研究電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)
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摘 要：近些年來，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)不斷進(jìn)步，人們?cè)絹碓较ＭP(guān)注生產(chǎn)力的提高，電氣自動(dòng)化控制就變得至關(guān)重要。
本文首先介紹了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的概念，然后從目前研究熱點(diǎn)技術(shù)——智能技術(shù)出發(fā)，闡述了其在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用以及應(yīng)用該技術(shù)的好處。
最后，分析了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：生產(chǎn)力;電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng);智能技術(shù)
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也得到了巨大的提升。
同時(shí)，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來越明顯，新興電氣自動(dòng)化技術(shù)逐步應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，成為了其發(fā)展的動(dòng)力和支撐。
以往，對(duì)于電氣自動(dòng)化控制中的任務(wù)基本都是由人工來完成，然而一些較為復(fù)雜的任務(wù)并不是純手工能夠完成的，因此，本文著重研究一種智能技術(shù)來解決電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中人工無法解決或者非常難解決的任務(wù)。
一、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)概念
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要目的是保證電氣自動(dòng)化設(shè)備正常穩(wěn)定地運(yùn)行，其主要功能有：
1、設(shè)備自動(dòng)控制
當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障，開關(guān)可以自動(dòng)斷開線路。
2、自動(dòng)保護(hù)措施
當(dāng)系統(tǒng)中的設(shè)備在正在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，有可能導(dǎo)致電流電壓瞬間大過允許的電流電壓值，為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，需要對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并在識(shí)別到故障時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。
3、監(jiān)控系統(tǒng)變化
對(duì)于系統(tǒng)中變量電的監(jiān)控，應(yīng)采用傳感器實(shí)時(shí)感知并回饋結(jié)果。
4、實(shí)時(shí)測(cè)量
除了以上數(shù)據(jù)，還需要其他的一些信號(hào)、參數(shù)值才有助于對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)及科學(xué)方案的提出，而對(duì)于這些需求值應(yīng)該采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。
二、智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
1 智能技術(shù)
智能技術(shù)是一門新興科學(xué)，屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，試圖產(chǎn)生一種與人類智能響應(yīng)類似的智能機(jī)器，其研究對(duì)象包括自然語言處理、機(jī)器人等。
2、電氣自動(dòng)化
電氣自動(dòng)化是一門特有學(xué)科，主要研究自動(dòng)控制、電子與計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信息處理等[1]。
3、智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
這兩者的交匯點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，使機(jī)械設(shè)備能夠自動(dòng)得實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制過程，而省去了人工繁雜的工作。
隨著科技與社會(huì)的前進(jìn)，智能技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，其中主要涉及的領(lǐng)域有：電氣系統(tǒng)故障檢測(cè)、電氣系統(tǒng)控制、電氣產(chǎn)品優(yōu)化等。
因此，將其應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中也成為了必然趨勢(shì)。
4、智能技術(shù)在直流傳動(dòng)中的應(yīng)用
(1)模糊邏輯控制的應(yīng)用
目前，最常用的2種模糊邏輯控制器是Mamdani控制器和Sugeno控制器[2]，其中前者主要在調(diào)速控制系統(tǒng)中應(yīng)用，它主要由4部分組成：
a在模糊化的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了輸入變量模糊化和量化。
b通過應(yīng)用專家知識(shí)庫(kù)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行建模、控制，在此過程中應(yīng)用到了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理、自適應(yīng)模糊控制。
c采用推理機(jī)對(duì)人的行為決策進(jìn)行學(xué)習(xí)。
d采用反模糊化技術(shù)來進(jìn)行量化和反模糊化的實(shí)現(xiàn)。
具體的反模糊化技術(shù)有中間平均技術(shù)等。
Sugeno控制器與Mamdani的共同點(diǎn)在其模糊規(guī)則庫(kù)，當(dāng)Sugeno模型為0階模型時(shí)，Sugeno就是Mamdani控制器。
(2)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性函數(shù)估計(jì)其具有一致性，這樣在電氣傳動(dòng)中也可以使用它。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用并行結(jié)構(gòu)，支持多傳感器同時(shí)輸入，有效地增強(qiáng)了決策的可靠度，同時(shí)其還具有優(yōu)點(diǎn)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)噪音不敏感，其不需要被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在一致性方面變現(xiàn)得良好。
目前，電氣傳動(dòng)正在向減少傳感器數(shù)量方向發(fā)展，但是在某些情況下，有的傳感器的敏感度較低，這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的精確度降低，這時(shí)采用多傳感器就會(huì)有效地避免這種情況的發(fā)生。
多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用了學(xué)習(xí)技術(shù)：誤差反向傳播技術(shù)。
在某些情況下，多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)需要的映射，而對(duì)于最優(yōu)隱藏層、激勵(lì)函數(shù)的選擇，沒有相應(yīng)的解決方案，這往往是在網(wǎng)絡(luò)隱藏層及節(jié)點(diǎn)多時(shí)發(fā)生的，對(duì)于這樣的問題可以考慮用嘗試法。
通過反向傳播訓(xùn)練算法——最快下降法，可以對(duì)非線性函數(shù)近似值進(jìn)行獲取，學(xué)習(xí)速率作為參數(shù)出現(xiàn)在其中，并地網(wǎng)絡(luò)特性有影響。
該算法的主要用來向網(wǎng)絡(luò)反饋輸出節(jié)點(diǎn)，在搜索最優(yōu)、調(diào)整權(quán)重等中都能用到。
2、智能技術(shù)在交流傳動(dòng)中的應(yīng)用
(1)模糊邏輯控制應(yīng)用
模糊邏輯控制運(yùn)用于交流傳動(dòng)時(shí)，模糊控制器主要用于替換傳統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器，也可以拓展其用途，例如對(duì)電機(jī)力矩、磁通的感應(yīng)等。
這些用途在試驗(yàn)中已經(jīng)得到了證實(shí)，同時(shí)當(dāng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中同時(shí)用到了CRPWM塑變器、模糊控制器、PI控制器[3]時(shí)，還可以補(bǔ)償擾動(dòng)，這些擾動(dòng)通常是由負(fù)載轉(zhuǎn)矩、慣性產(chǎn)生的。
(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在交流傳動(dòng)的系統(tǒng)中，主要有兩個(gè)組成部分，其一是對(duì)定子電流的自適應(yīng)控制，其二是對(duì)轉(zhuǎn)自速度的自適應(yīng)控制。
前者可以采用對(duì)電氣動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨別的方法實(shí)現(xiàn)，而后者可以采用對(duì)機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行辨別來實(shí)現(xiàn)。
該系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用了反向傳播學(xué)算法，采用多層前饋型結(jié)構(gòu)，通過學(xué)習(xí)三位圖形映射，以初始速度、負(fù)載轉(zhuǎn)矩為依據(jù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，就可以明確最大可觀測(cè)速度增量。
該方法具有很多優(yōu)勢(shì)：可控制負(fù)載轉(zhuǎn)矩的速度、定位時(shí)間短、性能佳等。
以上講述了智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，其主要包括了感知、思維和行為能力，能夠用于自然語言理解、智能化地解決問題，這對(duì)于機(jī)械人類意識(shí)能力的提高非常有促進(jìn)作用，同時(shí)，也有助于電氣自動(dòng)化控制真正達(dá)到全自動(dòng)化。
三、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也在逐步完善，如今電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)與IT技術(shù)緊密得結(jié)合，成為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，其中表現(xiàn)最為突出的即是智能化技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)合，使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在智能化理論的驅(qū)動(dòng)下，將機(jī)械人類意識(shí)完美地應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制中，使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)真正地實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)作。
在未來的發(fā)展中，智能化技術(shù)仍然會(huì)是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)研究的重要方向，且其作用會(huì)越來越重要。
四、結(jié)束語
智能化技術(shù)能夠使原本人工無法操作完成的工作或者操作起來非常復(fù)雜的工作解決起來智能快捷，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中仍是如此，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地減輕工作的繁雜度，使電氣自動(dòng)化控制趨向自動(dòng)智能，同時(shí)還能提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的效率和準(zhǔn)確度。
參考文獻(xiàn)
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