智能控制技术在电气工程及其自动化中的应用分析

期刊: 环球科学 2026年第11期 DOI: PDF下载

马向东

三生(中国)健康产业有限公司

摘要

随着工业智能化、自动化技术的快速迭代,传统电气工程自动化控制模式存在的精度不足、响应滞后、抗干扰能力弱、人工依赖度高等问题逐步凸显,难以适配现代工业电气设备高精度、高效率、高稳定性的运行需求。智能控制技术依托人工智能、算法调控、自动传感、动态监测等核心技术,突破了传统电气控制的技术局限,能够实现电气系统自适应调控、故障自主识别、动态参数优化与无人化精准管控。


关键词

智能控制技术;电气工程及其自动化;应用分析

正文


引言

电气工程作为工业生产、城市建设、智能设备运行的核心基础工程,其自动化、智能化发展水平直接决定工业生产效率与设备运行安全性。传统电气自动化控制系统多采用固定逻辑、程序化控制模式,仅能完成简单的设备启停、参数恒定调控工作,面对复杂工况、动态负荷变化、外部环境干扰时,调控精度大幅下降,极易出现设备运行偏差、系统故障、能耗超标等问题。同时,传统控制模式高度依赖人工运维,故障排查效率低、预判能力差,难以满足现代大规模、高精度、连续性的电气运行需求。

1智能控制技术相关概述

智能控制技术是区别于传统经典控制、现代自动控制的新型高端控制技术,核心依托计算机算法、智能传感、信息处理与人工智能技术,摆脱固定控制程序的限制,无需人工实时干预,即可根据系统运行状态、外部工况变化完成自主判断、动态调控与智能决策。该技术有效解决了传统电气控制无法适配非线性、强干扰、动态化、复杂化电气系统的难题,是电气工程自动化智能化升级的核心支撑技术。相较于传统电气自动化控制技术,智能控制技术具备四大核心优势。一是自适应能力强,可根据电气负荷、环境参数、设备状态的动态变化自主调整控制参数,适配复杂多变的运行工况;二是故障识别精度高,能够实时采集系统运行数据,精准识别隐性故障、微小偏差,实现故障提前预警与定位;三是自动化程度高,可实现无人化值守、自主调控、自主修复,大幅降低人工运维成本;四是系统兼容性强,可适配各类电气设备与自动化系统,拓展性与适配性远超传统控制模式。目前应用于电气工程自动化的主流智能控制技术主要包含模糊控制技术、神经网络控制技术、PID智能控制技术、专家系统控制技术等,各类技术优势互补,可全方位满足不同场景的电气自动化控制需求。

2智能控制技术在电气工程及其自动化中的应用分析

2.1模糊控制技术的应用

模糊控制技术是基于模糊算法逻辑的智能控制技术,专门适配电气工程中参数模糊、工况复杂、无法建立精准数学模型的非线性控制系统,是当前电气自动化领域应用最广泛的智能技术。传统电气控制针对动态负荷波动、环境干扰引发的参数变化无法精准调控,容易出现控制滞后、参数偏差等问题,而模糊控制技术无需精准建模,可通过模糊逻辑推理,对不确定、模糊性的电气运行参数进行动态分析与精准校正。在实际工程应用中,模糊控制技术主要用于电气调速系统、电压调节系统、温度自控系统等动态工况场景。例如在工业电机调速控制中,依托模糊算法实时采集电机转速、负荷电流、运行温度等数据,自动修正调速参数,规避传统调速模式下的转速波动、启停不稳问题,提升电机运行稳定性;在电力稳压系统中,可根据电网负荷变化模糊调节电压参数,消除电压偏差,保障电力传输平稳。同时,该技术可有效处理电气系统中的干扰信号,过滤无效数据,提升控制系统的抗干扰能力,大幅降低电气设备故障发生率。

2.2 神经网络控制技术的应用

神经网络控制技术是模拟人脑神经运算逻辑的智能算法技术,具备强大的数据学习、数据拟合、误差分析与动态预测能力,适用于结构复杂、参数耦合性强、故障类型多样的高端电气自动化系统。该技术可通过持续学习电气设备历史运行数据,不断优化控制模型,精准捕捉设备运行的微小变化,实现高精度动态控制与故障预判。在电气工程自动化中,神经网络控制技术主要应用于高精度设备调控与故障智能诊断两大领域。在设备调控方面,针对精密电气加工设备、自动化传动设备,通过神经网络算法拟合设备运行规律,实时修正运行偏差,解决传统控制无法处理的多参数耦合干扰问题,大幅提升设备控制精度;在故障诊断方面,系统通过学习电气设备正常运行、故障运行的各类数据特征,可精准区分线路故障、设备老化、参数异常等不同故障类型,快速定位故障点位,相较于传统人工排查、常规系统检测,故障识别效率与准确率大幅提升,有效缩短设备停机维修时间,保障电气系统连续稳定运行。

2.3 专家系统与智能PID控制技术的应用

专家系统控制技术依托行业专业知识库与推理机制,整合电气工程运维经验、设备运行标准、故障处置方案,构建智能化决策体系,可实现电气系统的智能管控与故障自主处置。该技术主要应用于大型电力系统、工业电气自动化生产线等复杂场景,能够根据系统运行问题自动匹配最优处置方案,完成参数调整、故障隔离、系统保护等操作,提升电气系统的自主管控能力。智能PID控制技术是在传统PID控制基础上融合智能算法的优化技术,解决了传统PID参数固定、适配性差、调节滞后的缺陷,可根据电气系统动态变化自主整定比例、积分、微分参数,实现无差调节。在电气温度控制、压力调控、流量控制等闭环控制系统中,智能PID控制能够快速响应参数变化,消除调节偏差,提升系统控制精度与稳定性。两种技术结合应用,可实现电气自动化系统“精准调控+智能决策”的双重优势,全面优化电气系统运行性能。

3优化策略

3.1优化智能技术与电气系统适配性

不同场景的电气工程自动化系统运行工况、设备类型、控制需求存在显著差异,通用型智能控制模型无法适配所有工程场景,容易出现控制偏差、系统不兼容等问题。为此,需结合具体电气系统的运行特性,针对性优化智能控制算法与控制模型。针对简单常规的电气控制场景,选用轻量化模糊控制、智能PID控制模型,降低运行成本,提升调控效率;针对高精度、复杂化的工业电气系统,优化神经网络算法与专家系统模型,提升系统数据运算、故障预判、动态调控能力。同时,根据电气设备更新迭代情况,实时升级智能控制程序,修正算法参数,解决新旧设备兼容问题,保障智能控制技术与电气自动化系统高度适配。

3.2 升级智能化硬件与数据传输体系

智能控制技术的精准落地,依托高精度传感设备、稳定的数据传输系统与智能化硬件设备。老旧电气系统配套设备精度低、传输速率慢、硬件兼容性差,会直接影响智能控制技术的应用效果。施工与运维单位需针对性开展硬件设备升级改造,替换老旧低效的传感设备、采集终端与控制终端,选用高精度智能传感器,保障电气运行数据采集的真实性、实时性与精准度。同时,搭建稳定、高速的数据传输网络,实现设备数据、控制指令的快速交互,杜绝数据延迟、数据丢失问题。此外,优化电气系统硬件布局,统一设备通信协议,消除设备之间的信号干扰,为智能控制技术的稳定运行提供硬件支撑。

结语

随着人工智能与算法技术的持续迭代,智能控制技术的功能性与适配性将持续提升,需持续优化技术应用方案,深化智能技术与电气工程的融合力度,为工业电气行业高质量智能化发展提供坚实支撑。

参考文献

[1] 王兆安,黄俊.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2020.

[2] 李铭.智能控制技术在电气工程自动化中的应用探析[J].科技创新与应用,2022,12(18):167-169.

[3] 张宇航.电气工程自动化控制中智能技术的应用与优化[J].电气技术,2023,24(05):89-92.

 


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