人工智能技术在机械电子工程领域的应用

收藏 打印 发给朋友 发布者：lunwenchina

热度0票  浏览288次 时间：2019年11月11日 13:23

 杨立娟

（220182198207214928）

【摘要】 近年来，各个国家高度重视机械电子工程的发展，以提升本国的生产力竞争水平。人工智能是科学技术不断发展的产物，也是各个学科交叉综合之后的成功尝试，将其融入到机械电子工程中，能够提高机械电子的工作效率。机械电子工程是传统机械工程与现代电子工程的有机结合，随着人工智能技术的不断发展，机械电子工程由传统的能量连接向信息连接转换，进入到了一个新的发展领域。机械行业竞争日益激烈，为了在激烈的竞争中取得胜利，机械电子工程企业需要不断提高智能控制水平，加强对人工智能技术的研发，以取得更多的经济效益。

【关键词】 人工智能；机械电子工程；应用

doi：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.14.0813

1 机械电子工程及人工智能的内涵

人工智能是科学技术不断发展的产物，机械电子工程中也融合了人工智能技术，有效提高了机械电子的工作运转效率。机械工程与现代电子工程的有机结合，将人工智能技术不断推进发展到新领域。

1.1 机械电子工程发展阶段

机械电子工程的发展起源于 20 世纪，它是由机械与电子工程、智能技术等技术手段结合而成的新发展领域。第一阶段是初级阶段，通过人工来完成机械作业，其生产效率低，第二阶段是以流水线生产方式，提高了生产效率和标准件的发展需求，第三阶段现代机械电子产业阶段应用人工智能精准生产生活需求。机械电子工程系统与管理技术、制造技术等有机结合，提高了产品性能结构。

1.2 人工智能发展方向

人工智能是 21 世纪最伟大的科学研究之一，也是综合计算机科学、心理学、语言学等多门学科的交叉学科。人工智能是发展研究模拟人的智能、思维方式的科学技术，模拟解决人类处理实际问题的人工智能尖端技术。随着互联网技术的不断发展，人工智能技术在各个领域都取得了显著的成果，目前逐渐由单个主体向分布式主体方向发展，为人工智能的发展提供了新研究发展方向。

2 机械电子工程和人工智能的关系

机电系统在大多数情况下体现了它们固有的不稳定性或相应的非线性，所以如果你想描述复杂系统中的输入和输出关系并不是一件容易的事情。在这个过程中，通常使用以下三种方法：（1）通过物理方程建立和形成数学关系；（2）充分运用丰富的经验和相关理论建立法治基础；（3）结合实践，积累经验，形成长期过程中的固有知识。定义数学推导和理论分析，并以此为指导，同时促进分析数学的研究，促进系统因果关系方法的建立。该方法的特点是密封性好，精度高，但有限。应用范围只能应用在线性常数等相对简单相应的系统中。如果系统更加复杂，则无法顺利获得数学分析公式。即使获得了数学公式，也往往由于许多因素，如不确定性，非线性等因素而无法使计算顺利进行。增加了该过程的复杂性。面对无法应用分析数学解决问题，人工智能可以很好地解决这个问题，同时为它提供了一种新的方法。

当建立相对复杂的相应系统模型时，其神经网络和模糊逻辑系统是实现预期目的的两种方式。前者采用人脑模拟，后接相应的语言信息处理，其特点是物理意义更加明显；后者是指相应的人体神经结构，然后是数字信号加适当的处理。这个系统主要是通过规则和方法来实现信息存储的目的，前者是通过分布式的方式实现这个目的。神经网络在输出阶段的每个神经元之间都有固定的连接形式，因此总体上有相当多的计算量。但是，模糊逻辑系统的对应连接并不属于固定形式，因此不受其限制，计算量较小。但是，如果我们看看输入和输出的精度，神经网络的相应精度就会更高，同时可以看到光滑的曲面。此时，模糊逻辑系统不具备这样的精度。

2.1 改善机械电子工程的核心理念

机电工程的发展对当前的社会发展起着重要的作用。但是，它无法满足当前技术方面的社会需求。实际应用过程中存在很大的不确定性。在系统的输入和输出中，总会遇到各种问题。使用人工智能技术可以更新传统的核心概念。机械和电子工程在系统的自动控制方面存在很大问题，人工智能可以通过网络系统地模拟人脑结构。因此，在机电工程中，人工智能系统可以分析和处理系统中的信号，促进机电工程的发展。

2.2 人工智能实现对系统内信号的自动识别

人工智能可以实现系统中各种信号的自动识别。识别后可对相关数据进行分析处理，使机械电子工程系统能够有效组织数据，提高数据信息处理的效率和准确性。利用人工智能建立的机械电子工程系统可以有效提高生产效率，扩大使用空间。

3 人工智能技术在机械电子工程领域的应用

3.1 进行信息的录入以及分析工作

为了提高机械电子工程的工作效率，可以采用人工智能技术进行电子信息系统的传输和录入，这样不仅能够大大的提高信息输入和输出的效率，而且也能够避免人工输入所造成的信息误差，从而导致整个机械电子信息系统出现故障。通过运用人工智能技术，能够对机械电子工程的信息系统进行及时准确地监测，最大限度避免信息系统出现的录入误差，而且能够大大的提高信息输入的准确性，进一步推动机械电子工程的快速发展。尤其是原本机械电子工程本身信息系统较为不稳定，容易出现故障，造成信息传输的丢失。通过运用人工智能技术能够更好的对机械电子工程中的各种信息数据进行科学及时的处理，起到一个良好的辅助作用。

3.2 能够及时纠正机械电子工程过程中的故障并且进行维护运用人工智能技术查找机械电子工程的各项故障是非常方便和快捷的。只要进入人工界面接口，在输入系统输入相关机械设备的监测数据，就可以智能地推论故障的存在点。所以人工智能技术的应用不仅能够高效率地完成机械设备的故障诊断工作，而且能够大幅提高诊断效率。当下较为常见的人工智能故障诊断技术主要涉及到三种方法：①基于规则推理；②基于案例推理；③基于故障诊断方法。比如，机械化电子工程在控制过程中常常由于运行等各方面的变数造成不稳定性工作，导致运行中的信息出现输入、输出或处理错误。尤其在进行复杂庞大的信息处理时，电子信息系统经常会出现系统性失误，导致信息传输出现莫名的错误。而人工智能技术故障诊断系统能够快速得出诊断结论，由解释器向用户解释故障诊断的推理过程及依据。

3.3 神经网络系统的应用

神经网络系统的应用主要是通过模拟、延伸和扩展人的神经系统，形成一种智能化的电子信息系统，是人工智能技术在机械电子工程领域的重要应用方向。在机械电子工程中应用神经网络系统能够通过模拟神经元结构的方式，进行大量复杂的数据信息信号处理，得出相关的结论并对结果进行科学系统的分析，建立有效的关联函数模型，从而计算出更多有用的数据，处理更多复杂的问题。也就是我们所说的“深度学习”。它大大提高了机械电子工程的智能化水平，大幅提升了解决问题分析问题的能力。

3.4 模糊推理系统的应用

模糊推理系统的应用也是人工智能技术在机械电子工程中应用的一个方面。模糊推理系统是模仿人脑的综合推断来进行模糊的信息处理，是人工智能技术在模式识别、自动控制、决策分析等工业方向的信号处理，能够较好解决非线性的问题。模糊推理系统所得到的数据并不具备精准性，得到的是模糊性的函数，可以对机械电子工程进行预测、推理和控制。

4 结束语：

人工智能技术相对于传统技术有着诸多优势，然而，当前人工智能技术研究也仅仅是停留在理论研究和实验室的层面，还未能实现较大规模的普及。长远来看，人工智能技术的发展是人类文明进步的必然要求，机械电子工程应主动承担起理论与实践支持功能，推动人工智能技术的更高、更快发展。

参考文献：

[1] 高杨 . 机械电子工程与人工智能的关系探究 [J]. 中国高新技术企业，2018（08）：26 ～ 27.

[2] 王宇飞，郝清龙，李春风 . 机械电子工程中人工智能技术的有效运用分析 [J]. 时代农机，2017（02）：34 ～ 35.