1人工智能與機械電子工程的關(guān)系

1.1人工智能技術(shù)的發(fā)展

人工智能技術(shù)的提出,為計算機技術(shù)的發(fā)展提供了核心技術(shù)支持,其研究的核心是利用智能技術(shù)創(chuàng)造出人們所需要的智能化機械,也就是智械。人工智能技術(shù)的核心內(nèi)容主要涉及圖像識別與處理技術(shù)、語言分析及處理技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)等多個方面。人工智能技術(shù)的發(fā)展給人類帶來了新的技術(shù)革命創(chuàng)新,為人類的技術(shù)發(fā)展提供了更多的動力。人工智能的不斷發(fā)展也為社會經(jīng)濟的騰飛做出了不可估量的貢獻,不僅可以帶動市場消費需求,還可以提升機械電子相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,對國家經(jīng)濟的穩(wěn)定與繁榮有著重要意義。

1.2機械電子工程的發(fā)展

和傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品相比,機械電子產(chǎn)品擁有結(jié)構(gòu)簡單、體積小以及自動化程度高等特點,機械電子工程彌補了傳統(tǒng)機械的不足,對機械行業(yè)的發(fā)展而言,起到舉足輕重的作用。機械電子工程正在逐漸被大型企業(yè)所重視和應(yīng)用。機械電子工程領(lǐng)域的發(fā)展大體可以分為三個階段:第一階段是以傳統(tǒng)手工業(yè)為勞動力代表的階段:第二階段是機械化逐步普及,生產(chǎn)流水線逐步實施完畢:第三階段是指互聯(lián)網(wǎng)以及電子信息化的到來,給機械電子工程領(lǐng)域帶來了突飛猛進的發(fā)展。目前我國正處于第三階段的中期,機械電子工程與信息化技術(shù)不斷融合發(fā)展,并且機械電子工程技術(shù)開始向人工智能化邁進。

1.3人工智能技術(shù)對機械電子工程的重要性

首先,人工智能技術(shù)可以提高機械電子系統(tǒng)的控制精度。機械電子工程領(lǐng)域在模塊優(yōu)化設(shè)計過程中,高精度以及科學化地控制相關(guān)數(shù)據(jù)十分重要。但是,現(xiàn)實中機械電子系統(tǒng)會受到各種外界因素的干擾,很難做到控制的精確化。想要保證系統(tǒng)平穩(wěn)有效地運行,就必須根據(jù)外界的實際情況,合理微調(diào)系統(tǒng)的功能參數(shù)。而工作人員往往無法及時觀測到問題的出現(xiàn),也無法及時進行處理,這就需要人工智能技術(shù)代替工作人員,有效地將人工智能技術(shù)應(yīng)用于機械電子系統(tǒng)中,利用人工智能神經(jīng)模式,高效且準確地控制機械電子系統(tǒng),從而使機械電子系統(tǒng)可以完成各種任務(wù),提高機械電子系統(tǒng)的工作效率。

其次,人工智能技術(shù)可以使機械電子系統(tǒng)更加穩(wěn)定。機械電子系統(tǒng)作為機械電子工程中最重要的一部分,其工作性質(zhì)主要是數(shù)據(jù)信息的輸入和輸出,系統(tǒng)本身存在著不穩(wěn)定因素,這些不穩(wěn)定因素會造成機械電子系統(tǒng)無法發(fā)揮出系統(tǒng)全部功能,使得工作效率無法達到最大化,直接影響企業(yè)的效益。要想科學解決機械電子系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素,傳統(tǒng)的解析式方法無法完全改善此問題,對系統(tǒng)穩(wěn)定性提高的幫助不大,無法精準控制機械電子系統(tǒng)。所以,為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,就要積極地與人工智能技術(shù)結(jié)合,提高機械電子系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力,幫助機械電子系統(tǒng)高效、快速地進行數(shù)據(jù)的輸入、處理、輸出等工作,從而提高其穩(wěn)定性。人工智能技術(shù)可以有效處理復雜以及大量的系統(tǒng)數(shù)據(jù),人工智能技術(shù)與機械電子系統(tǒng)的融合可以保障機械電子系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地工作。

2人工智能在機械電子領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1人工智能在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng)中的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運用核心就是人工神經(jīng)系統(tǒng),其主要是利用模仿人類的神經(jīng)元系統(tǒng)建立成所需功能的電子信息系統(tǒng),模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)遍布式數(shù)據(jù)存儲功能。針對人類神經(jīng)元的模擬,使得人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在工作過程中愈加智能化。人工神經(jīng)系統(tǒng)的具體表現(xiàn)有,模擬神經(jīng)元鏈接結(jié)構(gòu),對其數(shù)據(jù)和結(jié)果進行詳細分析,從而獲得參數(shù)值,并且以此構(gòu)建相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。人工神經(jīng)系統(tǒng)的緊密結(jié)構(gòu)致使神經(jīng)元系統(tǒng)整體非常智能化,可以在較短的時間內(nèi)計算復雜的數(shù)學公式,并處理各種復雜的信息。模糊推理系統(tǒng)也是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個分支,以模糊集合理論為依托創(chuàng)建一整套系統(tǒng),和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同的是,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用點對點的聯(lián)系方式,而模糊推理系統(tǒng)采用的是區(qū)域之間的聯(lián)系方式。因此,可以發(fā)現(xiàn)模糊推理系統(tǒng)的精度比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要低一些。目前機械電子工程領(lǐng)域采用模糊推理系統(tǒng)可以簡單模擬一些人腦的功能信息,利用模糊推理系統(tǒng)對人腦的簡單功能模擬可以直接輸出語言信息,這些信息經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)化處理之后可以獲得函數(shù)值。目前模糊推理系統(tǒng)是機械電子工程中使用較廣的一種系統(tǒng)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機械電子工程領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,例如飛機動力地面模擬控制系統(tǒng)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用,控制原理為飛機地面模擬系統(tǒng)。創(chuàng)建完整的模擬系統(tǒng)之前先把電氣、液壓、機械等技術(shù)進行整理和融合,飛機中的發(fā)動機系統(tǒng)被模擬的液壓伺服系統(tǒng)所取代,這樣可以對飛機的整體性能展開試驗,液壓伺服系統(tǒng)可以為模擬控制系統(tǒng)提供模擬飛行的推動力。將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與地面模擬控制系統(tǒng)融合之后,可以解決原有復雜系統(tǒng)所帶來的無法全面模擬控制的弊端,系統(tǒng)的融合可以創(chuàng)建完整的飛行動力模擬系統(tǒng)。

2.2人工智能在工業(yè)焊接機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

將人工智能技術(shù)應(yīng)用于焊接機器人領(lǐng)域,可以提高焊接機器人的制造先進性,同時降低焊接機器人工作的生產(chǎn)成本,因此該技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。企業(yè)有必要增強焊接機器人與人工智能技術(shù)的融合,從而提高焊接機器人的工作效率以及工作質(zhì)量,降低焊接機器人的加工成本,使焊接機器人應(yīng)用范圍更加廣泛。焊接機器人可以使用接觸式傳感或電弧式傳感對待焊接零件進行在線監(jiān)測,能夠直接控制焊縫的質(zhì)量,保證焊縫的質(zhì)量達到工業(yè)要求。焊接機器人可以利用超聲波或者磁粉探傷等技術(shù)對待焊接工件進行在線檢測,直接找出焊接過程中出現(xiàn)的缺陷,及時對其進行更正,同時也可以實時對焊接誤差進行補償,從而使焊接零件達到焊接標準。焊接機器人可以有針對性地對焊接接頭進行檢測,判斷出焊接機器人的接頭質(zhì)量情況,保證焊接接頭的完整性,使零件焊接表面更加光潔,減少焊接飛濺,提高焊縫的飽滿度。

2.3人工智能在專家控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

所謂專家控制系統(tǒng),是指可以實時對數(shù)據(jù)進行分析和處理的控制系統(tǒng),在所屬行業(yè)知識和經(jīng)驗整合的基礎(chǔ)上,將這些融入到系統(tǒng)中可以獲得更好的控制效果。專家控制系統(tǒng)設(shè)計過程中,以計算機為控制核心,創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫以及控制模型?？刂葡到y(tǒng)對輸入的數(shù)據(jù)進行處理和分析,并將分析結(jié)果以信號的形式發(fā)送給控制中心,控制中心需要確定求解機制,該求解機制的公式為:

在完成求解方程后,控制系統(tǒng)的設(shè)計人員分析系統(tǒng)的控制效果,在此基礎(chǔ)上寫入系統(tǒng)的控制代碼。在控制中心處理數(shù)據(jù)過程中,還需要人為輸入各種控制系統(tǒng)參數(shù),這樣才能對目標系統(tǒng)進行合理控制。需要注意的是,控制效果推理工作需建立在正向推理基礎(chǔ)上,設(shè)計人員基于對專業(yè)知識的應(yīng)用完成對整個控制系統(tǒng)的科學設(shè)計。

3結(jié)語

綜上所述,人工智能技術(shù)可以促進機械電子工程領(lǐng)域的不斷發(fā)展,提高人們的生活質(zhì)量,因此,人工智能技術(shù)對機械電子工程而言是提高其整體水平的一條捷徑。人工智能技術(shù)仍然需要大量的研究人員對其進行補充和完善,只有將人工智能技術(shù)充分融合到機械電子工程領(lǐng)域,才能使機械電子工程發(fā)展邁向新的臺階。