性,并能够及时发现系统中存在的问题,人工智能能够满足这些要求,提高工业系统的控制精度,在工业领域中有很高的应用价值。

关键词:人工智能;工业系统;自动化控制

一、人工智能及电气自动化控制发展现状

1.1人工智能的发展现状

人工智能又被称作机器智能,其涉及到多个学科领域,包括数理逻辑、计算机科学、控制论、语言学等等,是多种学科相互渗透、相互结合的综合性学科。人工智能通过智能信息处理来实现与人类智能行为相似的计算机系统,可以说人工智能是对人类智能的一种仿效和扩展,主要是通过思维模拟而具备理性行动能力。目前,国际人工智能技术的发展已经趋于成熟稳定,我国计算机软件技术也不断提升,已经可以自行开展重大问题的创新研究,而计算机硬件、神经网络及一些辅助学科方面,与发达国家相较还有待进一步深入研究。

1.2人工智能在电气自动化控制中的应用现状

人工智能技术逐渐渗入到自动化控制系统的相关研究领域,并且在一定程度上实现了人工智能技术对电气自动化的控制,不过这项技术还需要进一步改进,弥补在实际应用过程中的缺陷。电气设备的设计相对较为复杂,不仅会涉及到电路、电磁场等理论知识,还需要有足够的经验性知识。在传统的设计过程中,电气产品的设计通常较为简单,凭借日益积累的经验来手工设计。不过计算机技术的广泛普及为电气产品的设计提供了全新的环境,利用计算机技术来设计,一方面可以缩短设计周期,另一方面还有利用选出最佳设计方案。人工智能技术在电气自动化控制中的应用,使CAD技术突飞猛进,有效提高了产品设计效率及使用质量。

人工智能自动化控制功能从无到有,主要体现在三个方面。首先,是对数据进行采集和处理。此功能能够完成电气设备开关量和模拟量的数据采集工作,同时,在特定环境下,还能够对数据进行处理和储存。其次,是对系统运行进行监测及预警。此功能既能够对电气系统核心设备的模拟量数值、开关量状态进行实时监控,还能实现超限报警,并对所发生的事件予以记录。再者,是操作控制功能。电气系统的人工智能自动化控制可以仅通过键盘或鼠标就能够操作电动隔离开关,调整励磁电流。

二、人工智能在工业自动化控制系统的应用方式

在科学技术高速发展的背景下,上述人工智能的应用方式,已经不能满足工业自动化控制系统的运行需求,迫切需要对传统的技术方式进行创新,弥补控制系统之中存在的不足,以此充分发挥人工智能的优势。具体来说,将人工智能应用在工业自动化控制系统中的方式,主要包含以下几方面:

2.1人工智能的模糊控制应用

一般情况下,工业自动化控制系统中的模糊控制系统,主要包含五个部分,即检测装置、被控对象、执行结构、输入-输出接口、模糊控制器。具体来说,以人工智能为基础的模糊控制系统,其核心部分为模糊控制器,并且针对系统的动态静态、被控对象等,分为很多不同类型的控制器。在模糊控制系统运行的过程中,模糊控制器会以输入-输出接口为依托,获取关于被控制对象的相关数据。通过这样的方式,模糊控制系统会对采集的数据,进行处理、转化,最后以模拟信号的形式再传递到被控制对象中。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,模糊控制系统中的执行结构,主要包括伺服电动机、直流电动机、交流电动机等,从而能够对各种不同的命令信号进行执行。就被控对象来说,不仅可以是工业系统中的设备,也可以对自然对象进行控制,所以不确定性非常明显。模糊控制系统中的检测装置,其功能等同于传感器,主要负责对不同的模拟量进行转化,所以该装置具有较强的重要性,即影响着整个模拟系统的性能。

2.2人工智能的专家控制应用

以人工智能为基础的专家控制系统,其能够优化工业自动化控制系统,提高其整体的性能。简单而言,专家控制系统以专业的技术、知识为依托,并结合先进的计算机系统而形成的实时控制系统。就专业控制系统的核心来说,即为获取知识、表示知识,同时还包括建立知识库、推理机制等。在设计专家控制系统的过程中,需要以求解机制为基础,其模型为:U=f(E,K,I)。其中,模型中的U=(u1,u2,u3|um);I=(i1,i2,i3|iq);E=(e1,e2,e3|en),而f表示系统中智能牌子的对应函数。根据上述的模型,并依据人工智能技术的规则,技术人员可以将系统中的参数输入其中,并进行相应的计算,实现系统的推理目标。不仅如此,专家控制系统的相关推理,需要建立在正向推理的前提下,从而保证控制系统方向的准确性、合理性,发挥人工智能技术的优势。总体而言,技术人员应该利用人工智能的特点,实现对专家控制系统的设计、应用,并完成对知识源的核实、验证。

2.3人工智能的神经网络控制应用

在神经网络控制系统之中,其实际上是由多个层次组织、元件而构成的,并在大规模并行连接的方式下,形成一个全新的控制网络,从而实现对工业环节的自动化控制目的,并充分发挥了人工智能的优势。同时,神经网络控制系统的运行,实际上还存在很多与生物神经网络相似之处,以此来对系统获取的数据进行处理、分析,完成工业自动化控制系统的目的,甚至能够增强数据信息处理的能力。就神经网络控制系统来说,其将神经元之间的相互作用,作为数据信息处理的前提,同时实现系统中各个元件之间的分布联系,形成一个庞大的数据网络。在这一过程中,神经网络控制系统的运行,主要就是利用各个神经元之间的系数演化,完成信息识别、接受任务的,进而发挥人工智能的作用,实现对工业生产环节、数据的控制。

三、结束语

综上所述,在当前工业自动化控制系统中,人工智能已经得到了应用,但是其技术水平、应用方式等,还有待进一步提升、优化。所以,技术人员就需要结合自动化控制系统的实际需求,分析人工智能的优势,进而保证应用方式的合理性,提高自动化控制系统的性能,为工作人员的管理提供有价值的参考。

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论文作者:郭宁

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/16

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