試析神經網絡技術在機械工程中的應用及發展

劉寧 張錫亮

摘要：隨著當前我國經濟的不斷進步和，智能技術也在快速發展，關于智能控制工程在機械電子工程中的應用，也引起了廣泛的關注。在實際發展中分析，如何有效的提升智能控制工程在機械電子工程中的應用效果，并且保障機械電子工程在運行中的安全穩定性，成為機械電子工程技術發展中的主要研究問題。文章針對智能控制工程在機械電子工程中的應用，進行了簡要的分析研究。

關鍵詞：神經;網絡技術;機械;發展

隨著智能理論以及科學技術的高速發展，當前社會中應用智能計算方式來完成日常生活與工作，已經成為人們生活中必不可少的一種方式，提高機械優化設計不僅可以為社會發展帶來更多的便利，同時也能幫助人們完成以往難以完成的工種。在機械優化設計中，最重要的問題之一就是如何將機械工程設計問題直接轉化為最優化間題，選擇最恰當的方式來完成社會以及人們對于機械優化設計的需求。如果按照傳統的機械優化設計算法完成優化，會遇到非常多的阻礙，然而利用人工神經網絡完成機械優化設計算法則能夠解決以往難以解決的問題。本研究的主要目的就是分析人工神經網絡在機械優化設計中的應用。

一、人工神經網絡的內涵

人工神經網絡簡稱為神經網絡，這一技術通過模擬人類大腦中樞神經結構，構建分布式并行信心處理算法模型，是一種以人腦為模型的處理元素集合，其中各個處理元素都是一個神經單元。這里的神經元素不是獨立的，與其他的神經元素都存在著一定的關聯，這種關系也叫拓撲關系。在神經網絡模型設計完成后，并不算真正成功，因為這是一個空的模型架構，需要在完成設計后，進行大量數據信息的訓練，培養一種習慣和能力，讓模型能夠不斷積累經驗和知識，并形成自身問題處理的有效邏輯關系和能力，這樣神經網絡就能根據自身獲得的知識以及經驗，對相關問題進行處理。

二、人工神經網絡在機械工程領域中的應用

（一）在高智商機器的設計中的應用

充分強化機械的智能屬于機械工程方面的明顯發展趨勢，保證機床可以結合工件的材質和標準的改制效果，對工件做出自主切削設置，車輛在路橋上通行可以持續保持車距，載重等。在這些環節中，如果將人工神經網絡與模糊邏輯進行科學的融合，并借助模糊邏輯來量化輸入變量，借助人工神經網絡來進行決策，屬于較為寬泛的運用探索課題。對人工神經網絡之所以能夠得到廣泛的應用，主要是因為以下，它不像專家系統那樣需要建立知識庫，運行所需要的知識規則，是由訓練樣本訓練后存儲在網絡的權系數中;由于只需要模擬現實復雜系統的輸入和輸出，網絡又具有極強的非線性映射能力，使網絡的結構十分簡單;人工神經網絡的容錯性很好，在局部節點或連接失效乃至于規則完全不掌握的情況下仍然能繼續丁作。

（二）魯棒性控制技術的應用

機械電子工程在運行中出現外部因素干擾的現象較多，外部干擾下如機械設備不能正常運行，或在生產中途停止運行，會造成產品生產質量不合格，甚至引起安全事故。該類現象下分析魯棒性控制技術在機械電子工程中的應用，則有效的解決了該類問題。魯棒性控制技術在實際應用中，主要的技術應用特點表現為：設備運行中遭遇外界干擾的情況下，控制系統能夠正常保持控制性能并正常進行設備的運行控制。具體在機械電子工程中的應用，主要的功能效果體現于柔性臂軌，以及滑膜結構的運行控制中。從整體的應用效果方面分析，魯棒性控制技術的應用，對于機械電子工程運行中的安全性保障，以及機械電子工程中的應用穩定性提升，發揮了重要的作用。

（三）反饋神經網絡

人工神經網絡在機械優化過程中所使用的，另外一種系統是反饋（Recurrent Network）神經網絡，它也是建立在機械產品的整體傳輸之上、利用網絡信息技術完成的模型構建。反饋神經網絡在構建的過程中，其主要是借助雙向性連續控制，完成整個模型的構建和處理。在進行信息傳遞時，主要是根據對應神經元之間的戒指不同，完成不同信息的分析和處理，利用神經元信息的轉化控制來對整體信息傳輸進行控制處理，確保不向的信息能夠得到不同的處理，同時保障信息處理的效率以及其準確性。利用反饋神經網絡系統完成整體構建時，設計人員需要注意，反饋神經網絡系統在購建時對應的模型構建必須要注重神經元傳遞的全職控制，一旦權值控制出現問題，就會導致整個反饋神經網絡的構件出現難以解決的間題。只有保證在完成反饋神經網絡構建中，其神經元傳遞的權值處理能夠滿足該產品整體的反饋調節工作，才能確保在進行后續的機械優化設計過程中其整體性以及產品的性能符合設計要求。在反饋神經網絡構建系統中，其信息處理系統主要是通過神經元戒指的傳遞，準確地將不同信息完全轉化后以不同的指令發送給各個不同的零部件。為此，在利用反饋神經網絡調節系統中，必須要控制好整體優化設計的外部信息輸入，并且根據不同信息輸入之間的關系，進行準確的控制，及時將整體信息管理結合整個機械產品的要點進行數據分析，確保機械產品的性能滿足社會需求以及設計要求。

（四）模糊控制技術的應用

模糊控制技術為智能控制工程在機械電子工程中的主要應用內容，從傳統的機械電子工程發展現狀方面分析，機械電子工程在進行產品的生產制作中，存在大量的操作程序。該類現象下，如完全按照既定步驟進行程序控制和操作，則會給予作業人員極大的作業壓力，同時對于生產效率的提升也造成了一定的影響。該類現象下智能控制工程在機械電子工程中的應用，主要的應用內容即為：模糊控制技術。模糊控制技術基于產品的生產質量標準誤差范圍進行設計，并以此從操作范圍控制的方面，實現機械電子工程控制的自動化運行，以及智能化運行。

三、結束語

伴隨著人工神經網絡技術的全面發展，以及更多優化網絡模型的建設，神經網絡勢必會在機械領域起到更為關鍵的作用。也可以更好地為機械商品在前期的設計、制造、應用以及后期的養護方面提供巨大的支持，從而有效地推進機械制造行業的飛躍發展。

參考文獻：

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