人工智能技術在磁懸浮中的應用與研究

王露遙

（西安工程大學， 陜西 西安 710048）

隨著社會的發(fā)展和時代的進步，網絡技術和信息技術的普及和廣泛應用有效地提高了人們的生活水平和生活質量。在網絡時代，用戶的需要發(fā)生了巨大變化，計算機功能和簡單問題的解決不再能夠滿足人們的實際需要。人工智能技術的出現為人們解決了很多問題，已經應用在生活的方方面面，為人們提供智慧和人性化。下面就人工智能技術在磁懸浮中的應用進行研究探討，以明確人工智能技術在磁懸浮中的應用方向。

1 人工智能與磁懸浮

1.1 人工智能技術

人工智能涉及多種學科，如語言、生理學、心理學和計算機科學。其主要目標是確保機器具有人工智能功能，從而取代人類從事危險和復雜的工作，并有效地保障工作人員的生命安全，提高工作效率。對于人工智能，它可以區(qū)分自然智能和人類智能，并使用系統(tǒng)設備模擬人類活動，以有效地執(zhí)行操作者的指示[1]。它具有以下特征：一是處理不確定的信息。使用網絡分析和模糊處理來打破固定程序的界限，模擬人類智能活動，有效處理不確定信息，跟蹤和理解系統(tǒng)實時資源的總體或局部條件，以便向用戶提供所需信息。二是促進網絡的智能管理。人工智能在網絡管理中的應用可以提高信息處理的效率和準確性，并且可以利用其存儲器功能來建立一個固體信息庫和方便信息存儲。同時，信息數據庫被用作信息綜合、解釋和綜合的有效平臺，以確保先進信息的科學性和準確性，并有效地提高網絡管理水平。三是高寫作能力。人工智能可以優(yōu)化和集成資源，傳輸和共享每個用戶的資源，有機地整合代理寫入方法和網絡管理，提高網絡管理的效率。

1.2 磁懸浮技術

磁懸浮技術系統(tǒng)由四個部分組成：轉子、傳感器、控制器和致動器。假設在參考位置上，轉子通過向下擾動而偏離其參考位置。在該時刻，傳感器檢測到轉子從基準點的移動，并且當控制器的微處理器檢測到的移動轉換為控制信號時，將控制信號轉換為控制電流，在致動磁體中產生磁力，從而使轉子返回到其原始平衡位置。因此，不管轉子向下或向下受到干擾，轉子仍然可以處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。其主要應用于磁懸浮列車中。

根據線圈導體的性能，磁懸浮技術可以分成正常和超導類型；根據懸浮原理，磁懸浮技術可以分成電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）和電懸浮系統(tǒng)（EDS）。原則上，磁懸浮技術可分為兩種主要模式：“導電+EMS”（“導電性磁吸引類型”）和“超導+EDS”（“超導性磁排斥類型”）。德國的TR 技術使用“4-EMS 導體”，而日本的ML 技術則使用“4-EDS 超導”，這兩種技術分別代表目前在國際上適用的兩種磁懸浮運輸技術[2]。

雖然人工智能技術和磁懸浮技術都發(fā)展的比較成熟，但兩者的結合并不常見，下面就幾種人工智能技術在磁懸浮中應用實例進行簡要介紹。

2 人工智能技術在磁懸浮中應用實例

2.1 磁懸浮智能旋轉筆筒

在通電狀態(tài)下，智能磁懸浮旋轉筆可以在空氣中旋轉并保持穩(wěn)定性，將筆放置在筆筒中時，不會影響筆的穩(wěn)定性，它的應用比較成熟，克服了傳統(tǒng)筆筒的不穩(wěn)定性以及磁懸浮技術的不穩(wěn)定性。

作為智能旋轉筆筒的主體，磁懸浮物被供給，磁懸浮物有多種形式的磁懸浮技術，可以分為被動懸浮物、系統(tǒng)自身穩(wěn)定和系統(tǒng)不穩(wěn)定的主動懸浮物。磁懸浮技術系統(tǒng)由四個部分組成：浮子、傳感器、控制器和致動器。假設在參考位置上，浮標將通過向下擾動而偏離其參考位置。在該時刻，傳感器檢測從基準點浮動的運動，當控制器將檢測到的運動轉換為控制信號時，微處理器檢測到浮動的運動，然后功率放大器將控制信號轉換為控制電流，該控制電流在磁體中產生磁力。致動器，從而使浮動器返回到其原來的平衡位置。因此，無論浮標向下或向下擾動，浮標始終可以處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。使用磁懸浮技術將浮子固定在筆桶下面，這樣浮子就可以驅動浮筆桶。

與傳統(tǒng)的筆筒相比，這一產品的優(yōu)點是：基座中的磁體的磁場與基座上的大磁體的磁場相互作用，以形成一種稱為電位井的圓形潛在能量。當鋼筆門的磁鐵試圖向右水平移動時，鋼筆門的桿不再站著，而是沿著本地磁場線向右稍微傾斜。同樣，當鋼筆桶試圖向左水平移動時，鋼筆桶的軸與本地磁力線輕微向左傾斜，使得鋼筆桶中的磁體能夠沿著地面磁線的方向調整軸的方向，這樣就能穩(wěn)定下來轉動了。自由狀態(tài)磁體從上向下倒置，將排斥力轉化為吸引力，從而使懸掛不穩(wěn)定。因此，使用一個大的、小的和兩個永久磁鐵將磁懸浮浮在陀螺形狀中，以確保磁懸浮在運行中的極性不會逆轉，并且其穩(wěn)定性高于市場上普通磁懸浮產品的穩(wěn)定性。此外，當磁懸浮筆門由于鋼筆門的材料和形狀而初始完成時，并且當浮標位置的選擇不理想時，筆筒的穩(wěn)定性可能不夠高，因此有不同形狀和尺寸的筆桶可供選擇，由于浮標的位置是獨立變量，筆桶可以承受作為依賴變量的傾斜筆的數量。使用控制變量方法進行了許多實驗，通過數據分析，找到了鋼筆桶的大小和浮標位置，可以最大限度地提高鋼筆桶的穩(wěn)定性。

2.2 磁懸浮盆栽

磁懸浮盆栽是一種具有簡單結構的產品，可供用戶使用和觀看，主要用于園藝展覽和家庭安置?？梢云≡诳諝庵修D動它可以自行轉向光線以幫助植物生長和游客觀看。

2.3 磁懸浮智能家居

在人工智能家居中引入磁懸浮元素也是可行的，根據各種家具需要，如單人懸掛沙發(fā)、單人座椅等，設計相應的程序系統(tǒng)，加入自動開發(fā)傳感器模塊和算法，以便及時、準確和有效地收集客戶所需的數據[3]。使產品安全舒適且具有觀賞性。

3 結語

將磁懸浮技術與人工智能技術結合在一起，開發(fā)一系列基于磁懸浮旋轉筆筒、磁懸浮花盆、懸浮座椅等的智能房屋，為現代生活添加新的元素，讓所有人發(fā)現智能家居提供的技術含義。