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Liberal Arts Research

关于智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究

作者

张雷

河北翼凌机械制造总厂

前言

电气工程自动化作为非常综合性的学科范畴,其涉及的研究范围十分广阔地覆盖了很多重要领域。电子技术、计算机科技、电机技术、信息和网络控制技术等等都是电气工程自动化的重要分支,这门学科最显著的特点就是强电和弱电的配合。伴随科学技术创新发展,传统电气控制系统由于存在固有的不足,很难符合现代化的管理及控制需求,慢慢变成制约整个行业发展的重要瓶颈。而智能技术的出现给电气工程管理带来了新的发展给予,它依靠先进的信息技术所构建起来的智能化管理系统,既增强了操作的准确性,又极大地改善了运行的效率。

1.智能化技术

智能化技术,这种集合了计算机科技、精密传感器以及全球定位系统(GPS)等多方面创新成果的综合体,在各行各业当中正展现出它独特的价值和巨大的潜力。当前处于这样一种产品市场竞争愈发激烈的情形之下,智能化技术的诸多长处在具体的操作环节和应用场景之中被充分而明显地展现出来,从而给各个行业实现转型升级并高效发展给予切实的支持,智能化技术的应用使运行环境得以改善,工作人员的劳动负担被大幅度降低。

智能化技术面对一些高风险场合以及重点施工应用时,有着无法取代的优点,借助远程监控与自动化操作手段,可以最大程度地减少人员亲身参与高风险作业的机会,进而保障工作人员的生命安全,智能化技术还能对复杂的施工环境展开准确感知并做出灵活应对,保证施工任务顺利完成,在很多重要行业当中,这起着十分关键的作用,智能化技术在能源利用及环境保护方面也扮演着极为重要的角色,利用智能化能源管理系统,可以对能源消耗实施精确检测并加以智能调节,做到节能减耗的目的,进而削减资源占用量。

2. 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用优势分析

2.1 简化模型

电气工程自动化控制方面,智能化技术有着自己的独特优势,它给系统的改进与升级带来了新的可能,智能化技术借助精确调控鲁棒性变化,回应时间以及下降时间这些关键参数,完成对电气系统控制深度的灵活调整与有效管理,这种特性大大改善了电气工程自动化控制的时效性,保证了系统运行的稳定与可靠,从而为开展电气工程自动化控制工作构筑了稳固的基础,而且,智能化技术还可以依照电气工程系统中随时变动的数据,自动展开系统调节与控制。

2.2 提高控制精密度

智能化技术在电气工程自动化控制领域的另一大贡献就是极大地提升了控制的准确程度,传统电气工程自动化控制模型通常要经过繁杂的建模过程,这个过程既费时又费力,而且很容易被人为因素左右,造成模型与实际运行状况不符,一旦出现这种差别,就很难靠电气工程系统自身的调节来加以改正。

以传统的控制器为例,它在执行控制任务时,经常会出现实际运行情况与预设模型不相符的情况,这种不相符之处往往无法凭借现有的调节手段去弥补,而且还可能造成系统控制进度滞后,甚至出现更糟糕的结果,而智能化技术却能够对系统数据实施即时的分析与处理,从而判定出系统的运行状况,并依此展开精确的控制[2]。

3. 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究

3.1 状态特征提取

伴随工业4. 0 时代到来,电气自动化设备的种类及数量表现出纵向增长的趋势,这直接造成状态监测数据体量出现剧烈增长的情况。而且,伴随着在线监测传感器的普及化以及被广泛使用,设备状态数据的采集频率和精度也不断得到提高,这些因素共同促使设备状态数据量呈现出爆炸式增长态势,如此庞大且迅速增长的数据体量和增长速度,给数据的存储、处理以及分析能力带来了前所未有的挑战。

电气自动化设备状态数据的异构性体现于数据结构的差异上,不仅包含常见的数值型,布尔型等结构化数据,还包含大量的非结构化数据,诸如文本记录,音频录制,局部放电图谱,巡检路线图,监控视频以及波形曲线等等,这些非结构化数据蕴含着丰富的设备运行状态信息,过热状况,局部放电现象以及机械损伤等情况都潜藏其中,对于运维决策而言十分关键。但是,非结构化数据存在复杂且多样的特性,这给数据处理与分析带来了极大的困难,就电气自动化设备运维状态的文本数据挖掘而言,已经变成当下数据分析领域非常重要的一个研究方向,随着设备不断运作,运维工作也伴随着产生许多巡检日志,故障记录以及运维报告等文本数据[3]。

3.2 智能化诊断

电气自动化设备的故障诊断是保证设备健康、维持设备性能的重要环节,主要工作是对已发生故障或有故障征兆的设备进行细致的故障类型识别、故障位置确定、故障严重程度评估的过程,这为运维团队制定科学、合理的运维策略提供了坚实的理论基础,也为设备安全稳定运行奠定了重要的基础,有着不可估量的价值。在过去的实践过程中,电气自动化设备的故障诊断往往都是采用固定的阈值公式进行计算,或者通过专家丰富的经验进行综合判断。然而随着近些年来工业生产规模的不断扩大,电气自动化设备的故障类型越来越多,故障发生的内在机理也越来越复杂。将大数据分析与人工智能技术应用在电气自动化设备故障智能诊断中,可以分成两种类别,一种是依赖贝叶斯网络,支撑向量机,决策树和神经网络等算法的传统机器学习方法,另一种包含卷积神经网络,循环神经网络,深度置信网络及自动编码器这些被用于深度学习的先进技术手段,这两大类在电气自动化设备故障特征提取,学习能力的加强以及应对海量复杂数据处理等多方面的应用成效相当突出。

3.3 整体设计

伴随消费者对电气产品质量与功能要求的提升,电气产品的自动化设计标准也在不断变得复杂和严格起来,传统的电气产品设计流程大多依靠设计人员的经验,在设计过程中,他们要深入分析实际情况并制定详细的设计方案。然而,方案的初步构思并不是设计工作的终结,而是接下来一系列可行性验证、反复测试以及持续改进环节的开端,这些环节都是为了保证设计方案既科学又合理,还要符合实际应用的需求。

但是智能化技术的出现给电气产品设计领域带来了颠覆性的改变,现在设计人员只需要对电气产品市场进行科学研究,吸收借鉴国外先进的技术以及宝贵的经验,在原有的设计基础上进行优化设计,将智能技术与设计相结合,虽然如此,但为了保证产品设计的科学性和可行性,设计人员必须意识到当前电气产品设计工作所面临的新的形势和新的要求,及时转变思想,摒弃传统设计理念,积极学习智能技术以及数字化技术的核心。

结语

电气自动化设备状态监测方面,智能化技术的引入也带来了深刻的变化,通过实时监测设备的运行状况,准确识别故障征兆并预测潜在的风险,智能化技术给设备的预防性维护和及时修理提供了强大的数据支撑,这种优势有效地降低了设备的故障率,延长了设备的使用寿命,而且给工业企业创造了不小的经济收益,智能化技术所表现出的很强的泛化能力,不管是复杂的工业环境,还是越来越多的设备种类和数量,智能化技术凭借着自身的灵活性和适应性,可以做到高效而精准的管理。

参考文献:

[1] 张博, 刘光辉, 孙桂磊. 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究[J]. 中国设备工程,2025,(07):26-28.

[2]陈彦冰.智能化技术在电气工程自动化中的应用分析[J].数字技术与应用,2025,43(01):226-228.

[3]周志坤.智能化技术在电气工程自动化控制系统中的应用分析[J].仪器仪表用户,2025,32(01):87-89.