時間：2022-03-11 17:25:31
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智能化技術涵蓋的領域較多，綜合性較強，主要包括控制學、語言學、生物學和信息學等。它是一項研究怎樣讓機器擁有人工智能的技術。人工智能第一次被提出是在二十世紀五十年代，經歷了半個多世紀的發展，人工智能理論和技術都趨于成熟，逐漸形成了一套以計算機為核心涵蓋多個領域跨多個學科的綜合性技術。人工智能是計算機科學的一部分，主要是探討如何讓機器擁有人工智能的問題。智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用主要是通過計算機編程實現的，通過執行設定好的程序，讓計算機處理、分析、回饋信息，在模擬人腦的過程中實現自動化控制。從當前智能化技術在電氣工程自動化控制的應用成果來看，智能化技術極大的促進了電氣工程自動化控制的發展，提高了電氣自動化控制中的效率，降低了人工投入，為電力企業了良好的經濟效益。
2智能化技術的應用優勢
智能化技術在電氣自動化控制應用的原理主要是實現控制的智能化、人性化，減少控制中的失誤，節約人力物力。當前，智能化控制在電氣自動化控制上與傳統控制相比主要有以下優勢：
2.1智能化技術對電氣系統調整更加便捷智能化控制器可以通過魯棒性和響應時間來實現對整個系統的調節和控制，可以有效地提高工作效率，增加自動化控制的精確性。同時，智能化控制器在控制中通過相關數據的改變來實現控制，不需要技術人員的參與，節省了人力，實現遠程操控，為電氣自動化控制帶來了極大便利。
2.2智能化技術提升了控制精密度傳統的控制方式會在控制過程中由于控制對象的復雜性而不能準確掌握控制對象的動態，從而在控制中出現無法預測的客觀因素，因此設計出來的模型因精確性不夠而不能實現很好的控制效果。智能化控制器在控制中不需要建立對象模型，使得不確定性的因素減少，提高了自動化控制的精密度。2.3智能化技術的一致性強在處理不同的數據問題時，輸入不同的數據獲得的結果較為理想，滿足自動化控制的要求?？刂茖ο蟮牟煌矔е驴刂菩Ч牟煌刂破鞑]有針對每個控制對象都有控制要求，但控制效果較為理想。同時，部分控制對象的改變也會導致控制效果達不到相關要求，因而在自動化控制設定時，一定要從實際情況出發。在對控制進行評價時，不能對智能化控制盲目否定，要認真找到出問題的具體原因，加以解決。
3智能化技術在電氣自動化控制中的應用
3.1診斷電氣工程中出現的故障電氣工程自動化控制是一個機器系統，在運行中難免會出現故障，智能化技術的運用，往往能夠及時診斷出自動化控制系統出現的故障。變壓器是電氣工程中的重要電氣元件，對整個電力運行起著重要作用，電壓器故障是電氣工程中經常出現的故障，這種故障帶來的影響較大。自動化系統的應用能夠通過變壓器的滲漏油分解氣體進行分體，對變壓器故障作出診斷，對故障位置進行排查，從而協助工作人員做出檢修方案，維護設備的正常運行。智能化技術的運用，大大提升了維修的速度與效率，提升了電力企業的效益。
3.2實現對電氣自動化的智能控制智能技術運用到電氣自動化控制之中，可以實現對電氣系統的遠程控制，工作人員只需在控制室中，就可以通過相關控制器控制系統的運轉。這種操作的無人化、自主化和高效化擴大了智能化控制的發展空間，體現了智能化控制的優越性，使得智能化控制在其他能與能夠進一步發展。
3.3優化電氣工程的設計電氣工程自動化控制是通過對控制元件的編程設計實現的，在設計中，過程繁雜，技術性和專業性要求高，對工作經驗也有相關要求。傳統的設計方式是通過試驗進行設計，這種設計方式在操作上容易出錯，而且效率低，修改起來不方便。在當前技術條件下，電氣自動化控制設計主要通過智能化CAD技術和計算機技術結合來實現，在時間控制上，這種設計能夠最大限度的節約時間，實現高效化設計，同時還可以保證設計的質量和準確性。遺傳算法是優化設計中的重要方式，對電氣自動化控制的設計起到重要作用。
3.4其他應用此外，在電氣工程自動化控制控制中，PLC技術的使用，是智能化控制的重要組成部分。它通過繼電控制器實現對某個工藝流程的控制，繼而協調整個系統的生產。在電力企業中，PLC技術的使用，可以極大提高控制的準確性和可靠性。
4結束語
關鍵字：自動化智能控制應用
隨著信息技術的發展，許多新方法和技術進入工程化、產品化階段，這對自動控制技術提出獷新的挑戰，促進了智能理論在控制技術中的應用，以解決用傳統的方法難以解決的復雜系統的控制問題。
一、智能控制的主要方法
智能控制技術的主要方法有模糊控制、基于知識的專家控制、神經網絡控制和集成智能控制等，以及常用優化算法有:遺傳算法、蟻群算法、免疫算法等。
2.1模糊控制
模糊控制以模糊集合、模糊語言變量、模糊推理為其理論基礎，以先驗知識和專家經驗作為控制規則。其基本思想是用機器模擬人對系統的控制，就是在被控對象的模糊模型的基礎上運用模糊控制器近似推理等手段，實現系統控制。在實現模糊控制時主要考慮模糊變量的隸屬度函數的確定，以及控制規則的制定二者缺一不可。
2.2專家控制
專家控制是將專家系統的理論技術與控制理論技術相結合，仿效專家的經驗，實現對系統控制的一種智能控制。主體由知識庫和推理機構組成，通過對知識的獲取與組織，按某種策略適時選用恰當的規則進行推理，以實現對控制對象的控制。專家控制可以靈活地選取控制率，靈活性高；可通過調整控制器的參數，適應對象特性及環境的變化，適應性好；通過專家規則，系統可以在非線性、大偏差的情況下可靠地工作，魯棒性強。
2.3神經網絡控制
神經網絡模擬人腦神經元的活動，利用神經元之間的聯結與權值的分布來表示特定的信息，通過不斷修正連接的權值進行自我學習，以逼近理論為依據進行神經網絡建模，并以直接自校正控制、間接自校正控制、神經網絡預測控制等方式實現智能控制。
1.4學習控制
(1)遺傳算法學習控制
智能控制是通過計算機實現對系統的控制，因此控制技術離不開優化技術?？焖佟⒏咝А⑷只膬灮惴ㄊ菍崿F智能控制的重要手段。遺傳算法是模擬自然選擇和遺傳機制的一種搜索和優化算法，它模擬生物界/生存競爭，優勝劣汰，適者生存的機制，利用復制、交叉、變異等遺傳操作來完成尋優。遺傳算法作為優化搜索算法，一方面希望在寬廣的空間內進行搜索，從而提高求得最優解的概率；另一方面又希望向著解的方向盡快縮小搜索范圍，從而提高搜索效率。如何同時提高搜索最優解的概率和效率，是遺傳算法的一個主要研究方向。
(2)迭代學習控制
迭代學習控制模仿人類學習的方法、即通過多次的訓練，從經驗中學會某種技能，來達到有效控制的目的。迭代學習控制能夠通過一系列迭代過程實現對二階非線性動力學系統的跟蹤控制。整個控制結構由線性反饋控制器和前饋學習補償控制器組成，其中線性反饋控制器保證了非線性系統的穩定運行、前饋補償控制器保證了系統的跟蹤控制精度。它在執行重復運動的非線性機器人系統的控制中是相當成功的。
二、智能控制的應用
1.工業過程中的智能控制
生產過程的智能控制主要包括兩個方面:局部級和全局級。局部級的智能控制是指將智能引入工藝過程中的某一單元進行控制器設計，例如智能PID控制器、專家控制器、神經元網絡控制器等。研究熱點是智能PID控制器，因為其在參數的整定和在線自適應調整方面具有明顯的優勢，且可用于控制一些非線性的復雜對象。全局級的智能控制主要針對整個生產過程的自動化，包括整個操作工藝的控制、過程的故障診斷、規劃過程操作處理異常等。
2.機械制造中的智能控制
在現代先進制造系統中，需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數據來解決難以或無法預測的情況，人工智能技術為解決這一難題提供了有效的解決方案。智能控制隨之也被廣泛地應用于機械制造行業，它利用模糊數學、神經網絡的方法對制造過程進行動態環境建模，利用傳感器融合技術來進行信息的預處理和綜合?？刹捎脤＜蚁到y的“Then-If”逆向推理作為反饋機構，修改控制機構或者選擇較好的控制模式和參數。利用模糊集合和模糊關系的魯棒性，將模糊信息集成到閉環控制的外環決策選取機構來選擇控制動作。利用神經網絡的學習功能和并行處理信息的能力，進行在線的模式識別，處理那些可能是殘缺不全的信息。
3.電力電子學研究領域中的智能控制
電力系統中發電機、變壓器、電動機等電機電器設備的設計、生產、運行、控制是一個復雜的過程，國內外的電氣工作者將人工智能技術引入到電氣設備的優化設計、故障診斷及控制中，取得了良好的控制效果。遺傳算法是一種先進的優化算法，采用此方法來對電器設備的設計進行優化，可以降低成本，縮短計算時間，提高產品設計的效率和質量。應用于電氣設備故障診斷的智能控制技術有:模糊邏輯、專家系統和神經網絡。在電力電子學的眾多應用領域中，智能控制在電流控制PWM技術中的應用是具有代表性的技術應用方向之一，也是研究的新熱點之一。
以上的三個例子只是智能控制在各行各業應用中的一個縮影，它的作用以及影響力將會關系國民生計。并且智能控制技術的發展也是日新月異，我們只有時課關注智能控制技術才能跟上其日益加快的技術更新步伐。
參考文獻：
[1]嚴宇，劉天琪.基于神經網絡和模糊理論的電力系統動態安全評估[J].四川大學學報，2004，36(1):106-110.
[2]張利平，唐德善，劉清欣.遺傳神經網絡在凝汽器系統故障診斷中的應用[J].水電能源科學，2004，22(1):77-79.
前面已經講到，智能化技術能夠控制和反饋對電氣工程中所有設備的數據，與此同時還能夠有效根據響應時間、下降時間和魯棒性變化等參數來對電氣工程自動化的控制程度實現自動調節，這樣一來就可以節省了重新建立模型的時間，另外還可以在第一時間來處理因客觀因素以及預警自動化控制過程中所造成的錯誤。這樣及時的處理和高效的警惕大大降低了風險，節省了很多的人力物力財力的消耗，從而更好的實現了對電氣工程自動化系統的有效控制。
2、智能化技術的有效應用
2.1模糊邏輯與控制
一般地說，電氣工程的自動化控制系統中都會含有一定數量的模糊控制器，它能很好的代替PID控制器。就目前而言，模糊邏輯的控制主要有M型與S型兩種應用類型，但是有一點需要強調的是，這兩種控制器都有各自的規則庫，又可以叫做ifthem的模糊規則集。其中S型控制器的規則為if。X是G，y是H，則W=f(X,Y)，這里所說的G與H指的都是模糊集，下面分別對這兩種應用類型進行介紹。M型控制器主要由模糊化、知識庫、推理機與反模糊化這四大部分所共同構成，主要用于實現變量的測量、量化、模糊化的目的，其隸屬函數的形式也是多種多樣的；知識庫主要是由語言控制的數據庫與規則庫兩個部分，其開發方式是將專家知識與經歷置于控制及應用目標上。值得注意的是，在建模的過程中，一定要使用神經網絡的推理機與模糊控制器對其加以操作；推理機同樣也是模糊控制器中不可或缺的重要組成部分，它能夠很好地模仿人類決策與推理模糊控制行為；反模糊化主要用來量化與反模糊化，它包括的技術種類也比較多，其中應用得最為廣泛的當屬中間平均技術與最大化的反模糊化這兩種了。
2.2優化設計與診斷故障
在過去的很長一段時間里，設計產品通常都是依靠實驗或者傳統手工檢驗來完成，通過這種方式所得方案往往不是最優方案。隨著計算機技術的蓬勃發展以及在各個領域的廣泛應用，越來越多的電氣工程產品開始更多的選擇使用CAD來進行設計。這樣大大減短了產品的開發周期，如果在這個過程中很好地滲透智能化技術，可謂是如虎添翼，使其設計質量與效率得到大大的提升，專家系統的設計就是一個典型案例。不僅如此，智能化技術在優化設計還體現在遺傳算法方面。眾所周知，遺傳算法是當前全世界范圍內比較先進的計算法，其最大的優勢之處在于計算精度高，因此在電氣工程中得到了親睞，而且在其中也起到了極其重要的作用。除此之外，故障和它的預兆在電氣工程中的關系是錯綜復雜的，具有不確定與非線性的特點，這給我們的判斷帶來很大的困擾。
3、總結語
1.1人工智能的概念
人工智能的目的是實現機器智能化發展，通過采用人工研究得出的方法與技術，從而擴大人工的生產能力，推動產業的不斷發展。人工智能的產生伴隨著人類社會的不斷發展，是人類社會進步的結晶。隨著社會的不斷發展，人工智能技術與時俱進。
1.2智能化技術的理論基礎
目前，智能化技術廣泛的應用于精密傳感器、計算機、GPS定位技術等高科技信息工具中。其理論基礎最先于20世紀50年代左右提出并隨著社會的發展逐漸應用。通過智能化技術的應用，能夠有效延伸、擴展以及模擬相關人工作業，在提高了工作效率的同時也保證了工作質量。
1.3電氣工程自動化中智能化技術的特點
智能化技術擁有完善的控制系統，能夠有效的對數據進行分析與處理，從而保證系統的有效運行；通過使用智能化技術能夠簡化電氣工程的控制系統，提高整體運行效率；實現了控制器的無人化超控，減少了人力資本的投入；實現了數據一致性的標準，能夠快速地進行評估工作。
二、智能化技術在電氣化工程中的發展現狀
隨著我國經濟技術的不斷進步，智能化技術已逐步應用到電氣工程自動化工作當中。智能化技術的不斷成熟使得其應用領域不斷延伸，目前主要應用于計算機技術中，通過智能化技術與計算機技術的巧妙結合，在信息傳遞、提高工作質量、改善工作環境以及推動我國經濟發展中都起到了巨大作用。當下的智能化技術還在不斷發展，它為世界帶來的驚喜仍需展望。
三、智能化技術在電氣工程自動化中的具體應用
1、神經網絡系統。神經網絡系統由定子電流經過電氣動態參數進行辨別控制和轉子速度辨別經過機電系統參數兩個方面構成。在神經網絡系統中，反向學習算法被作為經常使用的方法，在其前饋性的特點之下進行高效運轉，對于控速度、負載轉矩以及時間控制上都有良好的效果。
2、模糊邏輯控制系統。目前，我們所說的模糊邏輯控制系統有效的代替了之前的PID控制器，模糊邏輯控制系統通過其知識庫能夠有效的進行推理決策，實現控制目標。模糊化的形式大多由多種函數表現形式構成，是進行模糊邏輯系統的重要方法。
3、故障診斷及優化設計。智能化技術在電氣自動化中的應用大幅度提高了故障診斷的效率性，由于電氣設施故障本身具有復雜性、隱蔽性、波動大等特點，其診斷效率較低。隨著智能化技術的廣泛應用，不但提高故障診斷的準確性，同時還節省了人力物力資源，使診斷過程快速有效。對于電氣產品的設計領域來說，其內容廣、工序復雜、影響因素多等特點，導致電氣產品涉及領域存在較大困難性。智能化技術的引入，提高了電氣產品的技術含量，不僅能夠有效降低人力勞動強度，同時還縮短了產品設計的時間，推動了電氣工程的發展。
四、智能化技術在電氣工程自動化應用中的發展方向
1、智能化技術在電氣工程自動化應用中的性能發展方向。智能化技術在電氣工程自動化應用中的性能發展方向主要包括了其三高特征，即高速度、高精度、高效化，在電氣工程自動化技術中這是其發展關鍵的部分。我們通常所說的智能化技術主要是指在進行自動化工作時，所采用的智能系統帶有較高的智能化功能，這種功能有效地提高了系統運行效率，從而實現系統的有效改善；另一方面，就是其柔性化。柔性化主要表現在其群控系統和數控系統的柔性化。通過采用智能化技術，能夠有效發揮控制系統的作用，在提高其具體要求的同時，有效監控其信息流和物流的動態變化。
2、智能化技術在電氣工程自動化應用中的功能發展方向。智能化技術在電氣工程自動化應用中的功能發展方向主要包括用戶截面圖形化以及科學計算可視化兩個方面。具體來說，使用用戶截面圖形化方便了用戶操作，同時也實現了對三維立體圖形、模擬圖形等動態圖形的有效追蹤；科學計算的可視化實現了對數據應用的高處理，有效提高了工作效率。
五、結語
隨著人工智能的發展，智能化技術被應用到電氣工程及其自動化中，主要用于控制器以及機器的智能化。智能化技術的應用可以通過故障診斷、智能控制、優化設計、PLD技術這幾方面來描述。
1.1故障診斷
電氣工程設備的工作時間長，難免會發生故障，由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性，一旦發生故障，往往需要大量的時間排查故障，效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發生前，一般儀器會出現一些人們很難發現的預兆，通過實時監測儀器狀態，在出現異常時及時報警并提示故障位置，在故障真正發生前避免故障，能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷，確定故障發生的范圍，并通過各種手段逐步縮小范圍，從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時，智能化裝置可以記錄故障問題，為以后的故障診斷提供參考，使故障診斷更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能夠在很大程度上實現電氣工程及其自動化的控制過程自動化，實現無人化管理和遠程管理，提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作，如高壓控制，智能控制是必不可少的。相對于傳統的控制器，智能控制器的靈活性更好，更易調節。傳統的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態方程，而實際涉及到的控制環境往往很復雜，存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題，因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據對響應數據（如魯棒性變化、響應時間、下降時間）的分析隨時調整系統，調整后智能控制器的性能會大大提高，調整的過程并不需要專業人士在場，這樣就減少了大量的人力。以風力發電廠智能化升壓站系統為例。智能化升壓站系統通過對過程層和間隔層設備升級，將一些模擬量和開關量數字化，有效運用光纖設備，實現間隔層和過程層的通信。站控層由系統主機、工作站、VQC等設備組成，是全站監控、管理、調度中心。系統通過智能化控制，自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能，相比于傳統的升壓站系統在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優化設計
電氣設備的設計工作相當繁瑣，需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識，并結合過去的設計經驗。傳統的設計方式根據經驗和實驗，手工完成設計，方案的達標率非常低，修改難度大，成本高，產品的開發周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量，縮短開發周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統和遺傳算法。其中，專家系統依據該領域的專家提供的知識經驗，建立數據庫，在決策前模擬專家決策過程，做出合理決策，該技術比較前沿，目前尚處于研發階段，尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法，被廣泛運用于信號處理、組合優化、自適應控制等領域，在電氣設計產品的優化上性能優越。
1.4PLC技術
PLC（可編程邏輯控制器）具有高可靠性和抗干擾能力，廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業的輔助系統中，PLC已經代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存，用程序方式存儲控制邏輯，并用半導體電路實現。PLC技術的應用實現了供電系統的自動切換，用軟繼電器取代了實物器件，使供電系統更加安全可靠。并且，它能使用復雜的工作環境，具有良好的發揮性能，穩定性強。
2．智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景
2.1優勢分析
智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統的控制系統有巨大優勢。傳統的自動控制系統需要建立控制模型，運用數學方法分析，建立動態方程，但由于系統的復雜性，在實際應用中往往會出現無法預料的問題，很難達到預期的效果。智能化系統可以從根本避免不可控因素，提高工作的效率。智能化技術可以實時監控系統，通過監測響應時間、下降時間等對系統進行實時調節，使系統性能大大提高。因此，智能化系統比傳統的控制器更能適應實際工作環境。另外，智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數據時具有同樣可靠的估計能力，有廣泛的適用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統中采用智能高速處理器芯片，同時采用交流數字伺服系統，能夠改善電力系統的動態特性和靜態特性，提高系統的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統和數控系統這兩個方面。對于群控系系統，必須按照生產流程的具體要求設計系統，使系統能夠發揮最大的作用，完成信息流和物料流的動態調控。對于數控系統，其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。
2.3功能方向
在功能方向上，主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發展。目前的操作系統一般都采用圖形界面，具有良好的人機交互性。在智能化系統中采用圖形化界面，通過窗口和菜單實現編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能，能夠降低操作者的門檻，方便非專業人士操作。通過可視化技術，信息的表達不再是呆板的文字和數據。將數據轉化成圖表，能方便操作者分析數據，也可以高效地處理和解釋數據。同時，采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術，將可視化和虛擬環境相結合，能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸，如果將多媒體技術應用于智能化系統，可以更加綜合化、智能化地處理信息，能帶來很大的經濟效益。
2.4體系結構
通過集成化、模塊化、網絡化實現智能化技術在體系結構方面的發展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度，減小器件體積，更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化，各模塊之間通過接口通信，這樣有助于技術的標準化和集成，也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統聯網使得人們能夠對系統進行遠程監控，隨時掌握系統狀況，使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現在一臺設備上控制其他設備，進行編程等操作。對于較小的電力系統，遠程控制能夠節約電纜的增加數，材料以及安裝費用，并且可靠性高、靈活性強；但是在通訊量大的系統中遠程控制會比較困難。
3.結語
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。
長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。
2數控技術發展趨勢
2.1性能發展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。
(3)工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。
(4)實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。
2.2功能發展方向
(1)用戶界面圖形化用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
(2)科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
(4)內裝高性能PLC數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
(5)多媒體技術應用多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3體系結構的發展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。
(2)模塊化硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。
(3)網絡化機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。
3智能化新一代PCNC數控系統
電子轉速表具有在振動、潮濕以及高低溫等惡劣環境下工作的優點，并依賴其較高靈敏度及精度的特點來實現自動報警功能，所以應用的范圍較為廣泛。在現代汽車電子技術的發展下，大多數轉速表開始采用液晶顯示、真空熒光顯示來以圖形顯示發動機的速度，與此同時，電子轉速表還實現了用點火系的脈沖信號來測量發動機的轉速的功能，即用微機中測出的每個脈沖的平均周期來計算發動機的轉速。
在現代汽車電子技術的條件下，數字溫度計可用于對控制汽車發動機冷卻水的溫度進行更為精確的測量，還有探測氣缸內主要軸承的溫度及其燃燒的溫度變化。數字溫度計由放大A/D轉換、溫度傳感器、顯示裝置以及譯碼器等部分構成，其工作原理是將傳感器所產生的連續性的電量變成具有一定函數關系的電信號，再經過A/D轉換將溫度傳感器模擬的電信號轉換為相對應的斷續量，接著譯碼器對其進行數字的編碼，從而將測量的最后結果通過顯示裝置顯示出來。
現代汽車電子技術在目前已步入了優化人—汽車—環境的階段，并且已在微型化的方向取得了進一步的發展。由于人們對汽車性能方面的要求越來越高，電控產品的使用使得汽車的系統構造愈加復雜，智能儀表系統的出現則是對這一要求的功能實現。智能儀表系統包括組合儀表、彩色液晶屏及控制器三個方面，主要用于實時顯示汽車運行的整體工況以及各個控制模塊的故障狀況，儀表控制權所接受的信息來源于總線和直通線，其主要向液晶顯示屏和組合儀表反饋相應的信息，保證駕駛員或者檢測員能夠及時地了解車況并做出實時反應。由于汽車電子技術在智能儀表中的運用尚且處于起步階段，而其推動力又不可忽視，所以現代汽車電子技術今后在儀表或是其他裝置上的改良與發展仍需更進一步的研究。
1.1構建功能應急系統
為了保證變電站能夠正常運作，在建設過程中，需要構建功能應急系統，還需要定期檢測該系統，以保證其能夠穩定運行。在構建功能應急系統時，需要應用面向間隔準則，正確分配通信網絡和一、二次智能設備，隔離主保護與備用保護。此外，還可以構建雙重保護屏障，以便更加清晰地分界屏幕，并且還可以合理地隔離軟、硬件，更好地保護設備，從而更加順利地開展變電站維護工作。
1.2保證智能化一次設備的正常運行
在智能化變電站中，一次設備是非常重要的組成部分，它的運行狀況會直接影響變電站的整體運行。在智能化變電站的建設過程中，需要保證一次設備能夠穩定運行。一次設備的自動化特征較為明顯，不需要人工傳輸信息和全程監控信息，可確保變電功效，還可以合理、快速地修復存在問題的輸電線路，從而保證變電站運行的安全性和高效性。在建設智能化變電站的建設過程中，需要有效整合一次設備、CPU與光電感應，并保證有效執行各種命令。此外，傳統繼電器的回路結構中需要應用無線傳送和光纖技術，從而降低能耗和發熱?？傊?，在建設智能化變電站的過程中，需要控制一次設備的在線監測功能。只有這樣，才能確保變電站可穩定、安全運行。
1.3保證變電站的信號穩定
智能化變電站涉及較多的科技設備，且通信較為復雜。如果不具備科學的管理，則信號會受到影響，甚至部分信號失真，進而對變電站的穩定運行造成影響。為了有效解決上述問題，需要應用單元化的管理方式，實施隔離管理，具體指應用隔離網絡層和物理層。同時，還需要點對點地控制有著較多傳感器和光纜的元器件，且在儲存和管理信息的過程中，需要應用特定的代碼。在此過程中，可運用GPS定位或SIM卡，從而實現單元化管理。此外，還需要立刻修復和跟蹤存在問題的元件，從而提高管理效率。
1.4完善智能化變電站的信息集成
集成信息是智能化變電站的建設方向，它可實現應用功能的一體化，以便有效整合整個變電站的數據信息，有效解決數據的重復收集問題。但要想建造信息集成平臺，就需要統一收集和建模全部數據。這是因為在實現了安全分區后，安全一區的信息平臺無法直接獲取安全三區的信息。目前，在安全二區完善了智能化變電站等在線監測體系，可有效解決數據集成問題。但發生了新問題——因主站在線監測系統處于安全三區，導致無法合理訪問子站數據。因此，需要充分重視信息集成化中的安全認證和安全分析等問題，且有效解決這些問題，做到無縫連接調度系統，有效協調常規變電站。智能化變電站可完善信息一體化，將安全設施應用到每一個安全分區的保護界限中，并設置正、反向隔離和防火墻。此外，還可以使用單向數據同步、E語言文本傳送等軟件，可集成監控系統功能視圖，從而在不同的安全分區有效訪問、控制不同的操作和數據。
2結束語
