人工智能在機械電子工程中的應用

邵士英

摘 要：機械電子工程學科的發展要比傳統的機械工程晚，但在20世紀的時候這兩種學科就已經出現了逐漸融合的趨勢。而且伴隨著信息化時代的迅速開展，使得人工智能技術也得到了飛速的發展，人工智能技術在機械電子工程中也得到了非常廣泛的運用，這種運用使機械電子工程正由傳統的能量連接及動能連接向信息。故在本文中我們主要對人工智能在機械電子工程中的應用進行了簡單的分析與探討。

關鍵詞：人工智能 機械電子工程 應用

1、機械電子工程的相關概念及發展歷程

1.1 相關概念

機械電子工程與傳統機械工程的研究方向不同，機械電子工程更側重于運用信息實現機械系統能量的連接和與其他學科之間的交融具體地說，機械電子工程的核心理論依然是傳統機械工程中所講述的定理和概念，但是也更注重與電子信息科學、計算機科學與技術以及人工智能等學科的聯系，是一門跨學科發展的新興學科。

（1）機械電子工程的產品設計依據也和傳統的機械工程不同，機械電子工程除了依托機械原理外，還依據電子工程方面的知識設計產品，而傳統機械工程設計依據僅僅是機械結構以及理論力學、流體力學等與機械相關的知識。

（2）機械電子工程生產產品的設計思想與傳統的機械工程有著本質區別。由于其是一門跨專業強的學科，所以在設計產品時，必然要考慮到不同學科原理的運用，在設計時融入其他學科的理論指導。尤其是在當前信息化高速發展的時代，機械電子工程融合了計算機科學與人工智能學科的相關知識，所以機械電子工程在產品設計時，會考慮更多的問題，設計思想會更加全面和完善。

（3）機械電子工程生產出來的產品與傳統機械工程不同，由于封裝理論的運用，其生產出來的產品一般較小，結構清晰而簡單。但每一個模塊都由復雜的機械工藝制造而成，所以對設備的精度以及生產者的技術要求較高。

1.2 發展歷程

機械電子工程的發展大體上經歷了手工加工、流水線生產以及集成生產三個階段。手工加工階段，在這一階段，由于機械工具的制約，人們主要靠純手工進行生產活動，工業化水平十分落后，人力成本也限制著整個行業的發展，同時這些不利條件也刺激了人們追求更有效率的機械生產的心情，為機械電子工程的出現埋下了伏筆。

流水線生產階段，這一階段將人力極大地解放出來，通過流水線的運作，可以大規模地生產出標準統一的產品，但是隨之而來的不足是，流水線生產模式相同，生產出來的產品差異性不大，不能提供個性化的產品。集成生產階段，這一階段運用了大量的機械電子工程的技術，由于制造工藝的提高，這一階段除了能夠大規模地生產產品之外，還能夠實現產品的差異化，有效地提高了產品的質量。

2、人工智能特點分析

人工智能技術依托計算機技術誕生的綜合性的學科，該學科中涵蓋計算機科學、信息化及人文科學等諸多學科。人工智能也是計算機科學技術的一個重要分支，并且試著經過研究智能的本質，據此生產出可以模仿人類大腦以及肢體等活動方法的智能機器，具體包括自然語言處理、圖像辨認、語音辨認以及專家系統等諸多內容。有人曾想象，在將來，人工智能帶來的科技產品，或許也可以逾越人體的智能。這個并不是想入非非，在2016年3月15日，由google公司研發的機器人阿爾法狗就在圍棋的比賽中戰勝韓國圍棋高手李世石，這個例子就充分說明了人工智能的強大性。如今大家更多的注重人工智能技術，結合大數據分析使用的人工智能將在人們的生活以及工作中發揮更加顯著的效果。

3、人工智能技術在機械電子工程中的應用

如今，隨著電子信息技術的不斷開展，人工智能在機械電子中模型的建立以及操控都起到了杰出的作用，而且在診斷的方面也有了很大的進步。在機械電子工程開展的過程中，因為機械工程本身不穩定的特色，致使了電子體系在輸入以及輸出的聯系中，存在著比較雜亂的聯系。因為傳統辦法中的信息體系方面具有十分精確以及緊密的特征。因而，雜亂的體系就不能有效地完成相關的操作，而在文章經過選用人工智能在模型的操控以及運用，建立了一塊對比有效的體系，使用含糊推理體系以及神經網絡體系的建立就可以順利地完成整個操作的過程。對相聯體系損失具體的研討其主要表現在：含糊推理體系主要是經過對人腦功用的模仿來對言語的信號進行剖析；但是在研討神經網絡體系中，其主要是經過對人腦構造的模仿來對數字的信號實施具體的剖析，而且給出相應的數值來有效的參閱。在研討這兩種辦法的過程中，經過對網絡構造的形式來實施高精度以及連續函數的核算，最終將對機械電子體系進行輸入以及輸出聯系的高精度描述，但是在神經網絡體系中，關于有關的推理都是比較高的，在含糊推理理論中主要是將二者的功用進行最大化的融合，最終使機械電子的信息可以在不同的網絡層次中找到自個最合適的表達空間。

在非線性的表達中，主要是找到合適的空間來具體的進行表達。如此就增強了網絡的非線性逼近能力，其具體的方式是：對網絡的存貯空間實施進一步的加大，但這種方式并不適合于解釋網絡的含義。還有一種方法就是，對網絡的連接函數予以增強。不僅有效的實現了語言的表達，此外還可以通過數值的方法來使計算更加的準確，最終形成模糊的函數。在這兩種系統的融合使用中，神經網絡函數可以把模糊邏輯的規則進行有效的連接，最終為神經網絡以及模糊推理的融合提供新的方法，主要應用在把一個具有乘積的隱含算子以及面積中心法解模糊法、連接函數，最終形成推理的規則。比如，在機械電子工程以及人工智能技術的應用當中，以飛機動力地面模擬系統來控制效果為例，對兩種技術的融合予以分析，兩種系統在融合中時，應用的原理是飛機動力的地面模擬系統。但是在系統的建立時，由一個包含了機械、電氣以及液壓等技術融合為一體的綜合模型試驗，把飛機的發動機實施液壓伺服系統代替，實施飛機整機性能試驗。在系統運行以后，即能夠獲得最終的推力。

4、智能信息化機械電子的發展應用趨勢

在我國的生產和安全監管中，機械電子工程的應用也呈現出智能化的發展趨勢，主要體現在研發效率高、機械化程度高的技術，特別是在煤礦、非煤礦山等安全生產、監管領域，智能化的機電技術可以提高安全性、增加效率，有效防止人員誤操作導致的生產安全事故，例如：瓦斯自動斷電系統，絞車自動防跑車系統，煤礦智能監控平臺都已經普遍運用到了生產中，另外目前事故比例最大的交通運輸行業也在普及智能機電技術，全國均已建立了客運信息監控平臺，未來的趨勢是強化平臺功能性、智能化，更好地避免交通事故的發生。在機加工領域紅外遙感結合的智能機電技術已經逐步應用于生產，防止人員過界事故。以往發生的生產安全事故有過慘痛的教訓，如果使用智能機電技術進行防控是可以避免的，例如2014年的昆山“8.2”特別重大爆炸事故，這是一起粉塵濃度過大引起的爆炸，如果當時安裝有粉塵濃度傳感器及自動報警停線系統，那么這起事故完全可以避免，目前該技術已經廣泛應用于煤礦行業的瓦斯監控中。機械化智能化水平不斷提高是當前科技發展的大勢所趨，特別是在安全生產及監管中更應該努力研究并推廣。

總之，智能信息化在電子工程具有非常顯著的優勢，其本身也將成為工業制造發展的必然趨勢。在本文中以機械電子工程以及人工智能的概念、特點進行著手，詳細的分析了人工智能技術在機械電子工程中的應用。

參考文獻

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