机械电子工程范文
时间:2023-03-15 01:37:58
导语:如何才能写好一篇机械电子工程,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
EDA技术是机械电子工程设计当中重要的技术,其主要载体可以进行大规模编程的逻辑器件,在编程过程当中,使用的表达方式是硬件描述语言。EDA技术在应用的过程中要使用计算机、编程逻辑器件等科技工具,应用的最终目标是对特定的目标新平进行适配编译和逻辑映射,形成电子系统或是成为专用集成芯片。EDA技术是在电子电路技术之上发展起来的,EDA技术要编译器、综合器、下载器、适配器等部件共同构成。其中,综合器能够对设计者的设计文件进行转换,使其成为系统内门级电路描述。适配器可以生产最终的下载文件,并安排到制定的器件中。EDA技术是机械电子工程设计中的核心技术,EDA技术使用的HDL语言可以公开利用,其描述范围广泛,可以机械电子工程设计带来诸多的帮助。在后期进行交流、修改、保存等工序时也可以十分方便的进行。另外,EDA技术拥有较高的自动化,一些常规的纠错、调整等工作可以快速完成。
2电子工程中存在的问题
机械电子工程快速发展,但是到目前为止,世界各国对于机械电子工程都没有明确的定义和统一的认识,出现这种问题的原因,一方面是机械电子工程发展速度太快,所涉猎的领域越来越多,另一方面是因为设立明确的定义必定会对其发展产生一定的限制作用,不利于机械电子工程继续快速发展。电子工程在发展的过程中产生了一些难以解决的问题,电子产品的发展方向是具有更高集成和大容量,同时体积也越来越小,这就需要技术的不断升级来实现发展目标。电子工程设计方案需要获得科学的检验,要对其进行仿真分析。电子元件所处的工作环境是设计人员应该考虑的问题,要对设计方案进行有效优化,最后要对电路特性进行分析。另外电子工程在运行中要避免静电的危害。为了实现电子工程取得进步获得发展,需要在电子工程设计中采用EDA技术。
3电子工程设计要点
3.1仿真分析
机械电子工程设计方案需要通过科学的系统仿真或是结构模拟来说对其可行性、科学性进行验证和分析。通过仿真分析来确保设计方案在后续实践中能够顺利应用。在仿真分析过程中,使用EDA技术可以为仿真分析提供良好的支持。EDA技术能够通过各个环节当中的传递函数来进行数学建模并对其进行仿真分析,这样构建和仿真系统能够准确验证设计方案的实践性,并能够对电子系统工最后程设计方案进行推广和使用。这种仿真分析对于提高我国电子工程设计的整体水平和产品质量有积极的指导意义。
3.2优化设计
对设计方案进行优化的目的是尽可能确保电子元件在应用过程中具备稳定性与可靠性,保证其拥有最佳的容差和工作环境。在实际工作条件下,使用传统的电子工程设计方法,难以对实际容差及电子工程元件工作环境进行全面的检查和分析。不能对电子元件环境进行全面勘测,就容易导致设计方案在此方面出现漏洞,这样一来电子元件的容差及其工作环境温度就很难得到有效的保障。利用EDA技术则能对设计方案进行良好的优化,因为EDA技术可以对电子方案环境进分析计算,获得电子元件在实际工作中所处的环境温度等相关数值。在分析获得的数值基础上,来对电子工程设计方案进行优化,保证方案在实施后,可以稳定工作,具有可靠安全保障。
3.3预防机械结构中的静电
机械结构是根据设计方案来工作并应用于事物成为满足功能需求的结构。在科技快速发展的大环境下,集成电路设计愈来愈复杂,这对静电的防治也提出了更高的要求。静电对电子元件的破坏巨大,静电电场能够对周边电荷有吸引力会破坏绝缘体,使电子元件敏感度降低,甚至是引发集成电路烧毁,使电子产品直接报废。这要求工作人员做好静电防护,对防静电工作区域进行划分,保持操作空间的清洁,降低静电发生的概率。在电子工程故障检测方面,要将传统的电子工程故障检测和智能故障检测方法结合,相互验证,在电子技术投入方面加强,提升电子工程检测技术的能力,增强电子元件、电路对环境的适应能力。
3.4电路特性的有效分析
对电特性进行有效分析是EDA技术中的重要内容,在电子工程设计的过程中,理论分析都是在数据分析和特性分析的基础之上进行。因此,数据分析和特性分析方面的数据必须准确及时,使用传统的电子工程设计方法会受到多方面的限制,难以保证数值的准确性,电力测试的实际精度会受到较大的影响,不利于后期稳定性的建立。EDA技术就能够对整个系统进行全面的测试,并保证测试的精确性与科学性,避免设计方案出现结构性的差异确保设计方案的整体性以及合理性。
4结论
篇2
关键词:机械电子工程;设计要点;模式
1EDA技术
EDA技术作为电子工程中非常重要的技术,是一种电子工程的核心技术。它的主要原理是以编辑器为载体,从而进行很大规模的编程。EDA进行编程的手段是通过硬件的描述语言实现的。EDA技术需要运用很多的高科技,其中最主要的就是计算机。EDA技术利用计算机的目的是使适配编译和逻辑映射,进而形成一定的芯片。这样才能有利于形成电子系统和专业集成芯片等。EDA是借助电子技术慢慢一步一步发展和进步的。EDA技术融合了非常多的部件,其中最常见的有编译器、综合器和适配器等。综合器充当着EDA中的沟通作用,其将软件和硬件有效地连接了起来。综合器主要功能是转换人员设计文件。适配器主要的功能就是将用户下载下来的东西生成并放在相应的位置上。现阶段中,EDA技术被社会各界广泛采纳,不管是在大型工业还是第三产业中,EDA技术值得更加深入地解释和探讨,以更好地改善我们的生活,推动科技的发展。
2机械电子工程设计存在的问题
(1)整体发展方向。从整体的发展方向上看,机械电子工程设计存在以下3个问题。①对自身的研究成果缺乏法律意识。关于这一点是现代社会关于自主创新的一个通病。一方面我国的法律在这方面还不是特别完善,另一方面我们的电子产品设计人员没有相应的产品法律保护意识,导致市面上流通着很多假冒伪劣产品。②人才教育方面断层。现阶段,虽然大部分理工科学校都开设了机械电子工程这一学科,也设置了相应的课程,但是,大部分的课程设置只是让学生学习了电子工程技术的皮毛知识,我国还非常缺乏高精尖端的电子科技人员。只有重视教育,才能更好地促进科技进步。③对未来缺乏规划。现阶段,我国大部分的机械电子工程基本处于固步自封状态,自己关起门来搞自己的研究。不会相互之间交换信息,以更好地促进发展。事实上,科技是开放的,是共享的。我们更需要一种包容态度对对待科学,对待未来。(2)具体细节方面。①设计者们的态度。一个优秀作品的产生一定是有一个优秀的设计者。而态度就是一个优秀设计者的有利武器。态度认真的设计者会将手中的作品视为真品,倾尽自己的所能去设计好它。然而,在现阶段这种急功近利的社会风气渲染下,很多设计者变得浮躁,在设计产品时态度就出现了很大的问题。这值得我们深思。②设计人员理念出现偏差。一个优秀的作品必然是一个好思路的绝佳体现。倘若设计者在设计理念上出现偏差,那么这个作品肯定就不会是一个好的作品。例如我们要将公司的门禁卡设计成为同时具有进入并且有签到的功能,但是一个设计者只是把门禁卡当做了进出公司的通行证。这样的设计理念就没有把更多的因素考虑在内,缺乏周全。以此,这样的作品也得不到大家的接受和认同,市场需求也会随之萎缩。③不确定因素太多。由于机械电子工程产品设计中,存在太多的不确定因素,导致不可能出现一款完美的作品。因为大多数作品的设计都是来源于书本上的理论,只有相应的理论基础,我们才能设计出相关的产品。但是,在现实生活中,很多产品的设计偏离书本理论,需要我们根据具体情况作出判断。这时候对于没有太多经验的设计者来说难度就加大了很多。因此,针对以上不足,希望设计者们能够进行相应的改进,以使电子产品更加完美。
3机械电子工程设计的要点
(1)仿真分析。在一款产品设计出来之后需要经过分析其是否具有现实意义上的可行性。而检验这个现实可行性的行为称之为仿真性分析。一款产品设计出来时一定要进行仿真性分析,因为只有通过了仿真性分析,才能真正投入市场,进入到千家万户。而这个仿真性实验的主要工具就是EDA技术。EDA技术通过对产品的模拟实验建立相应的的模型,通过对模型进行仿真分析,得出一个函数,分析出其是否具备现实可行性。只有通过了仿真性分析的检验,才能将产品推向市场,才能真正地用于实践。所以,仿真性分析是机械电子工程设计的第一大要点。(2)优化设计。对机械电子工程产品进行优化设计是为了让设计出来的产品更加的完美更加被客户被使用者所接受。所谓的优化设计,就是使产品的容差和工作环境最优化。也就是说刚设计出来的电子产品面临着状态不稳定,多漏洞等现象,通过优化设计能够让产品更稳定更完美地呈现给大家。进行优化设计的一款工具依然是EDA技术,可见EDA技术是机械电子工程的核心技术。通过EDA技术可以准确地测量出设计出的电子产品的实际使用环境,从而进一步地对产品进行与环境相结合的模拟仿真实验。只有对产品进行优化,才能使电子工程设计者们设计出来的产品更加的稳定。(3)防静电设计。现阶段,电子设计越发复杂且难以预计,因此需要科学地预防静电。由于静电会吸引周边的电荷,对绝缘体造成破坏,因此在很大程度上降低了电子元件的敏感度,更严重者甚至烧毁电路元件。设计者们应当注意到静电所带来的破坏性和灾难性,做到合理划分静电区,时刻注意清理电子元件和电路周遭的环境,让电子元件和电路工作在一个良好的环境中,这在一定程度上需要设计者们更加多的投入。
4结语
篇3
关键词:机械电子工程;控制工程;应用
0.引言
计算机控制工程技术的应用,引导着机械电子工程在向着智能化方向迈进,控制工程的应用作用也愈来愈重要。人们当前对控制工程的研究也愈来愈深化,加强对机械电子工程中应用控制工程,可有效促进机械电子工程的良好发展。通过从理论层面对机械电子工程的控制工程应用,就能从理论上为其发展有着积极促进作用。
1.机械电子工程和其发展情况分析
1.1机械电子工程分析
机械电子工程主要就是机械和电子技术的结合,也就是机电一体化的发展,主要是用于创造优质产品而应用的技术。机械电子工程涵盖的内容比较多,其中有电气控制工程以及机械工程和系统总体技术等技术内容,在具体的产品生产设计当中会进行综合性的应用。机械电子工程的核心技术中,信息处理技术以及电子技术和自动控制技术等等,都能发挥其自身的作用。机械基础作为电子工程的重要支撑,也是机械电子工程的重要载体,在这一形式下才对多种技术的综合提供了有利条件。
1.2机械电子工程发展情况分析
机械电子工程在实际发展过程中,经过了长期历程,上世纪八十年代开始日本有着无人示化工程,在当前日本的机械电子技术已经比较成熟,成为世界领先技术应用国家。我国在机械电子工程领域的发展时间相对比较短,在各个层面和发达国家相比较还存在着很大差距。所以在机械电子产品大多是依靠着进口,其中数控机床的占比就比较少。我国的机械电子技术还不能有效满足实际工程的需要,加上机械电子的工程在高级智能以及自动化控制的要求都相对比较高,所以这就会多控制工程的需求比较关键,强调多种技术进行综合性应用,对工程领域的深度发展也有着促进作用目。在未来的发展过程中,我国的机械电子工程将会随着技术进一步升级,在应用的领域也会进一步扩大化,技术理论也会进一步深化。
2.机械电子工程中控制工程应用内容和具体应用
2.1机械电子工程中控制工程应用内容分析
从当前我国机械电子工程当中控制工程的用情况来看,在内容上比较多样化,其中的计算机智能技术的控制内容方面比较重要。计算机智能控制是在计算机网络技术的应用下进行控制的,对机械电子工程的各环节在线模拟目标能有效实现,然后结合实际结果进行有效控制,在远程控制系统的操作下实现自动化。通过计算机智能控制技术的应用,就能从整体上提高操作效率和质量,在相应的数据统计工作方面也提供了很大便利,对资源也得到了很大程度节约。
机械电子工程中的控制工程内容中,模糊控制工程也是重要内容,这一概念是对传统工艺困难解决而应用的,在实体模型的应用型效率比较显著。控制工程技术在计算机网络技术支持下,通过三维立体模拟程序就能有效实现机械在线模拟。并能在立体模型分析性能以及合理性的分析下进行模拟操作。这一模糊工程的应用,就能大大对程序进行简化,在控制质量上也能得到有效保证。这一简便性方式的应用,就比较有助于机械电子工程的进一步发展。
机械电子工程中控制工程内容中,核心扩展网络神经控制也是其重要内容。这是讲生物学科作为重要依据建立的控制程序,是通过多单线网络进行编制的综合网络,然后在一个核心下进行控制,这一方法的应用是在模糊控制基础上实现的,对信息数据的处理能力比较强,能有效提高工作效率水平。
2.2机械电子工程中控制工程具体应用
机械电子工程中控制工程的应用涉及到诸多内容,其中在机械磨削精密度的控制当中的应用比较重要。在对专业控制精度系统应用中,对动态化的控制目标能有效实现。具体的应用过程中,主要是在机械磨削中对可能发生的差错进行充分考虑,然后在系统中进行设定控制目标以及规则,这样就能从控制效率上有效提高。
机械电子工程中集成自动控制的应用方面,这是对信息技术的基础上实现的控制。集成化自动控制系统的应用,能有效将原信息技术和生产相关信息加以糅合,这就能从整体上对机械工程生产发展起到了促进作用。在这一系统应用中,计算机技术是比较基础性的应用技术,在不断的发展下,集成自动控制的应用领域也在不断的扩大化,集成自动控制系统在计算机技术的更新完善提高方面也起到了积极促进作用。
机械电子工程中控制工程应用,在预测控制应用在高速液压机当中就发挥着积极作用。机械电子工程当中,高压和高速化是液压机技术的重要发展趋势。对预测控制技术科学化应用,就能构建完善的系统输出预测模型,在这一模型的基础上能有效得到预测输出值和对系统误差的变化率。高速液压机当中对预测控制的应用,对控制器输出和控制模式的实现也有着促进作用。
通过模糊控制在机械电子工程中进行应用,也能发挥模糊控制的积极作用。在对模糊控制的应用下,最为主要的优势就能将问题直观化的呈现,构造算法以及控制编程也相对简单,在诸多的机械加工中都发挥着重要作用。在简单测量值输入以及偏差和变化率的设置下,就能有效控制输出值,在控制的效率上比较突出。
篇4
关键词 EDA技术;电子工程设计;机械工程
中图分类号:TP278 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)14-0156-01
1 EDA技术简介
EDA技术在机械电子工程设计当中是新技术,其在应用过程当中的主要载体就是能够进行大规模编程的逻辑器件,进行编程过程当中采用的主要表达方式是硬件描述语言,EDA技术在应用过程当中需要利用到较多高科技工具,包括计算机和可编程逻辑器件等,这样一些工具的应用主要是作为开发软件或者是试验软件来加以利用,其应用的最终目的就是对特定的目标芯片进行适配编译和逻辑映射并最终形成集成电子系统或者是专用集成芯片。
通过上述分析就可以看到,EDA技术实际上也可以看作是在电子电路CAD技术之上发展起来的计算机软件系统,其主要部件包括编译器、综合器、下载器和适配器。其中,综合器是用将设计者设计完成的设计文件转换成为该系统的门级电路描述,实际上也就是实现硬件和软件连接的主要桥梁;适配器的主要作用则是生成最终的下载文件,并将其安排到指定的器件当中去。到目前为止,EDA技术都是机械电子工程设计当中最为核心的技术,这主要就是因为EDA技术当中利用的是HDL高级语言,该语言可以实现公开利用、描述范围十分广泛,能够对机械电子工程设计工作起到非常多的辅助作用,设计者在进行后期的交流、修改和保存时也十分方便,最重要的是,这样一种语言的使用时的现有的设计完成的设计方案还能够自动进行在线升级。除此之外,值得关注的是EDA技术还拥有非常高的自动化程度,因此一些常规的仿真、纠错和调试工作都是能够十分方便和快捷的完成。
2 机械电子工程中EDA技术研究
EDA技术在长期的发展过程当中不断实现完善和优化,且其实际应用范围也越来越广泛,到目前为止,已经全面应用到了电子工程、通信、生物、医药以及航空航天等多个领域,尤其是在机械电子工程当中,更是十分核心的技术,这主要是因为在电子工程设计当中需要通过EDA技术中的虚拟仪器来对产品进行必要的测试,其具体应用分析如下。
2.1 在电子设计当中进行仿真分析
机械电子工程设计方案完全确定以后就需要通过适当的系统仿真或者结构模拟来对其科学性、合理性以及可行性进行分析和研究,以此来保证所设计方案能够在后续实践当中顺利应用。此时采用EDA技术的好处就在于能够通过各个环节当中的传递函数进行数学建模来进行所需要的仿真分析,经过这样一种构建和处理的仿真系统,能够很好对机械电子工程系统设计方案进行推广和使用,并准确验证一些理论和构思的实际合理性。除此之外,EDA技术在仿真分析完成之后还能够对各个电路的实际结构进行分析,同时对电路结构的正确性和性能指标进行分析,实现分析过程的量化。可以看到的是,这样一种量化的仿真分析确实使得我们国家电子工程设计整体水平得到了极大程度的提高。
2.2 电路特性的优化设计
想要保证电子元件在应用过程当中尽可能的安全和稳定,最重要的就是要保证其拥有最佳的容差和工作环境温度,但是在实际的工作环境下,传统电子工程设计方法是很难对电子元件的实际容差以及环境温度进行全面的勘测和分析的,因此就容易导致所得到的设计方案存在着各个方面的漏洞和误差,电子元件的容差以及工作环境温度当然也很难得到有效的保障。通过EDA技术则能够较好的解决该问题,这主要是因为EDA技术能够对温度进行统计分析,并根据分析结果确定出最佳的电子元件参数和电路结构来,相应的也就能够获取适宜的工作环境温度,这样一来,不仅能够对电子工程设计方案本身进行必要的完善和优化,还使得其实际工作环境也有了相当好的保证,可谓是一举两得。
2.3 对电路特性进行有效分析
事实上,对电路特性进行有效分析是EDA技术当中非常重要的一部分内容,这主要是因为在电子工程设计当中,基本上所有的理论分析都是基于数据测试和特性分析来进行的,因此这样两部分数据获得的及时性和准确性都是非常关键的。在传统的电子工程设计当中,由于受到硬件和技术等各个方面的局限,其测试结构和测试方法都存在较多方面的问题,使得电路测试的实际精度受到非常大的影响,严重时候甚至有可能干涉到产品的后期使用稳定性。而EDA技术的应用则能够对整个系统进行全面而精确的测试,既能够避免方案在局部出现结构性差异,还能够对方案整体性和合理性予以保障。
2.4 机械结构中注意防止静电
机械结构主要是指根据一定的原理方案,设计出具体的结构图,并应用于实物,最终达到要求功能的结构。随着高科技的发展,尤其是以轻、薄为发展趋势的电子产品的发展,对集成电路元器件的要求也越来越高,愈加缩小的线路和密集的电子元件排列对都静电防治提出了更高要求。静电电场和静电电流是造成电子元件毁坏的致命因素。静电电场和电流对周围电荷的强大吸引力,破坏了绝缘体造成元器件敏感度的急剧下降,甚至电路导体烧融,电子产品爆炸等。
3 结束语
通过上文说明和分析就可以看到,EDA技术在机械电子工程当中的应用和发展给我们国家的电子工程设计带来了巨大的变革,通过EDA技术设计出来的机械电子产品不仅使用性能好,而且专业化程度也有着非常大的提升。机械电子工程设计人员在工作过程当中采用该技术不但能够较大程度的提高工作效率,还能够获得更多具有高附加值的电子产品来。在本文当中,对EDA技术进行了简要介绍,并重点分析其在机械电子工程当中的重要应用。
参考文献
篇5
关键词:控制工程;机械电子工程;运用分析;科学技术
随着时代的发展,人类各方面的文明都在进步[1]。因此,在能源、资源、人力、物力等方面的消耗都是需要巨额的消费,间接地促进了我国在经济、能源上的发展水平。与传统的自动化技术相比,电子技术的发展为自动化机械工程带来了无限的光辉,不仅促进了机械自动化技术向高科技方向发展,传统技术与新科技的结合会快速促进控制工程在机械电子工程中的应用分析,进一步促进机械电子工程工业的发展。
一、机械电子工程中控制工程的简述
控制工程主要是以工程控制为理论,重点结合当代的高科技发展与革新,以解决自动化机械电子工程中的实际问题为首要目标,进行机械电子工程中控制工程的研究与分析。控制工程在科学领域的各个学科中都有广泛的利用,不仅可以促进机械电子工程的科技发展,还能够有效的加快机械电子在国际科学市场上的影响力和效益。1、控制工程的产生随着科学技术的发展,人类生活条件发展壮大,行业领域的发展亦是突飞猛进,各领域的发展都在加快步伐,不仅促进了控制工程在其行业领域的发展,还间接地促进了科技的进步,因此控制工程在机械电子工程中的运用也随着时代的进步而进步。比起传统的工艺工程,当代的机械电子工程已经在技术上有了突飞猛进的发展。传统的控制工程主要依靠手工工艺的技术,发展速度慢,工作效率低,不能达到企业所需的目标与需求。而电子计算机的诞生则恰恰为电子机械控制工程带来了新的挑战,并且再一定程度上为传统控制工程打下了坚实的基础。信息时代的发展与传统技艺的结合大大促进了机械电子工程的发展,没有信息时代技术就不可能存在机械电子工程的产生。2、控制工程在机械电子工程的应用我国科学技术进步速度快,在科技和经济方面的发展和变化巨大,但我国仍处于发展中阶段[2]。无论是在技术还是在经济上都与发达国家相去甚远,存在不小的差距[3]。因此,处于发展中国家的中国还是要坚持不懈地进行控制工程的分析和研究。为应对这一难题,国家也需要作出相关努力,对于技术相关工作人员要组织相关专业队伍,并由国家提供工作环境以及工作创造条件,供研究创新者使用,为我国创造出先进的机械电子工艺工程,提高我国在机械自动化行业的国际地位与国际影响力。
二、机械电子工程的应用
当今的社会已经逐渐形成一个高速运转的流程,效益是一个公司或者企业、行业的必备的要素,自动化控制系统因此也得到了广泛的认可和利用,并且能够在一定程度上为公司、企业、行业甚至国家层面带来巨大的经济和科技上的效益。因此,控制工程要一直不断地更新和发展才能够在社会市场上立于不败之地,为社会市场带来更大的经济效益。1、自动化的集成自动化技术的集成是控制工程在机械电子工程中的一项重要运用,集成技术主要通过整合分析对原有的通信技术以及科学技术进行规整和修改,对其中精华部分进行保留,糟粕部分进行摒弃,使得其中的机械自动化系统变得更加完善与合理,高效地运用于机械电子工程中的控制工程领域内。除此之外,想要加快机械电子工艺进程就要充分借鉴国外先进技术,加强与国外的信息交流与科技交流,计算机技术在机械自动化电子工程中的控制工程的作用非常重要,是自动化技术的基础,只有加强计算机网络技术,完善科技的整体设备与器材,才能有效解决自动化进程中出现的各种问题。2、控制工程发展前景在未来的科学技术发展进程中,控制工程的作用会越来越大,在机械电子工程中所占比例会日趋增大,其对于自动化技术是一项基本技术,是其他学科和设计的基础。随着世界各国都在加快科技发展进程,国际之间的科技竞争越来越激烈,只有在技术工艺上加强才能够使得控制工程发展领域越来越广阔。当然,在发展的同时也要保持环境的卫生,尽量避免噪声、辐射、环境等污染的产生,从污染源、传播途径、阻断方式等方面进行考虑,在最大程度生对其进行遏制。只有实现了环境的清洁,将环境保护作为首要任务,才能将可持续发展进行下去,促进控制工程在机械电子工程中的有益发展。相关环境局负责人员要加强企业在环境卫生方面的监督力度,禁止污染环境现象的发生,一经发现,立即对其进行行政处罚和道德批评。
三、结束语
随着时展,科学技术发展日趋成熟,控制工程在机械电子工程中的应用越来越广泛[4]。机械工程师关系到我国行业发展和国际综合实力的重要的一部分,机械工程的发展程度直接影响到了我国科技的发展和国际市场上的地位。因此,只有加快科学技术的步伐与进程才会促进控制工程在机械电子工程中的地位与发展。控制工程的技术固然得到相应的提高,但是也存在着许多不安全的隐患因素的存在,例如,自动化工程的实施为人类生活带来了恶劣的辐射影响,噪声污染、环境污染等等,这些都对人类文明生活等都带来了一定程度上的负面影响。相关工作人员只有加强对技术造成的后果进行清洁处理,才能够更加有效地加强控制工程的智能化和自动化,使控制工程的稳定性和准确性快速提高。相关工作人员要适当提高警惕,加强管理,针对当下的现实问题进行强有力的解决措施以及改善方案。
参考文献
[1]袁明新,王琪,洪磊等.机械控制工程中案例化教学的改革及实践[J].当代教育理论与实践,2012,4(5):137-139.
[2]董一辰,张君.浅谈建材机械特色的过程装备与控制工程专业建设[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(17).…
[3]刘秋平,黄慧娟,周洋等.基于铝离子掺杂二氧化钛薄膜的染料敏化太阳能电池的光电性能[J].物理化学学报,2012,28(3):591-595.
篇6
1.1广义节能的定义
作业效率的定义是工程机械在单位时间内的作业量。提高作业效率往往会降低节能性。因此要比较节能性要在相同的作业效率下比较,这样的结果才是可信的。由以上分析可知,节能不只是取决于功率传递的效率和功率供求两方的动态匹配,还决定于不同功率流之间的有效配合,作业效率高低也会影响节能效果。
1.2以柴油机为例的工程机械功率流控制现状
从能量转换的定义上分析,工程机械的工作过程是不同能量形式相互转换、传递和对外输出功率的过程。想要分析工程机械的节能效果就要分析其功率流。对于使用柴油机当做动力源的工程机械,输出的动力最终来自储存在柴油中的化学能。柴油机将柴油的化学能转换为机械能,以转速和转矩的形式表达出来。这是柴油机的基本能量转换过程。目前采用的柴油机节能方法是全程调速或电控喷油等控制技术,这些技术能够有效地改善柴油机工作性能,降低油耗。采用液压泵吸取柴油机的机械能并将其转变为液压能,以流量和压力的形式表现出来,一般采用恒定功率控制、压力切断、正流量控制等控制策略改善泵的工作性能。柴油机是能量的供方,而液压泵是能量的需方,实际工作中对柴油机和液压泵使用转速感应控制或功率极限载荷控制等方法,以改变二者联合工作时的高能耗现状。而液压泵与液压阀是流量的供求双方,其中液压泵供给流量而液压阀需求流量。具体工作过程是液压阀吸取液压泵输出的液压能,然后液压系统的压力和流量等被调节至合理值进而输送给相应的执行机构。这个过程中大多使用变化流量控制方法以协调运转多执行机构,有些情况也会使用LUDV技术从而减少并联回路中负载变化对流量分配的影响。在这个系统中,液压阀直接由操作者控制。因此,液压泵和液压阀是流量的供方和需方的关系。为了协调这种供需关系,大多使用负流量控制策略或负荷传感控制策略。液压阀输出液压进而被油缸或发动机吸收,并向外输出机械能,机械能以力和位移或转速和转矩的形式表现。这些机械能中的一部分或全部对外界载荷做功,执行机构对外载荷的有效做功组成了有效功率。这就是柴油机工作过程中的功率流过程分析。由此可见,现在的元件效率控制技术、子系统功率控制技术和部件功率控制技术不能协调整机进行节能分析,只能在自己工作范围内达到局部最优值。
2工程机械全局节能控制系统
2.1全局节能控制系统
全局节能对于加强机械工作性能,降低能耗具有重要意义。为了建立广义节能定义下的全局节能控制系统,要将整机和外界负载作为研究对象,并将节能目标设定为传统节能控制技术、多执行机构的协同控制以及作业效率,达到最优节能效果。为了方便对节能效果进行定量分析,可以定义全局节能指标如下:全局节能指标=对外有效功/(油耗×作业时间)=有效功率/油耗从以上定义式可以看出,全局节能指标指的是单位时间单位油耗的工况下机械对外输出的有效功。这个定义考虑了传统节能控制技术、多执行机构的协同控制以及作业效率三个方面的内容,能够全面地评价工程机械能耗特性。全局节能目标的实现可以划分为三个小目标,即协同作业目标,作业效率目标以及传统节能目标。每个小目标还可以再往下细化为系统目标,部件目标和元件目标,对工程机械里面每个部件的协同作业情况,作业效率情况和能耗情况进行实时的控制,从而达到实现全局节能的效果。
2.2全电控系统电子节能控制技术
传统的节能控制已经能够达到局部最优,因此要想取得更大的节能成果只能突破传统节能控制技术,可以从以下三个方面实现:①改变固定参数功率匹配方法,实现不同工况下的动态功率匹配;②使用作业模式识别技术,即在不同作业模式的动态功率分配系统;③以操控人员的操作意图为出发点,建立不同操作模式的作业效率管理系统。以上目标的实现可以通过全电控节能控制技术和分布式节能控制技术来改善传统节能控制效果。
2.2.1全电控节能控制技术
全电控节能控制技术的实现使用电控喷油柴油机和电比例液压泵、电比例控制阀、电比例液压发动机。在全电控的能量传递条件下能够达到硬件功能的最小化的效果,增加硬件的通用化程度,达到更深入的感知和更全面的智能控制效果。因为电控系统中的控制功能和专用功能是由系统软件实现的,所以在机械工作过程中根据实时工况和操作意图在线调节控制参数,实现参数匹配柔性化,以获取更好的、全面的、广泛的节能效果。
2.2.2分布式节能控制技术
全电控节能控制技术虽然能够实现对整机节能的控制,但是控制程序需要处理液压系统的实时压力信号,要求控制系统有很高的响应速度,目前技术水平仍然难以满足对压力信号实时处理的要求。为加快对机器运转数据处理速度,可以开发基于总线的液压泵控制器、液压阀控制器和发动机控制器,也就是说每个控制器都连接了高速总线,加快处理速度。发动机控制器根据发动机的实时工况数据和用户操作意图改变发动机喷油多少,并将处理数据输送到总线,同时从总线上收取其他控制器的控制命令;液压泵控制器和液压阀控制器也执行类似的操作。基于总线的分布式控制系统可以有效地增加控制信息的运算和传送速度,满足全电控节能控制系统对数据处理速度的要求。
3结论
篇7
关键词 机电一体化;机械电子工程专业
中图分类号:G717 文献标识码:A 文章编号:1671―7597(2013)031-163-02
在电子技术和机械化程度日益提高的现代,人为控制机器已经难以满足日常生产生活效率的需要,电脑对机械的控制成为了主流。并且在电脑控制机械生产的基础上,机械的整个生产过程也由电脑控制,这就是机电一体化。给予机械一体化的进程,对机械一体化的人才需求也就越来越大,于是机械电子工程专业应运而生。本文将详细论述什么是机电一体化、什么是机械电子工程专业以及这两者之间的关系。
1 机电一体化的基本结构与发展
机电一体化是机器与电子的有机结合,他有着不同的要素构成,和结构组成。电子与机械的有机结合即克服了传统机械的操作程序复杂也节省了人力物力,是一个传统机械的替代品,有着非常好的发展前景。本部分将介绍机电一体化的基本结构与机电一体化的发展空间。
1.1 机电一体化的基本结构
机电一体化大体上是由传统机械的机器本体构成及其工作的主要系统,他起着连接、传送这些基本功能;机电一体化工作运行的推动元素是他的动力部分,动力部分为机械的工作提供活动力支持与保障是机械一体化的重要有机组成部分。
机械一体化的传感部分起到分析并传送信息的作用,他将机械与电子结合产生的数据加以分析,最终确定工作的方式与进程;驱动部分是在电子系统的指导下完成机械的工作内容;执行部分是由电脑下达命令,机械机型完成的有机部分;机电一体化最重要的组成部分就是控制以及处理信息的部分,这部分决定着机械的工作进度以及以何种方式工作。这就是机电一体化的各个组成部分,和各个部分在工作中的作用。
1.2 机电一体化的发展趋势
目前机电一体化的进程不断加快,其发展趋势如下。1)机电一体化在向智能化的方向发展,智能化就是在原本电脑控制的基础上更具备合理性和效率性,机电一体化的智能化发展就像最初的硬件手机与现在的智能手机的区别一样。总体说来就是智能化更人性化,更能解决操作中的突发状况或者说是提前就设定了应对解决突发状况的解决措施。2)机电一体化更加环保,机电一体化进程使原本的柴油发电带动发电机的情况得到改善,现在的机电一体化是电脑操控,解决了其中一些污染环境的问题,响应环保的口号,机电一体化也朝着更环保的方向发展。3)机械一体化朝着微机模式发展,顾名思义就是机械的规模与形式越来越小,这就要求机械的精密程度。这样的发展趋势有利于解决原始机械庞大的占地面积问题,可以使同一片场地发挥更大的效果。机械以替换的发展趋势是更加进步与人性化,它是朝着一个操作简单、绿色无害、精密程度高的趋势更好的发展。
这就是机电一体化,它是机械与电子的有机结合,有着密不可分的有机组成部分,有着良好的发展趋势。在这两者的定义下,笔者希望日后机电的结合能够更加密切,其各个组成部分能日渐精密完善使得整个机电一化得到优化;机电一体化能够在属于它的发展趋势下日益发展完善,更好的满足机电一体化进程的需要。
2 机械电子工程专业
在科技发展与时代进步的大背景下,机电一体化的进程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越来越大,接下来笔者将介绍机电一体化的人才来源――机械电子工程专业。
上文中我们论述了什么是机电一体化与机电一体化的发展趋势,根据上文我们不难发现机电一体化已经在生产生活中日益重要,为了供应机电一体化所需要的人才,机械电子工程专业应运而生,上个世纪九十年代后期,一些高校开始设置了机械电子专业。机械电子工程专业的出现是为了响应现阶段和日后的电子控制机械的主流趋势,为了使自动化方面有更多可用人才。在机械电子工程专业设置上要注意很多的问题:第一要考虑新课程的课程设置方面,要在传统的机械上有所发展又要估计学生的负担,不能是学生在学习的过程中感到吃力或者是电子与机械兼顾的拖沓。第二就是机械电子专业是机械和电子的有机结合,电子与机械的侧重点问题,在教授的过程中要二者兼顾,因为传统机械是整个机械一体化的基础而电子的计入是一个良性发展,很多新生代的同学更加重视电子方面,这是不科学的做法。总之机械电子工程专业是一个时代要求的必要专业,要安排好课程,明确侧重点,最终达到满足机电一体化进程下人才的需要。
3 机电一体化与机械电子专业
介绍过机电一体化与机械电子专业以后,接下来明确机电一体化与机械电子专业之间的关系。
根据上文我们不难发现,机电一体化与机械电子专业有着非常密切的关系,可以说机械电子专业是机电一体化的前身,以为机械电子专业所培养的正是机电一体化专业的对口人才,也就是说机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。机械电子专业所学习的内容就是机电一体化的具体内容。其中包括理论知识与具体操作,也就是什么是机电一体化、几点一体化需要我们做些什么、在操作中会遇见什么问题并且该怎样解决等。机械电子专业是为机电一体化培养人才的摇篮,在机械电子专业中学习的同学毕业后的前景就是在机电一体化应用的地方工作。而机电一体化在日常操作中所遇见的难以解决的问题和需注重问题就是机械电子专业研究的课题和研究方向。总之机电一体化与机械电子专业二者之间密不可分,互补互助,机电一体化的发展要求了机械电子专业的学科内容、机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。
4 结束语
在工业化和科技化日益发展的现在,工业与科技二者的有机结合也就是机电一体化已经成为科技进步和时展的必然。这时,机电一体化对人才的需求也就越来越多,从而导致机械电子专业的出现发展和人们。笔者在介绍什么是机电一体化、其组成部分和发展趋势后介绍了机械一体化专业,意在使得机械一体化专业在培养人才时能够根据学科特点和发展趋势合理培养。同时笔者也期望机电一体化发展前景更广阔的,机械电子工程专业能够为机电一体化培养出更多人才使其为机电一体化更好的服务。
参考文献
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传统的机械工程包括机械设备动力与制造工艺的研究,通过运用机械运动原理实现机械设备的正常运行。而机械电子工程重视实现传统机械系统能量的连接,信息连接是信息连接的重点。随着机械工程与电子工程的融合度越来越高,机械电子工程的智能化会成为未来的发展趋势。
1 机械电子工程概述
1.1 机械电子工程的定义
机械电子工程与其他相关学科之间有着紧密的联系,结合了各学科的优点,是一门比较复杂的综合性学科。机械电子工程以电子、机械、计算机技术为核心,通过科学合理的设计将各个模块优点发挥到最大。虽然机械电子技术需要运用各方面知识,但是机械电子产品的内部结构并不复杂,只需要将一些简单的机械电子元件按照规划进行科学的组合,就可以最大限度的提高产品的性能,减少成本的投入,在提高产品质量的同时提高企业的经济效益。
1.2 机械电子工程的发展
在机械电子工程发展的初期,人们并没有认识到机械电子工程的广阔的发展前景,由于缺乏必要的资源支持,机械电子工程的技术水平也极低,机械电子产品主要以手工制作为主,其工业化水平十分低下,机械电子工程的发展受到了极大的限制。随着机械电子工程的重要性日益凸显和其市场需求的扩大,人们开始重视对机械电子工程技术的开发,为了进一步提高其生产效率,机械电子工程逐渐实现在机械工业中的应用,并获得了飞速的发展。随着机械电子工程与机械工业的结合,实现了机械电子产品的流水线的生产,促进了生产水平的提高,提高了生产效率,可以实现机械电子产品可以在短时间内投入市场。但是目前我国主要引进国外的标准生产线,产品的生产模式与我国实际的生产需求差距很多,生产线本身的灵活性极弱,生产出的产品并不能够满足国内市场的需求。为了促进机械电子工程的进一步发展,需要结合我国国内市场的实际需求,将机械电子工程与人工智能相结合,充分发挥机械电子工程的优点,逐步实现其产业化与智能化。
2 人工智能概述
2.1 人工智能的学科定义
人工智能通过计算机的使用极大的延伸了自身的智能,主要通过对计算机功能的深入研究得到的一门学科,这门学科具有极大的发展前景,是21世纪的最重要的学科之一。计算机技术的发展是人工智能学科得以发展的关键,因此计算机技术是人工智能学科的基础。但是人工智能学科并不是单一涉及到一门学科,此外还与信息论、心理学、控制论等多个学科存在着交叉关系,因此,人工智能学科吸收了其他各个学科的优点,具有极强的发展潜力。
2.2 人工智能的发展阶段
2.2.1 萌芽阶段
随着世界第一台计算器的诞生标志着人工智能研究之路的开始,但是这个阶段的发展十分缓慢,但是这个阶段为人工智能的研究积累了大量的经验。直到世界第一台计算机诞生之后,加快了人工智能研究的角度,依旧没有取得实质性进展。所以这个阶段属于经验积累阶段,为之后发展奠定基础。
2.2.2 第一个发展阶段
1956年“人工智能”命题的提出标志着人工智能的发展进入了第一个高峰期。这个阶段主要是博弈、和基本原理的证明,这个阶段最大的贡献大大解放了人们的思想,为之后的发展提供了理论支持。
2.2.3 第二个发展阶段
人工智能第二个发展阶段的标志是1977年全球第五届人工智能会议的召开,经过这个会议逐渐促使了人工智能与实际生产的结合,使人工智能获得了一个巨大的飞跃,使其进入了知识层面的发展。
3 机械电子工程与人工智能的关系
随着社会信息化的进一步推进,为机械电子工程技术的发展带来了契机,人工智能的加入为了机械电子工程的发展开拓了巨大的发展空间。传统的机械电子系统,缺乏必要的稳定性,面对逐渐增多的信息量,单纯通过人工的方式进行处理显得力不从心,急需要一种可以处理多种不同类别信息的技术。在这种情况下人工智能的加入为机械电子工程的发展提供了巨大支持。人工智能通过建立相关模型、控制模型,实现对信息的处理,最终根据处理的信息能够很好的完成故障的诊断。除此之外人工智能使用模糊推力系统和神经网络系统这两种方法实现了对系统的数据信息进行全面的描述,最终实现对机械电子系统的科学合理的控制。
在人工智能漫长的发展过程中,每个阶段的发展都十分缓慢,并没有实现人工智能的实质性的变革。但是随着人工智能与机械电子工程逐渐结合之后,形成了由量变到质变的巨大飞跃,使世界进入了机械电子工程时代。随着人工智能在机械电子工程领域的广泛应用,人工智能逐渐形成了神经网络系统和模糊逻辑系统,通过这两个系统对人类的思维模式进行模拟来解决多变的工程应用问题。人工智能在机械电子工程中的广泛应用过程中逐步完善了自身的缺陷,为自身的发展提供了一个新的发展路径。
从以上可以看出发展过程机械电子工程与人工智能二者具有密不可分的联系。一方面在机械电子工程的发展过程中正是由于人工智能的加入是机械电子工程的发展带来新的契机。另一方面,人工智能通过在机械工程领域的应用,为自身的发展提供了一个新的路径。
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关键字:机械电子工程 人工智能信息处理
中图分类号: P756.6 文献标识码: A 文章编号:
传统的机械工程一般分为两大类,包括动力和制造。制造类工程包括机械加工、毛坯制造和装配等生产工程,而动力类工程包括各式发电机。电子工程与传统的机械工程相比而言,是比较新的学科,电子工程是传统工程的革新,两者于上世纪逐渐结合在一起。随着人工智能技术的不断发展 ,机械电子工程的能量连接、动能连接逐步发展为信息连接 ,使得机械电子工程具有了一定的人工智能。这种高效的智能化技术减少了繁重的机械生产,提高产量和经济效益,使我们市场进入智能化。
一、传统机械电子工程
1、机械电子工程的发展情况
机械电子工程是由机械工程与电子工程、信息技术、智能技术、管理技术相结合而成的新的理论体系和发展领域。随着科学技术的不断发展机械电子工程也变得日益复杂。
机械电子工程的发展可以分为三个阶段 :第一阶段是以手工加工为主要生产力的萌芽阶段 ,这一时期生产力低下 ,人力资源的匮乏严重制约了生产力的发展 ,科学家们不得不穷极思变 ,引导了机械工业的发展。第二阶段则是以流水线生产为标志的标准件生产阶段 ,这种生产模式极大程度上提高了生产力 ,大批量的生产开始涌现 ,但是由于对标准件的要求较高 ,导致生产缺乏灵活性 ,不能适应不断变化的社会需求。第三阶段是现在我们常见的现代机械电子产业阶段,而以机械电子工程为核心的柔性制造系统正是这一阶段的产物。
2、机械电子工程的特点
1)设计上的不同。机械电子工程并非是一门独立学科 ,而是一种包含有各类学科精华的综合性学科。在设计时 ,以机械工程、电子工程和计算机技术为核心的机械电子工程会依据系统配置和目标的不同结合其他技术。工程师在设计时将利用自顶向下的策略使得各模块紧密结合 ,以完成设计 ;
2)产品特征不同。机械电子产品的结构相对简单 ,没有过多的运动部件或元件。它的内部结构极为复杂 ,但却缩小了物理体积 ,抛弃了传统的笨重型机械面貌 ,但却提高了产品性能。
二、 人工智能
1、 人工智能的概念分析
人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的交叉学科 ,是 21 世纪最伟大的三大学科之一。 但是至今为止,人工智能没有一个统一的定义。笔者认为 ,人工智能是研究通过计算机延伸、扩展、模拟人的智能的一门科学技术。
2、 人工智能的发展史
1)人工智能的初期阶段
17 世纪的法国科学家 B.Pascal 发明了世界上第一部能进行机械加法的计算器轰动世界 ,从此之后 ,世界各国的科学家们开始热衷于完善这一计算器 ,直到冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在这一时期发展缓慢 ,但是却积累了丰富的实践经验 ,为下一阶段的发展奠定了坚实的基础。
2)第一个成长阶段
在 1956 年举办的“侃谈会”上 ,美国人第一次使用了“人工智能”这一术语。这一阶段的人工智能主要以翻译、证明、博弈等为主要研究任务 , LISP 语言就是这一阶段的佼佼者。人工智能在这一阶段的飞速发展使人们相信只要通过科学研究就可以总结人类的逻辑思维方式并创造一个万能的机器进行模仿。
3)比较困难的阶段
60 年代中至 70 年代初期 ,当人们深入研究人工智能的工作机理后却发现 ,用机器模仿人类的思维是一件非常困难的事 ,许多科学发现并未逃离出简单映射的方法 ,更无逻辑思维可言。但是 整理,仍有许多科学家前赴后继的进行着科学创新 ,在自然语言理解、计算机视觉、机器人、专家系统等方面取得了卓尔有效的成就。1972 年 ,法国科学家发现了 Prolog 语言 ,成为继 LISP 语言之后的最主要的人工智能语言。
4)中期平稳阶段
以 1977 年第五届国际人工智能联合会议为转折点 ,人工智能进入到以知识为基础的发展阶段 ,知识工程很快渗透于人工智能的各个领域 ,并促使人工智能走向实际应用。不久以后,人工智能在商业化道路上取得了卓越的成就,展示出了顽强的生命力与广阔的前景。在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。
5)平稳成长阶段
由于国际互联网技术的普及 ,人工智能逐渐由单个主体向分布式主体方向发展 ,直到今天 ,人工智能已经演变的复杂而实用 ,可以面向多个智能主体的多个目标进行求解。
最近五十年间 ,网络的普及给信息传递带来了新的生命 ,人类进入到了信息社会 ,而信息社会的发展离不开人工智能技术的发展。不论是模型的建立与控制 ,还是故障诊断 ,人工智能在机械电子工程当中都起着处理信息的作用。
由于机械电子系统与生俱来的不稳定性 ,描述机械电子系统的输入与输出关系就变得困难重重 ,传统上的描述方法有以下几种 :1)推导数学方程的方法 ;2)建设规则库的方法 ;3)学习并生成知识的方法。传统的解析数学的方法严密、精确 ,但是只能适用于相对简单的系统。现代社会所需求的系统日益复杂 ,经常会同时处理几种不同类型的信息。由于人工智能处理信息时的不确定性、复杂性 ,以知识为基础的人工智能信息处理方式成为解析数学方式的替代手段。
通过人工智能建立的系统一般使用两类方法 :神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统可以模拟人脑的结构 ,分析数字信号并给出参考数值 ;而模糊推理系统是通过模拟人脑的功能来分析语言信号。两者在处理输入输出的关系上有相同之处也有不同之处:神经网络系统物理意义不明确 ,而模糊推理系统有明确的物理意义 ;神经网络系统运用点到点的
映射方式 ,而模糊推理系统运用域到域的映射方式 ;神经网络系统以分布式的方式储存信息 ,而模糊推理系统则以规则的方式储存信息 ;神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系 ,计算量大 ,而模糊推理系统由于连接不固定 ,计算量较小 ;神经网络系统输入输出时精度较高 ,呈光滑曲面 ,而模糊推理系统精度较低 ,呈台阶状。
随着社会的不断发展,单纯的一种人工智能方法已经不能满足日益增长的社会需要,许多科学家开始研究综合性的人工智能系统。综合性的人工智能系统采用神经网络系统与模糊推理系统相结合的方法,取长补短,以获得更全面的描述方式,模糊神经网络系统便是一成功范例。模糊神经网络系统做到了两者功能的最大融合 ,使信息在网络各层当中找到一个最适合的完全表达空间。逻辑推理规则能够对增强节点函数 ,为神经网络系统提供函数连结 ,使两者的功能达到最大化。
三、 结论
21世纪的科学技术发展的越来越快,智能化已经大范围覆盖了国际市场,不论工业中还是电子商务,都以及成为经济快速运行的动力。为国家提供高技术的便利,为其注入新的概念,使其更为广泛的应用。着实做到了作业内外一体化,数据搜集自动化,系统智能化。人工智能与机械电子相结合能够促进生产力的快速发展,把我国的相关经济产业链带动了起来。在这新兴科技的引领下,我国的经济将迈向更高的阶梯。
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关键词:机械电子工程;人工智能
机械电子工程结合了机械技术和电子技术,既能发挥机械工程的作用,又能利用电子技术完成工作任务,在实际的机械电子领域中运用十分广泛。探究机械电子工程和人工智能的关系,探讨人工智能技术在机械电子工程的具体应用,实现机械电子工程和电子技术两者的相互促进。
一、机械电子工程概述
机械电子工程是由多门学科组成,主要涵盖了机械工程、电子工程、信息工程等学科。新兴的机械电子工程是结合电子信息系统的工程,区别于传统的机械电子工程,在于其是一项电子信息化的机械活动。不仅具有传统的机械工程功能,还具有电子工程简单的电子产品的结构。现代的机械电子工程融合了机械技术、电子技术、计算机技术,应用的领域广泛,并且随着功能模块的需求加深,多元化的功能模块发展起来,机械工程的电子产品的结构逐渐被简化,复杂化的程序也被抛弃。因此,机械电子产品具有精细简单的特点,产品的功能、性能也得到很大的提高。然而,即使机械电子工程产品适应了社会的需求,但产品在生产过程的机械化、信息化程度不高,信息分散、人工化的生产加大了产品的生产成本,这是机械电子产品发展的制约因素。
二、人工智能的概述
随着电子信息时代的到来,计算机技术呈现成熟化发展。各个领域需要发展则要寻找一种代替人类能动性的计算技术,计算机成为了实现人类智能活动的主要依据工具。计算机的应用范畴的广泛性促进了“人工智能”的实现。计算技术如何代替人类智能行为成为了人们广泛研究的课题。由此,人工智能作为一门新兴学科,学科的基础是哲学、数学、社会学等等,具有与多门学科相互交叉的特点。人工智能是一种似人类智能行为,具备类似人类的理性思考、人类的理,其遵循的是人类智能活动的规律,运用机器执行某种特定的代码,实现人类完成的任务活动。人工智能的目标是研究开发计算机技术,模拟人类的智能行为。人工智能主要运用在高科技的开发领域,创造了新的历史起点,特别是在产品的生产中,缩短了企业的生产周期,促进了信息资源的集中,信息传递沟通也更为迅速。对机械电子工程的人工化生产方式是一种福音,对改进生产方式有极大的作用,人工智能化的生产方式,也是企业获得最大利润的方式。
三、机械电子工程与人工智能关系
(一)人工智能在机械电子工程应用
第一,人工智能的初步应用。最初始的应用并不完善,在输入输出的端口出现不融合的现象,这是在应用中极不稳定的具体表现。对输入、输出的描述在精确度上还有待研究。对传统的数学描述方法引入人工智能,对系统作出了部分改进,这成为了一种代替解析数学的手段。传统解析数学应用在机械电子工程中时,会出现处理问题复杂化的情况,系统运转缓慢。引入人工智能的机械电子工程处理问题简单快捷,虽然现代的系统结构复杂,子系统种类多,但资源配置合理,运转效率高,提供了人工智能的信息服务,改进了信息共享的服务水平。人工智能应用中的基本人工系统是网络神经系统,这种网络神经系统与人类的大脑神经系统相似,具有推理判读的功能,对获取的信息资源采用的是数字信号的分析处理方式,加强了对信息分析判断的准确性。第二,人工智能对机械电子工程的优化。机械电子系统繁琐复杂,需要多种人工智能方式进行调控,其中神经网络和模糊推理是最主要的两种调控方式。神经网络系统模拟人脑系统结构,获得数字信号和参考的数值;模糊推理系统是模拟人脑系统的功能模块,对接受的信号进行分析处理。输入环节中,仅仅依靠神经网络中单元系统的紧密相连而进行存储,这种单一方式导致数字计算量大。模糊推理中结合规则方式能减轻计算任务,这是由于数量衔接的不稳定间接造成了计算任务减少。两种方式的结合对输入输出有着一定的优势,利用模糊推理的逻辑推理性,集合网络神经对模型的巩固,解决了模糊推理的不稳定性。这是模型推理人工智能方式的雏形,是未来的人工智能机械电子工程的必经趋势。
(二)人工智能在机械电子工程应用的差异性
网络系统是人工智能在机械电子工程应用的前提条件,基于此基础建立的机械电子工程具有局限性,若是采用一般的应用方法,是无法实现人工智能的效用。若条件有限而采用一般的应用方法,需要对网络系统进行人工化的转变,采用指令转换,实现对网络系统的操控。但是采用指令转换的方式会导致差异性。若在机械电子工程的实际操作中,遇到某个指令错误,或是数据集成分析失误,则会引起对人工智能操控失效,如果失控问题不能及时控制和恢复,在人工智能技术上建立的网络系统会发生崩溃,系统崩溃会直接导致机械电子工程的功能失效。因此,人工智能的技术应用是具有差异性的,这就要求基于在特定的应用方法下才能实现人工智能的高效性和实用性。
(三)人工智能和机械电子工程应用的不稳定性
机械电子工程系统本身具有局限性,具体表现在系统的输入输出关系上。造成不稳定的关键因素在于机械电子工程不确定性的本质特征,因此,这种不稳定性对机械电子工程的设备功能的发挥有着制约作用。运用传统的数学解析方法,虽然能对系统的不稳定性进行适时调控,并作出恰当的调整,但无法精确地实现对系统的子单元控制,调控稳定性的效果欠佳。机械电子工程在模块设计上要求能对每个数据信息进行准确性的控制,数据在机械电子工程中存在的最佳状态是精确化的状态。客观的数字变化会引起系统整体性能的变化,引入人工智能能对这种不稳定有着良好的补充作用,@种有效补充作用体现在对机械电子工程的数据精准度上,即使是在复杂的机械电子工程结构上,对输入输出的关系缺陷有着补充效果。当机械电子系统在功能模式上无法实现自身调控时,运用人工智能的神经系统的调控有着积极的意义。
总之,传统的机械电子工程受到了人工智能技术的冲击,在人工智能的影响下,机械电子工程得到了前所未有的发展。依托人工智能技术的机械电子工程,对本身系统的客观缺陷有着现实意义的弥补作用。
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