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第1篇

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；電氣工程；自動(dòng)化控制；應(yīng)用

智能化技術(shù)，是在我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展中所研發(fā)出的新型技術(shù)手段，在智能化技術(shù)出現(xiàn)后，因其各種優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中被廣泛的運(yùn)用起來(lái)，尤其在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，隨著被逐步的運(yùn)用在電氣工程的各項(xiàng)領(lǐng)域當(dāng)中，為我國(guó)電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定非常有利的基礎(chǔ)。

1智能化技術(shù)的主要理論基礎(chǔ)分析

在二十世紀(jì)五十年代人工智能就已經(jīng)問(wèn)世，通過(guò)幾十年的不斷研究與探索，智能化技術(shù)也被廣泛的運(yùn)用起來(lái)，在人們生活當(dāng)中、工作當(dāng)中都被人工智能化產(chǎn)品所占據(jù)，它們能夠像人類一樣有感應(yīng)，能行動(dòng)和思索，因其自身?yè)碛懈呔取⒏咝室约案邊f(xié)調(diào)性的特點(diǎn)，已經(jīng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的控制技術(shù)，當(dāng)前隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，能夠有效的實(shí)現(xiàn)運(yùn)用人的思維能力去模擬到機(jī)器人身上，在運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言技術(shù)，普及增加智能化模擬的可實(shí)施性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科技的快速發(fā)展。

2在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)的主要意義

2.1能夠?qū)ψ詣?dòng)化控制模型進(jìn)行簡(jiǎn)化

在電氣工程自動(dòng)化控制工作中，主要就是通過(guò)建立模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是因此模型相對(duì)比較復(fù)雜繁瑣。例如，建立的模型與實(shí)際情況出現(xiàn)不符的情況或?qū)嶋H操作中出現(xiàn)與模型不統(tǒng)一的情況，對(duì)于這些問(wèn)題來(lái)說(shuō)一般情況下多以電氣工程自身調(diào)節(jié)能力來(lái)進(jìn)行處理，但在實(shí)際操作中，還是會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)法預(yù)測(cè)和估計(jì)的問(wèn)題，影響著電氣工程自動(dòng)化控制的正常運(yùn)作。而在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，能夠在一定程度上去防止類似突發(fā)事件的發(fā)生，從而提升電氣工程自動(dòng)化控制工作的準(zhǔn)確度。

2.2能夠?qū)崿F(xiàn)電氣工程自動(dòng)化控制的一致

電氣工程自動(dòng)化控制主要是以建立模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而應(yīng)用智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中，能夠避免模型復(fù)雜的問(wèn)題，進(jìn)而保障其控制工作的順利完成，利用控制電氣工程中的有關(guān)設(shè)備與數(shù)據(jù)，讓電氣工程自動(dòng)化控制變得更加一致化，不僅能夠提升電氣工程自動(dòng)化工作效率，還能改進(jìn)電氣工程自動(dòng)化的整體服務(wù)質(zhì)量。

2.3對(duì)電氣工程系統(tǒng)控制水平進(jìn)行提升

在電氣工程系統(tǒng)控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠有效提升其控制水平，不僅能夠控制電氣工程自動(dòng)化程序設(shè)備中的相應(yīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且還能對(duì)電氣工程自動(dòng)化安全隱患進(jìn)行警戒，在一定的情況下避免自動(dòng)化控制中出現(xiàn)不必要的問(wèn)題，提升電氣工程系統(tǒng)控制水平，為電氣工程領(lǐng)域發(fā)展提供有利條件。

3在電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的主要應(yīng)用

3.1對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制中的病因進(jìn)行合理診斷

對(duì)電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行病因診斷時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)的診斷形式來(lái)說(shuō)，是相對(duì)比較復(fù)雜且繁瑣的，不僅僅對(duì)工作人員有著很高的要求，還無(wú)法對(duì)其病因進(jìn)行精準(zhǔn)的診斷，導(dǎo)致電氣工程自動(dòng)化控制中會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)法避免數(shù)據(jù)問(wèn)題等。而職能化技術(shù)則能夠利用自身優(yōu)勢(shì)，對(duì)其病因進(jìn)行有效的診斷，還能因其問(wèn)題提出合理的解決策略，不僅能夠有效找出病因，還能更好的提升其工作效率，因此電氣工程自動(dòng)化控制中要有效利用智能化技術(shù)，在對(duì)其設(shè)備進(jìn)行情況的診斷，從而避免相關(guān)問(wèn)題對(duì)工作的影響，更好的促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制工作有效進(jìn)行。

3.2對(duì)電氣工程的設(shè)計(jì)形式進(jìn)行優(yōu)化

在傳統(tǒng)的電氣工程的設(shè)計(jì)中，主要是通過(guò)工作人員進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)和改良才能夠完成，而在工作人員不能全面的考慮到實(shí)際情況時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一些復(fù)雜的問(wèn)題影響正常工作，并且這些問(wèn)題也不能得到及時(shí)的解決，而且在對(duì)電氣工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)工作人員的要求也是非常高的，不僅要運(yùn)用良好的設(shè)計(jì)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，也要擁有一定的綜合能力，才能剛好的將該工作完成。而對(duì)于智能化技術(shù)來(lái)說(shuō)，運(yùn)用在電氣工程自動(dòng)化中，設(shè)計(jì)人員可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或相關(guān)軟件，對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制的進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣不僅僅能夠提升設(shè)計(jì)所用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還能夠?qū)υO(shè)計(jì)的樣式進(jìn)行豐富，能夠更好的解決數(shù)據(jù)問(wèn)題，從而保證電氣工程自動(dòng)化控制工作的良好運(yùn)作。

3.3實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制整個(gè)電氣工程

電氣工程控制系統(tǒng)中的環(huán)節(jié)有很多，所以，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效對(duì)整個(gè)電氣工程進(jìn)行自動(dòng)化控制工作。智能化技術(shù)利用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程的自動(dòng)化控制，利用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程的全面控制，這樣不僅能夠保證該工作的順利完成，還能大大提升其工作質(zhì)量，增強(qiáng)其整體水平，也能為電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)有利的基礎(chǔ)。

4結(jié)論

在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，這不僅僅是一個(gè)非常大的成就，還是促進(jìn)智能化技術(shù)在其他各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中的良好應(yīng)用，發(fā)揮其作用，更好的讓智能化技術(shù)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，并能穩(wěn)定推動(dòng)電氣工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

作者:閆鵬 單位:包頭市九原區(qū)住房保障和房屋管理服務(wù)中心

參考文獻(xiàn)

第2篇

生物質(zhì)氣化過(guò)程的本質(zhì)是生物質(zhì)碳與氣體之間的非均相反應(yīng)和氣體之間的均相反應(yīng)。該過(guò)程十分復(fù)雜，隨著氣化設(shè)備的不同、氣化工藝過(guò)程的差異及反應(yīng)條件(如氣化反應(yīng)劑的種類、氣化反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、有無(wú)催化劑的添加、氣化原料種類、原料的含水率等)的不同，其反應(yīng)過(guò)程也大不相同;但一般會(huì)經(jīng)歷干燥、熱解、氧化、還原4個(gè)過(guò)程。在上述反應(yīng)過(guò)程中，只有氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，釋放出的熱量為生物質(zhì)干燥、熱解和還原階段提供熱量。在實(shí)際氣化過(guò)程中，上述4個(gè)過(guò)程并沒(méi)有明確的邊界，是相互滲透和交錯(cuò)的。氣化爐是進(jìn)行生物質(zhì)氣化過(guò)程的技術(shù)設(shè)備。在氣化爐中，生物質(zhì)完成了氣化反應(yīng)過(guò)程并轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃?xì)狻饣癄t能量轉(zhuǎn)化效率的高低是整個(gè)氣化系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，故氣化爐型式的選擇及其控制運(yùn)行參數(shù)是氣化系統(tǒng)非常重要的制約條件。針對(duì)其運(yùn)行方式的不同，可將氣化爐分為固定床式和流化床式兩大類型。其中，固定床式氣化爐主要有上吸式、下吸式、橫吸式及開(kāi)心式4種;流化床式氣化爐主要有鼓泡床式、循環(huán)流化式、雙床式及攜帶床式4種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前商業(yè)運(yùn)行的生物質(zhì)氣化設(shè)備中，75%采用下吸式固定床，20%采用流化床，2．5%采用上吸式氣化爐，另外2．5%采用其他形式氣化系統(tǒng)。本文以使用最為廣泛的下吸式固定床作為研究對(duì)象，分析生物質(zhì)氣化爐的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程，如圖1所示。下吸式固定床氣化爐的工作過(guò)程為:首先，粉碎處理后的生物質(zhì)物料由爐子頂部混合空氣后，經(jīng)由上料口投入下吸式固定床氣化爐;其次，氣化爐底部燃?xì)獬隹谔幵O(shè)置有引風(fēng)機(jī)，正常工作時(shí)，引風(fēng)機(jī)輸出抽力，在爐內(nèi)形成負(fù)壓，使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體在爐內(nèi)流動(dòng)，同時(shí)設(shè)置在喉管區(qū)的鼓風(fēng)機(jī)，負(fù)責(zé)向氧化層輸入一次風(fēng)，為氣化過(guò)程提供充分的氧氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)物料的充分氧化;最后經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)區(qū)，生成可燃?xì)怏w。物料和空氣在爐內(nèi)由上至下、隨著溫度的變化按照干燥、熱解、氧化、還原4個(gè)反應(yīng)層依次地進(jìn)行氣化反應(yīng)，形成有少量雜質(zhì)的可燃?xì)怏w，該氣體經(jīng)過(guò)凈化工藝處理，最終形成可以直接使用的可燃?xì)怏w。氣化過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，其處理的植物燃料來(lái)源眾多，物理、化學(xué)特性差異較大;同時(shí)，氣化過(guò)程中爐溫受到一次風(fēng)量、物料含水量等諸多因素的共同影響。這些因素對(duì)于氣化過(guò)程的影響相對(duì)較小，氣化過(guò)程主要受到空氣當(dāng)量比和氣化反應(yīng)溫度的影響。生物質(zhì)氣化爐的控制目標(biāo)是將生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換效率最大化，提高并保證可燃?xì)怏w的質(zhì)量。影響氣化爐轉(zhuǎn)換效率的因素有很多，但主要取決于氣化爐4個(gè)處理過(guò)程的溫度區(qū)間;氣化爐生成的可燃?xì)怏w質(zhì)量主要反映在其含氧量高低。因此，生物質(zhì)氣化爐系統(tǒng)控制所要解決的問(wèn)題主要在于如何將爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在最佳區(qū)間及怎樣降低最終可燃?xì)怏w的含氧量。為穩(wěn)定氣化爐爐頂溫度和降低出口處可燃?xì)怏w的含氧量，本文選取雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，對(duì)生物質(zhì)燃料與一次風(fēng)的投放量分別進(jìn)行控制，如圖2所示。

1．1溫度控制環(huán)溫度控制環(huán)采用主、副控制結(jié)構(gòu)。根據(jù)工藝分析，生物質(zhì)氣化爐爐溫主要雖然受到多種因素影響，但主要取決于物料物理、化學(xué)反應(yīng)的放熱和吸熱。由于該過(guò)程的非線性、大滯后特性，無(wú)法用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，因此采用BP預(yù)測(cè)方法建立物料和溫度的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。主控制器根據(jù)當(dāng)前溫度和溫度設(shè)定值，預(yù)測(cè)最優(yōu)的生物質(zhì)物料添加量;副控制PID根據(jù)該添加量，對(duì)上料機(jī)構(gòu)的送料速度進(jìn)行跟隨控制，達(dá)到精確上料和穩(wěn)定爐溫的目的。

1．2含氧量控制環(huán)為達(dá)到穩(wěn)定爐頂溫度、降低可燃?xì)怏w含氧量的目的，本文以一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量作為主要調(diào)節(jié)手段。因?yàn)橐淮物L(fēng)不僅影響著可燃?xì)怏w含氧量，還影響著氣化爐溫度，所以本文引入溫度和含氧量?jī)蓚€(gè)反饋。主控制器采用免疫PID控制，它能根據(jù)爐內(nèi)含氧量偏差和爐溫偏差推算出鼓風(fēng)機(jī)的最優(yōu)轉(zhuǎn)速;副控制PID則根據(jù)推算出的最優(yōu)轉(zhuǎn)速對(duì)鼓風(fēng)機(jī)速度進(jìn)行跟隨控制，確保鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

2基于BP算法的溫度控制

氣化過(guò)程的溫度變化具有大滯后的特點(diǎn)，給控制帶來(lái)了很大的困難。通過(guò)對(duì)溫度變化的預(yù)估，能夠有效地抑制滯后，提升控制效果。生物質(zhì)氣化過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的、非線性工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。由于氣化爐溫度受到一次風(fēng)量、物料分布及物料含水量等因素的影響，氣化爐溫度變化毫無(wú)規(guī)律而言。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的神經(jīng)元縱橫交錯(cuò)而形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它能以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)有限次迭帶計(jì)算，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律，并且無(wú)需預(yù)先給定公式，非常適合于研究非線性系統(tǒng)。因此，氣化爐的溫度可以采用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)［9］。BP網(wǎng)絡(luò)是一種多層網(wǎng)絡(luò)，其基本理念是將W－H學(xué)習(xí)規(guī)則一般化，對(duì)非線性的可微分函數(shù)訓(xùn)練權(quán)值。目前，BP網(wǎng)絡(luò)主要用在函數(shù)逼近、模式識(shí)別、分類和數(shù)據(jù)壓縮方面。BP算法由兩部分構(gòu)成:信息的正向傳遞和偏差的反向傳播。在其正向傳播過(guò)程中，輸入的數(shù)據(jù)信息會(huì)被逐步運(yùn)算，從輸入層經(jīng)隱含層直到傳給輸出層;輸出的信息又會(huì)影響下一層神經(jīng)元。如果在輸出層沒(méi)有獲得期望的輸出，則會(huì)在計(jì)算輸出層的偏差變化值后進(jìn)行轉(zhuǎn)向傳播，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將偏差信號(hào)沿原來(lái)的連接通路進(jìn)行反向傳回，之后各層神經(jīng)元的權(quán)值會(huì)被修改直至達(dá)到期望目標(biāo)。設(shè)P為輸入變量，r為輸入神經(jīng)元，s1為隱含層內(nèi)的神經(jīng)元個(gè)數(shù)，f1為其對(duì)應(yīng)的激活函數(shù)，s2為輸出層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)，f2為對(duì)應(yīng)的激活函數(shù)，A為輸出，T為目標(biāo)矢量，b1i表示第i個(gè)隱層神經(jīng)元的閾值，w1ij表示第j個(gè)輸入變量到第i個(gè)隱層神經(jīng)元的權(quán)值，b2k為隱層中第k個(gè)神經(jīng)元的閾值，w2ki為隱層中第i個(gè)神經(jīng)元到輸出層第k個(gè)神經(jīng)元的權(quán)值，則BP算法的正向傳遞信息。

2．1樣本的批處理對(duì)于一般的BP算法，各連接權(quán)的調(diào)整量分別正比于各個(gè)學(xué)習(xí)樣本的代價(jià)函數(shù)E，而全局偏差意義上的梯度算法就是調(diào)整全局偏差函數(shù)E的連接權(quán)。在逐個(gè)訓(xùn)練樣本時(shí)對(duì)權(quán)值的修正可能會(huì)出現(xiàn)振蕩，為了避免這一問(wèn)題，應(yīng)該在m個(gè)學(xué)習(xí)模式全部提供給網(wǎng)絡(luò)之后對(duì)它統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)整;而成批訓(xùn)練的方法就是將一批樣本生成的修正值累計(jì)后統(tǒng)一進(jìn)行一次批處理。因此，修改權(quán)值的增量為。減少每個(gè)連接權(quán)及閾值的校正次數(shù)，從而改進(jìn)了學(xué)習(xí)速度。應(yīng)用該方法時(shí)，穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程及限制每次迭代網(wǎng)絡(luò)偏差增量是學(xué)習(xí)率增長(zhǎng)的前提。

2．2基于變學(xué)習(xí)率的BP算法在基本的BP算法中，學(xué)習(xí)率必須是一個(gè)固定的常數(shù)。通過(guò)分析基本的BP算法的偏差曲面得知:在其平坦區(qū)域，學(xué)習(xí)率太小會(huì)造成迭代次數(shù)增加;而在變化劇烈區(qū)域，學(xué)習(xí)率太大又可能修正過(guò)頭，引起振蕩及發(fā)散，進(jìn)一步影響學(xué)習(xí)收斂的速度。所以，合理調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)率從而加快收斂速度是基本BP算法的常用改進(jìn)方法之一。

2．3氣化爐溫度的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)基于生物質(zhì)氣化過(guò)程的機(jī)理分析及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為降低神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，影響焦?fàn)t集氣管壓力的可測(cè)量因素初步確定為一次風(fēng)量、物料分布及物料含水量，將其作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，氣化爐溫度的預(yù)測(cè)值為輸出，此時(shí)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就變成為一個(gè)4輸入單輸出的模型。其中，啟停次數(shù)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)，特征參數(shù)值為輸出節(jié)點(diǎn)，建立一個(gè)隱含層有5個(gè)神經(jīng)元的3層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。理論上已經(jīng)證明:如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有偏差和至少一個(gè)S型隱含層加上一個(gè)線性輸出層，那它就能夠逼近任意有理函數(shù)。訓(xùn)練算法采用梯度下降法，學(xué)習(xí)速率為0．15，網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值為0～1中的隨機(jī)數(shù)。

3基于模糊免疫PID的含氧量控制

可燃?xì)怏w含氧量是生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，也關(guān)系到氣化產(chǎn)物的安全使用問(wèn)題。在本文設(shè)計(jì)的生物質(zhì)氣化爐控制系統(tǒng)中，采用溫度和可燃?xì)怏w含氧量雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)氣化過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。可燃?xì)怏w含氧量控制需要利用對(duì)一次風(fēng)的控制，解決含氧量控制和爐溫控制之間的矛盾，在穩(wěn)定爐溫的同時(shí)降低可燃?xì)怏w含氧。

3．1生物免疫機(jī)理生物免疫機(jī)理是抗擊病源入侵的首要防御系統(tǒng)，它通過(guò)對(duì)病原物質(zhì)的特殊提取、識(shí)別、刺激響應(yīng)、自適應(yīng)調(diào)節(jié)、學(xué)習(xí)和記憶等功能殺死抗原。B細(xì)胞和T細(xì)胞是生物免疫機(jī)理主要構(gòu)成部分;而在免疫系統(tǒng)中，除了淋巴細(xì)胞外，還有一些其它種類的免疫細(xì)胞擁有著不可忽視的作用。T細(xì)胞和B細(xì)胞從不活躍、未成熟經(jīng)自體耐受發(fā)展為成熟的免疫細(xì)胞，一旦人體受到有關(guān)攻擊時(shí)，迅速產(chǎn)生免疫應(yīng)答。所謂的免疫應(yīng)答就是一個(gè)識(shí)別、效應(yīng)和記憶的過(guò)程。抗原是一類能被胸腺中的T細(xì)胞及骨髓中的B細(xì)胞識(shí)別并刺激T細(xì)胞及B細(xì)胞進(jìn)行特異性應(yīng)答的病原體。巨噬細(xì)胞等將特異抗原遞呈細(xì)胞吸取消化病原體，分解后展示在細(xì)胞表面，形成MHC分子。成熟的T細(xì)胞會(huì)被MHC分子激活，然后接受并識(shí)別病原體抗原。T細(xì)胞識(shí)別特異抗原后會(huì)復(fù)制并激活殺傷T細(xì)胞，令其殺死任何受到特異抗原感染的細(xì)胞，并通過(guò)輔助T細(xì)胞將B細(xì)胞激活，使其識(shí)別特異抗原，并進(jìn)一步擴(kuò)增分化產(chǎn)生抗體。這些抗體會(huì)與抗原結(jié)合，通過(guò)與補(bǔ)體系統(tǒng)形成復(fù)合物或直接被吞噬細(xì)胞吞噬來(lái)殺死抗原。B細(xì)胞、T細(xì)胞在走向成熟過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷自體耐受，在接受、識(shí)別、殺死抗原后會(huì)形成免疫記憶，產(chǎn)生免疫反饋。免疫反饋原理為:抗原進(jìn)入機(jī)體后，將信息傳遞給TH細(xì)胞和抑制TH細(xì)胞產(chǎn)生的TS細(xì)胞，接受到信息的TH、TS細(xì)胞會(huì)共同刺激B細(xì)胞使其增殖分化產(chǎn)生抗體消除抗原。為使免疫反饋系統(tǒng)趨于平衡［10］，當(dāng)抗原較多時(shí)，機(jī)體中TH細(xì)胞會(huì)較多于TS細(xì)胞，產(chǎn)生較多B細(xì)胞;反之，抗原被消滅減少后，TS細(xì)胞又會(huì)增多并抑制TH細(xì)胞的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致B細(xì)胞也隨之減少。

3．2模糊免疫PID算法為滿足不同的控制要求，讓被控對(duì)象有良好的性能，溫度模糊免疫PID控制器采用模糊控制原理對(duì)PID參數(shù)模型中的kp、ki、kd進(jìn)行在線修改。其中，溫度偏差e(e=T0－T1，T0代表檢測(cè)的實(shí)際溫度，T1代表設(shè)定溫度)和加熱能級(jí)u1作替換:u1S，Δu1ΔS，分別為控制器的輸入/輸出。

4仿真

在保證生物質(zhì)氣化爐運(yùn)行狀況基本相同的條件下，采用基于灰色遺傳的組合預(yù)測(cè)算法，對(duì)從某廠氣化爐現(xiàn)場(chǎng)采集到的2000組干燥層溫度數(shù)據(jù)中選取的連續(xù)1500組訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，以及剩余500組與樣本數(shù)據(jù)時(shí)間相近的實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，建立預(yù)測(cè)模型，對(duì)試驗(yàn)樣本進(jìn)行擬合。為了驗(yàn)證基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物質(zhì)氣化爐溫度組合預(yù)測(cè)算法方法的有效性，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和擬合，結(jié)果如圖3所示。從仿真結(jié)果可以看出:采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以較好地預(yù)測(cè)氣化爐溫度實(shí)時(shí)值，平均誤差為4．3%，且能良好地跟蹤實(shí)際溫度的相位變化，為氣化爐溫度控制和可燃?xì)怏w含氧量控制奠定良好了基礎(chǔ)。

5應(yīng)用

針對(duì)某生物能源公司以生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過(guò)程具有高度非線性、時(shí)變特性、強(qiáng)耦合性、擾動(dòng)變化激烈且幅度大的特點(diǎn)，結(jié)合氣化爐現(xiàn)場(chǎng)工藝狀況，設(shè)計(jì)了一種新的控制系統(tǒng)應(yīng)用于該公司生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過(guò)程。該系統(tǒng)基于Honeywell集散控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和操作平臺(tái)，可用于采集過(guò)程數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)視及分析歷史數(shù)據(jù)等;采用高級(jí)編程語(yǔ)言VisualC++6．0編寫(xiě)智能解耦與優(yōu)化控制應(yīng)用軟件，通過(guò)OPC通信技術(shù)將應(yīng)用軟件和集散系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫連接，以確保所編寫(xiě)的應(yīng)用軟件能夠通過(guò)集散系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行控制，從而保證了多座氣化爐生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)穩(wěn)定優(yōu)化控制。本文所研究的生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)在某生物能源公司入生產(chǎn)后，得到了有效應(yīng)用，起到了穩(wěn)定氣化爐溫度、降低可燃?xì)怏w含氧量的作用，滿足了生產(chǎn)過(guò)程的需要。將本文提出的控制方法應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際后，運(yùn)行情況表明:生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)保證了化爐干燥層溫度穩(wěn)定在優(yōu)化設(shè)定值±45℃范圍內(nèi);當(dāng)壓力變化、投放物料、氣溫變化造成系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)，該系統(tǒng)能在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)上料速度和一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，將爐溫和可燃?xì)怏w含氧量動(dòng)態(tài)調(diào)整到正常波動(dòng)范圍內(nèi)，滿足了生產(chǎn)的要求。

6結(jié)論

第3篇

(1)當(dāng)前智能控制系統(tǒng)的功能與性能不夠完善,無(wú)法滿足機(jī)械制造行業(yè)的電子技術(shù)等行業(yè)的發(fā)展需要。智能控制系統(tǒng)的運(yùn)用雖然改變了傳統(tǒng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,其運(yùn)行效率更高,但是仍然存在著一定的差距,無(wú)法適應(yīng)新時(shí)期的發(fā)展需要,仍然會(huì)受到外界環(huán)境因素的影響與控制。(2)智能控制雖然能夠有效的提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行效率,但是仍然會(huì)存在著許多突發(fā)狀況。機(jī)電一體化應(yīng)用智能控制系統(tǒng)后,可通過(guò)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出的命令編碼進(jìn)行自動(dòng)工作,可以避免因人為操作失誤而造成不必要的損失,減少工作中的失誤損失,提高工作完成質(zhì)量及工作效率。但是在某些方面會(huì)受到電力系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等的不良影響,從而使智能控制系統(tǒng)不能夠有效運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)于一些不可抗力因素而言,智能控制系統(tǒng)始終無(wú)法超越。(3)智能控制與機(jī)電一體化系統(tǒng)的磨合度還有待提高。機(jī)電一體化對(duì)生產(chǎn)與生活活動(dòng)的開(kāi)展有著不可替代的作用,一旦智能控制工作不能實(shí)施,那么就會(huì)影響人們生活與生產(chǎn)活動(dòng)的開(kāi)展。因此我們必須不斷的改進(jìn)與完善智能控制工作,盡可能降低智能工作的失誤率。

2機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

(1)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的智能控制工作都是根據(jù)長(zhǎng)時(shí)期的總結(jié)與改進(jìn)而得出的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定,操作人員只需要定時(shí)、定序的輸入相關(guān)的工作指示,機(jī)電一體化系統(tǒng)中的各項(xiàng)板塊就會(huì)自動(dòng)按照相應(yīng)的流程進(jìn)行工作。因此只要工作人員輸入的指令不存在任何的錯(cuò)誤,那么智能控制系統(tǒng)就會(huì)具有較高的可靠性。(2)機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制應(yīng)用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,涉及社會(huì)生產(chǎn)與生活活動(dòng)的方方面面。機(jī)電一體化逐漸演變成為智能控制背景下的機(jī)電一體化,這是時(shí)展所需要的,同時(shí)也是科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)水平長(zhǎng)期發(fā)展的產(chǎn)物。

機(jī)械制造業(yè)的重點(diǎn)在于是否能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電一體化,這是提高機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量和效率的重要途徑。目前最為科學(xué)的機(jī)械制造方法就是實(shí)現(xiàn)智能控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者之間的聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)從人工管理到智能控制過(guò)渡的目標(biāo)。同時(shí),智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計(jì)算的方法對(duì)機(jī)械制造的現(xiàn)狀進(jìn)行動(dòng)態(tài)地模擬,通過(guò)傳感器融合技術(shù)將采集的信息進(jìn)行預(yù)處理,從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。不僅如此,智能控制監(jiān)管的部分還包括機(jī)械事故發(fā)生檢測(cè)管理工作、檢測(cè)與監(jiān)督管理工作以及智能協(xié)調(diào)控制工作等等方面。機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制應(yīng)用還體現(xiàn)在建筑工程領(lǐng)域中。智能控制系統(tǒng)在建筑實(shí)施過(guò)程中運(yùn)用的方面比較廣泛,主要集中在照明系統(tǒng)中和保暖制冷系統(tǒng)中,從而提高資源的利用率,減少能源資源的使用。照明智能控制系統(tǒng)主要是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)實(shí)現(xiàn),能夠有效的調(diào)節(jié)照明區(qū)域、照明時(shí)間、照明資源節(jié)能等方面。

機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制應(yīng)用于數(shù)控技術(shù)中。伴隨著生產(chǎn)能力的提高和科學(xué)技術(shù)水平的提高,各行各業(yè)的發(fā)展已經(jīng)離不開(kāi)機(jī)電一體化系統(tǒng),尤其對(duì)數(shù)控技術(shù)要求越來(lái)越高。數(shù)控技術(shù)要實(shí)現(xiàn)智能功能,還需要擴(kuò)展、模擬、延伸等新的智能功能,從而使得數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫(kù)等目標(biāo),運(yùn)用智能控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。例如一些比較復(fù)雜的工程問(wèn)題或者是大型機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障,人工無(wú)法進(jìn)行實(shí)際檢測(cè),那么只有利用數(shù)控技術(shù)對(duì)其進(jìn)行演算與推理,這樣才能夠得到一些具體性與操作性較強(qiáng)的改進(jìn)意見(jiàn)。

3結(jié)語(yǔ)

第4篇

人工智能技術(shù)是人類科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的必然結(jié)果，也是工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化科學(xué)化發(fā)展的重要推動(dòng)力量。在人工智能技術(shù)的發(fā)展中，科技的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步會(huì)促進(jìn)人工智能技術(shù)的發(fā)展；反之，人工智能技術(shù)的進(jìn)步，可以完成那些人類自身無(wú)法辦到、技術(shù)條件效果不好的生產(chǎn)技術(shù)操作。當(dāng)前的人工智能主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展結(jié)果，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)信息特點(diǎn)和操作性能的了解和設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)具有更多更先進(jìn)的人工化反應(yīng)，并在實(shí)際的信息技術(shù)處理過(guò)程中，通過(guò)其系統(tǒng)內(nèi)部的人工化、智能化識(shí)別和處理系統(tǒng)，對(duì)電氣自動(dòng)化控制和其他工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域在運(yùn)行中的問(wèn)題進(jìn)行自主解決。如今，人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，其研究發(fā)展項(xiàng)目也越來(lái)越多，越來(lái)越先進(jìn)，實(shí)用性越來(lái)越強(qiáng)。人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用與工業(yè)自動(dòng)化、過(guò)程控制和電子信息處理等先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)通過(guò)模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經(jīng)算法等方式，可以在電氣自動(dòng)化控制中，采取更靈活多變的控制方式，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行中的不穩(wěn)定因素和動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行自主的調(diào)整，從而保障其運(yùn)行的準(zhǔn)確和高效，減少出錯(cuò)率。人工智能技術(shù)的運(yùn)用，可以大大減少在電氣自動(dòng)化控制等領(lǐng)域的人力成本，并且能夠解決一些工作人員無(wú)法有效監(jiān)控和解決的問(wèn)題，做到及時(shí)有效。

2人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1人工智能控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能

在電氣設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動(dòng)化控制情況，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制中，由于技術(shù)水平和實(shí)際運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無(wú)法做到準(zhǔn)確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中對(duì)動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)收集和穩(wěn)定傳輸，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動(dòng)化的控制水平，充分保障了電氣運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性。

2.2人工智能控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視機(jī)報(bào)警功能

電氣自動(dòng)化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計(jì)動(dòng)作的過(guò)程。在此過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)模型和函數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如果系統(tǒng)中的一點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)造成整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)運(yùn)行中的特殊情況進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警處理，幫助自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)的管理。

2.3人工智能控制實(shí)現(xiàn)了操作控制功能

電氣自動(dòng)化控制的主要特征之一就是通過(guò)計(jì)算機(jī)的一鍵操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行符合現(xiàn)實(shí)的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對(duì)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行人工操作，從而促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動(dòng)化運(yùn)行的效率，也增加了自動(dòng)化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，是通過(guò)各種先進(jìn)的算法，按照電氣自動(dòng)化的需求，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化和智能化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)操作，大大提高了自動(dòng)化控制的效率，減少了單獨(dú)指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。

3人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的控制方式

3.1模糊控制

模糊控制以模糊推理和模糊語(yǔ)言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的控制。在實(shí)際控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達(dá)到對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的科學(xué)控制。

3.2專家控制

專家控制是指在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過(guò)對(duì)以往控制經(jīng)驗(yàn)的模擬和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制中智能控制技術(shù)的實(shí)施。這種控制方式具有很強(qiáng)的靈活性，在實(shí)際運(yùn)行中，面對(duì)控制要求和系統(tǒng)運(yùn)行情況，專家控制可以自覺(jué)選取控制率，并通過(guò)自我調(diào)整，強(qiáng)化對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)。

3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制

網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對(duì)人腦神經(jīng)元的活動(dòng)模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對(duì)電氣自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的新問(wèn)題可以及時(shí)提出有效的解決辦法，并通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)問(wèn)題的分析解決，提高自身的人工智能水平。

4結(jié)語(yǔ)

第5篇

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。

2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1性能發(fā)展方向

(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

(3)工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門(mén)子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。

(4)實(shí)時(shí)智能化早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。

2.2功能發(fā)展方向

(1)用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因而開(kāi)發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。

(2)科學(xué)計(jì)算可視化科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。

(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>

(4)內(nèi)裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。

(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。

(2)模塊化硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

(3)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫(huà)面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。

(4)通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。加工過(guò)程中采用開(kāi)放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

3智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)

第6篇

論文摘要：依據(jù)茂名聯(lián)通基站的實(shí)際情況，結(jié)合各大運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)通信基站普遍存在的問(wèn)題，提出了如何確保基站內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行安全及防盜等問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題設(shè)計(jì)出一套從根本上提高動(dòng)力設(shè)備維護(hù)水平和效率，達(dá)到監(jiān)控智能化的目的的系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行需求分析和設(shè)計(jì)。

l概述

隨著我國(guó)移動(dòng)通信事業(yè)的飛速發(fā)展，各大運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)通信基站的數(shù)量日益增加，身處城鄉(xiāng)結(jié)合部或偏遠(yuǎn)山區(qū)的移動(dòng)通信基站因常年無(wú)人值守成為盜竊分子的光顧目標(biāo)，基站的各種附屬設(shè)備如蓄電池、鐵塔角鋼、空調(diào)外機(jī)、銅地線(排)、饋線等設(shè)備也成了盜賊的主要偷竊目標(biāo)。目前，如何確保基站內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行安全及防盜，已成為基站維護(hù)的首要難題。

2目前基站的現(xiàn)狀

目前，茂名聯(lián)通基站環(huán)境監(jiān)控設(shè)備仍為老式的環(huán)控箱接人監(jiān)控，通過(guò)采集模擬量輸入到基站主設(shè)備上，從而完成上報(bào)，且只能上報(bào)簡(jiǎn)單的停電、開(kāi)門(mén)、高溫、積水和煙霧等告警，無(wú)法遠(yuǎn)程測(cè)量和調(diào)整參數(shù)。另外，環(huán)控箱的告警上報(bào)依賴于主設(shè)備的運(yùn)行，一旦BTS斷站，其便無(wú)法工作。為緩解日益緊張的人員及維護(hù)工作的壓力，從根本上提高動(dòng)力設(shè)備維護(hù)水平和效率，達(dá)到監(jiān)控智能化的目的，建設(shè)一套高水平的基站動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的。

3需求分析和設(shè)計(jì)思路

對(duì)茂名聯(lián)通新建的動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)，除了要達(dá)到基本的監(jiān)控目的以外，更重要的是實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控要求。它包括以下三個(gè)方面：

(1)交、直流動(dòng)力系統(tǒng)。監(jiān)控對(duì)象包括：配電箱、開(kāi)關(guān)電源、蓄電池等。監(jiān)控范圍包括：市電輸入三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、頻率、有功功率、電度、整流模塊單體輸出電流、總負(fù)載電流、蓄電池充電電流、市電狀態(tài)(市電有／無(wú)，缺相，欠壓／過(guò)壓)、蓄電池組總電壓、每組蓄電池充、放電電壓等。通過(guò)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)時(shí)不間斷的監(jiān)控，了解每個(gè)基站電源輸入輸出、整流模塊設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)電源設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題和故障能在最短的時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)和處理；蓄電池是整個(gè)直流供電系統(tǒng)的后備電源，我們通過(guò)監(jiān)控，對(duì)蓄電池組總電壓以及每組電池充、放電電壓進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，對(duì)有問(wèn)題的電池及時(shí)進(jìn)行更換，真正做到有備無(wú)患。

(2)空調(diào)、環(huán)境系統(tǒng)。監(jiān)控內(nèi)容包括：機(jī)房智能空調(diào)系統(tǒng)、基站分體空調(diào)(開(kāi)關(guān)機(jī)、工作狀態(tài)指示、空調(diào)工作電流)、溫度、濕度、水浸地濕、嫻霧告警以及動(dòng)態(tài)圖像等。保證設(shè)備運(yùn)行在恒溫恒濕的環(huán)境中。

(3)門(mén)禁系統(tǒng)。監(jiān)控內(nèi)容包括：遠(yuǎn)程開(kāi)門(mén)、修改門(mén)禁內(nèi)部的各種工作和控制參數(shù)、授權(quán)、刪除用戶、用戶的準(zhǔn)進(jìn)時(shí)段管理，以及各種報(bào)警記錄、進(jìn)、出門(mén)記錄、刷卡、出門(mén)按鈕開(kāi)門(mén)事件、門(mén)禁內(nèi)部參數(shù)被修改的記錄等。

4拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

茂名聯(lián)通基站動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)采用逐級(jí)匯接的結(jié)構(gòu)，由省公司監(jiān)控中心(PSC)、地市公司監(jiān)控中心(SC)、監(jiān)控單元(SU)和監(jiān)控模塊(SM)構(gòu)成，采用監(jiān)控中心(sc)與監(jiān)控單元(su)直聯(lián)的方式。具體結(jié)構(gòu)如下：

省監(jiān)控中心(PSC)主要對(duì)地市監(jiān)控中心(sc)進(jìn)行監(jiān)督、維護(hù)管理。監(jiān)控中心配有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，各地市監(jiān)控中心(SC)的數(shù)據(jù)直接上傳省監(jiān)控中心。

茂名監(jiān)控中心(sc)主要對(duì)本地區(qū)的各個(gè)監(jiān)控單元(su)進(jìn)行管理，是本區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心，完成全網(wǎng)的監(jiān)控信息的統(tǒng)計(jì)分析及處理，并對(duì)遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行遙測(cè)、遙調(diào)，對(duì)監(jiān)控對(duì)象(機(jī)房設(shè)備、環(huán)境、圖像)進(jìn)行管理，同時(shí)，還具有強(qiáng)大的門(mén)禁管理功能。所有的監(jiān)控中心均可以通過(guò)D接口與廣東聯(lián)通綜合網(wǎng)管系統(tǒng)相連。

監(jiān)控單元(su)是集數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸為一體的智能化模塊化單元，能夠完成一個(gè)獨(dú)立的物理通信基站內(nèi)所有監(jiān)控模塊(SM)的管理工作，并將采集的數(shù)據(jù)集中通過(guò)1條2M電路上傳到監(jiān)控中心(SC)。

監(jiān)控模塊(SM)是面向具體的監(jiān)控對(duì)象，具有完成數(shù)據(jù)采集和必要控制的功能。按照監(jiān)控對(duì)象類型的不同，可分為：防盜、積水、電源管理、空調(diào)管理等模塊。

5參考規(guī)范

(1)中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)公司2009年3月《中國(guó)聯(lián)通移動(dòng)網(wǎng)基站動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)總體技術(shù)要求》；(2)《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》(XDN023—96)；(3)《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》(YD／T1051—2000)；(4)《通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(YD／T5027—2005)；(5)《通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》(YD／T5058—2005)；(6)《通信開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》(YD／TI104—2001)；(7)《通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GF006—2000)。

6具體功能和意義

(1)實(shí)時(shí)監(jiān)控告警。無(wú)論基站距離遠(yuǎn)近，一旦設(shè)備產(chǎn)生告警都能在數(shù)秒內(nèi)將告警信息上報(bào)至監(jiān)控中心。值班人員能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)告警并做通知相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行處理。例如深夜情況下基站上報(bào)防盜告警，這時(shí)值班人員可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)攝像頭觀察站內(nèi)環(huán)境，從而判斷是否有盜賊入侵，并及時(shí)通知代維和l1O前往。

(2)數(shù)據(jù)采集分析。本監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)記錄，能真實(shí)可靠地反映設(shè)備的運(yùn)行情況。這些數(shù)據(jù)是設(shè)備障礙分析的得力工具。比如在蓄電池維護(hù)方而。密封式閥控電池對(duì)均浮充電壓和溫度條件要求較高。通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)就可以隨時(shí)查看電池電壓和環(huán)境溫度，省去了大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作。通過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還可以從中判斷哪些基站的電池單體存在問(wèn)題并及時(shí)加以解決。

(3)加強(qiáng)維護(hù)管理。本監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了舊的電源、空調(diào)等設(shè)備的維護(hù)模式。以前的維護(hù)方式是等設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行應(yīng)急搶修，現(xiàn)在可以運(yùn)營(yíng)商可以真正掌握所有電源、空調(diào)設(shè)備24小時(shí)的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)有的放矢的主動(dòng)維護(hù)，真正做到設(shè)備的預(yù)檢預(yù)修。這種管理從根本上改變了過(guò)去維護(hù)的被動(dòng)局面，對(duì)設(shè)備的故障告警可以實(shí)現(xiàn)派單式的閉環(huán)流程管理。

(4)降低維護(hù)成本。本監(jiān)控系統(tǒng)能大大提高維護(hù)質(zhì)量，降低運(yùn)營(yíng)成本，給公司帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益，真正實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通信基站的無(wú)人值守。以日常維護(hù)的基站巡檢為例，現(xiàn)在可以在監(jiān)控中心對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢，減少了無(wú)謂的維護(hù)支出。基站實(shí)行設(shè)備代維之后，還可通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)代維廠家進(jìn)行考核，從而提高維護(hù)管理質(zhì)量。

第7篇

關(guān)鍵詞：人工智能；電氣工程；自動(dòng)化

Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.

Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation

中圖分類號(hào)：V242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)

引言：社會(huì)的進(jìn)步和人類的長(zhǎng)壽要求生產(chǎn)力更加發(fā)達(dá),要求人類的經(jīng)濟(jì)生活更加智能化,以節(jié)省寶貴的人類時(shí)間去做其它有益的事情。電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自動(dòng)化控制方面的優(yōu)勢(shì)在這個(gè)領(lǐng)域也確實(shí)能夠得到極大的發(fā)揮。促進(jìn)自動(dòng)化控制的發(fā)展進(jìn)步,促進(jìn)了智能理論在控制技術(shù)中的應(yīng)用,以解決用傳統(tǒng)的方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題。人工智能主要包括思維能力、行為能力和感知能力三個(gè)方面。人工智能指的是人類制作的機(jī)器所表達(dá)出來(lái)的智能,體現(xiàn)了自動(dòng)化的特征。因此智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中可以發(fā)揮最大的效用,促進(jìn)電氣的優(yōu)化設(shè)計(jì)、診斷故障和智能控制等。

一、人工智能應(yīng)用理論分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文縮寫(xiě)為AI。它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬，延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)．并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器 該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別 自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學(xué)會(huì)上提出以后，人工智能研究飛速發(fā)展，成為以計(jì)算機(jī)為主．涉及信息論．控制論， 自動(dòng)化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語(yǔ)言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)的一門(mén)學(xué)科。人工智能研究的一個(gè)主要目標(biāo)是使機(jī)器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜的工作。

當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的方方面面，計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的日新月異催生自動(dòng)化生產(chǎn)，運(yùn)輸 傳播的快速發(fā)展。人腦是最精密的機(jī)器，編程也不過(guò)是簡(jiǎn)單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋．所以模仿模擬人腦的機(jī)能將是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要途徑。電氣自動(dòng)化控制是增強(qiáng)生產(chǎn)、流通、交換、分配等關(guān)鍵一環(huán)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運(yùn)作的效率。

二、智能化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用到智能化技術(shù)，主要是以智能化控制器的形式，這種智能化控制器較過(guò)去的控制器相比的確具有不少優(yōu)勢(shì)，下面我們就對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.無(wú)需控制模型

過(guò)去的控制器在進(jìn)行自動(dòng)化控制時(shí)，往往會(huì)因?yàn)榭刂茖?duì)象的動(dòng)態(tài)方程比較復(fù)雜而無(wú)法精確到位地掌握，這會(huì)使得該對(duì)象模型的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)較多不可預(yù)估、不可測(cè)量的客觀因素，比如一些參數(shù)的變化。無(wú)法掌握這些因素，也就不能設(shè)計(jì)出精準(zhǔn)的模型，自動(dòng)化控制工作的實(shí)際效率也會(huì)下降。而智能化控制器并不需要對(duì)控制對(duì)象模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，這就可以從根本上避免一些不確定因素的產(chǎn)生，提高自動(dòng)化控制的精密系數(shù)。

2.方便調(diào)整控制

智能化控制器還有另一個(gè)大好處，就是可以隨時(shí)根據(jù)下降時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間以及魯棒性的變化來(lái)調(diào)節(jié)控制程度，從而有效提高自身工作性能，為自動(dòng)化控制提供最基礎(chǔ)的保障。無(wú)論是在什么樣的情況下，智能化控制器的調(diào)節(jié)控制與過(guò)去的控制器相比具有更方便調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，更適合投入實(shí)際使用。還有一點(diǎn)好處，就是智能化控制器在進(jìn)行調(diào)節(jié)控制時(shí)完全只需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化來(lái)自行調(diào)節(jié)，即使沒(méi)有專門(mén)的技術(shù)人員在旁邊也可以，同樣遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制也是可行的，充分體現(xiàn)了電氣工程自動(dòng)化控制的無(wú)人操作性要求，對(duì)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要性不言而喻。

3.一致性很強(qiáng)

智能化控制器的一致性很強(qiáng)，這表現(xiàn)在它對(duì)不同數(shù)據(jù)的處理上，及時(shí)輸入完全陌生的數(shù)據(jù)也可以收到很高的估計(jì)，完美達(dá)到自動(dòng)化控制的相關(guān)要求。不同的控制對(duì)象的效果也是不同的，雖然在對(duì)有些控制對(duì)象實(shí)施控制時(shí)智能化控制器暫時(shí)沒(méi)有采取行動(dòng)，其控制效果也是非常優(yōu)秀的，但這并不是絕對(duì)的，可能在換了控制對(duì)象的時(shí)候就無(wú)法收到預(yù)期的效果了。所以我們技術(shù)人員在設(shè)計(jì)階段還是不能松懈，要認(rèn)真落實(shí)具體化原則，即在面對(duì)不同的對(duì)象時(shí)一定要根據(jù)其具體情況詳細(xì)分析，不能因?yàn)轳R虎就降低了控制要求。一旦出現(xiàn)智能化控制器使用效果不佳的情況，不能盲目否定智能化技術(shù)，一定要從每個(gè)工程環(huán)節(jié)詳細(xì)排查、認(rèn)真分析，因?yàn)樯鲜鋈藶橐蛩貢?huì)給自動(dòng)化控制結(jié)果帶來(lái)很大的誤差，影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

三、人工智能技術(shù)的應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，許多高等院校及科研機(jī)構(gòu)就人工智能在電氣設(shè)備的應(yīng)用方面展開(kāi)了研究工作，如將人工智能用于電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)，故障預(yù)測(cè)及診斷、控制與保護(hù)等領(lǐng)域。

1．優(yōu)化設(shè)計(jì)

電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作 它不僅要應(yīng)用電路、電磁場(chǎng)、電機(jī)電器等學(xué)科的知識(shí)，還要大量運(yùn)用設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)手段和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用手工的方式進(jìn)行的．因此很難獲得最優(yōu)方案。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從手工逐漸轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，大大縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。人工智能的引進(jìn)．使傳統(tǒng)的CAD技術(shù)如虎添翼．產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率及質(zhì)量得到全面提高。用于優(yōu)化設(shè)計(jì)的人工智能技術(shù)主要有遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法是一種比較先進(jìn)的優(yōu)化算法，非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此電氣產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)大部分采用此種方法或其改進(jìn)方法。

2. 故障診斷

電氣設(shè)備的故障與其征兆之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，具有不確定性及非線性．用人工智能方法恰好能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。已用于電氣設(shè)備故障診斷的人工智能技術(shù)有：模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

變壓器由于在電力系統(tǒng)中的特殊地位而備受關(guān)注，有關(guān)方面的研究論文較多。目前對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷最常用的方法是對(duì)變壓器油中分解的氣體進(jìn)行分析．從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術(shù)在發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)方面的研究工作也較為活躍。

3. 智能控制

人工智能控制技術(shù)在自動(dòng)控制領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已廣泛展開(kāi)，但在電氣設(shè)備控制領(lǐng)域所見(jiàn)報(bào)道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制。由于模糊控制是其中最為簡(jiǎn)單、最具實(shí)際意義的方法，因而它的應(yīng)用實(shí)例最多。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要介紹了智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用情況。只有加強(qiáng)電氣工程的智能化程度，才是最終保證行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的根本手段。

參考文獻(xiàn)：

第8篇

光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便

光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過(guò)電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過(guò)改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無(wú)需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢(shì)向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長(zhǎng)

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開(kāi)關(guān)甚至無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品

光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機(jī)電一體化是一門(mén)學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放以來(lái)，科技領(lǐng)域急起直追，我國(guó)的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國(guó)內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來(lái)越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國(guó)自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢(shì)

光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)越來(lái)越受到高度重視。

從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測(cè)量時(shí)，可極大地提高測(cè)量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬(wàn)度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過(guò)一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測(cè)技術(shù)

1）激光準(zhǔn)直，能夠測(cè)量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測(cè)量。

2）激光測(cè)距，其探測(cè)距離遠(yuǎn)，測(cè)距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測(cè)器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測(cè)器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng)，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語(yǔ)

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開(kāi)發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉志，朱文堅(jiān).光機(jī)電一體化技術(shù)，現(xiàn)代制造工程，2001（12）

[2]梁進(jìn)秋.微光機(jī)電系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展.光機(jī)電信息，2000（8）

[3]宋云奪編譯.光機(jī)電一體化業(yè)的未來(lái).光機(jī)電信息，2003（12）

[4]左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用.激光雜志，1999（4）

[5]王家淳.激光焊接技術(shù)的發(fā)展與展望.激光技術(shù)，2001（2）

第9篇

    【論文摘要摘要:先容了光機(jī)電一體化技術(shù)特征,探究了國(guó)內(nèi)外技術(shù)目前狀況和發(fā)展趨向,指出了未來(lái)發(fā)展遠(yuǎn)景和一些重要技術(shù)熱門(mén)。

    近些年來(lái),光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在民用產(chǎn)業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此,光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨向。

    1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征

    光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成,相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。和傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較,光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

    1.1 體積小,重量輕,適應(yīng)性強(qiáng),操縱更方便

    光機(jī)電一體化技術(shù)使得操縱職員擺脫了以往必須按規(guī)定操縱程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操縱的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操縱程序,任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作,可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn),甚至實(shí)現(xiàn)操縱全自動(dòng)化和智能化。

    1.2 功能增加,精度大幅進(jìn)步

    光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平進(jìn)步,運(yùn)算速度加快,通過(guò)電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作,其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差,達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí),由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少,機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

    1.3 部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化,智能化程度進(jìn)步

    傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過(guò)改變程序,指令等軟件內(nèi)容而無(wú)需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能,使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨向向"軟件化"和"智能化"。

    1.4 產(chǎn)品可靠性得到進(jìn)步,使用壽命增長(zhǎng)

    傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分,一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差,導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重,嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,使裝置的可動(dòng)部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開(kāi)關(guān)甚至無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損。因此,裝置的壽命進(jìn)步,故障率降低,從而進(jìn)步了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

    1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù),衍生出很多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品

    光機(jī)電一體化產(chǎn)品的探究開(kāi)發(fā)涉及到很多學(xué)科和專業(yè)知識(shí),包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等,就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和機(jī)械技術(shù)各自的上風(fēng)結(jié)合起來(lái),衍生出很多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

    1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng),各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求進(jìn)步

    光機(jī)電一體化是一門(mén)學(xué)科的邊沿科學(xué)技術(shù),多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合,使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求,這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短,進(jìn)步系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

    2.探究目前狀況和發(fā)展趨向

    2.1探究目前狀況

    自從我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放以來(lái),科技領(lǐng)域急起直追,我國(guó)的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效,數(shù)控產(chǎn)品有了很大的進(jìn)步,尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快,是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品,不但適用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要,部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國(guó)內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器(PC)和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來(lái)越多,覆蓋面也日益擴(kuò)大,從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕產(chǎn)業(yè)機(jī)械都是如此,我國(guó)自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備,在質(zhì)量上也有重大突破,為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。 【

    2.2 發(fā)展趨向

    光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域,成為一種新興的學(xué)科,并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)越來(lái)越受到高度重視。

    從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看,光機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)技術(shù)熱門(mén)主要包括摘要:

    (1)激光技術(shù)

    1)高單色性,利用激光高單色性作精密丈量時(shí),可極大地進(jìn)步丈量精度和量程。

    2)高方向性,因具有很遠(yuǎn)間隔傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)間隔激光通訊、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遠(yuǎn)控。

    3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點(diǎn)四周可產(chǎn)生幾千到幾萬(wàn)度的高溫,可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化,對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

    4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通訊、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制,而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過(guò)一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性,應(yīng)用范圍更廣。

    (2)傳感檢測(cè)技術(shù)

    1)激光準(zhǔn)直,能夠丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準(zhǔn)丈量。

    2)激光測(cè)距,其探測(cè)間隔遠(yuǎn),測(cè)距精度高,抗干擾性強(qiáng),體積小,重量輕,但受自然影響大。

    3)光纖探測(cè)器,在目標(biāo)很小,間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測(cè)器。

    其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

    (3)激光快速成型技術(shù)

    激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié),由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng),極大地進(jìn)步了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

    (4)光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

    利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器,其工作原理是將光照在外形記憶合金上,反復(fù)地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于低級(jí)階段,假如能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光功能特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì),則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。

    3.結(jié)語(yǔ)

    技術(shù)上的改革和和之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾M(jìn)電子技術(shù),產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化,便具有很高的功能水平和附加價(jià)值,將給開(kāi)發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

    參考文獻(xiàn)

    [1 劉志,朱文堅(jiān). 光機(jī)電一體化技術(shù),現(xiàn)代制造工程,2001(12)

    [2 梁進(jìn)秋. 微光機(jī)電系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外探究進(jìn)展. 光機(jī)電信息,2000(8)

    [3 宋云奪編譯. 光機(jī)電一體化業(yè)的未來(lái). 光機(jī)電信息,2003(12)

    [4 左鐵釧、施定源、陳鎧. 激光加工技術(shù)的上風(fēng)及在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用. 激光雜志,1999(4)