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机械电子产品虽然结构相对简单化,没有掺杂过多的运动元件或者部件,但是它的内部结构是非常复杂的,若想要产品的性能得到提高,就必须将传统落后的笨探究机械电子工程与人工智能的关系姚磊河北农业大学机电工程学院河北保定071000重机械面貌彻底抛弃,缩小物理体积。由于机械电子工程所涉及和利用到的内容非常广泛,所以电子机械工程是一种具有极强综合性的学科。机械电子工程的基础是传统机械工程,同时充分利用计算机的辅助作用,来强化机械电子工程的核心力量。这使得机械电子工程与其他学科相比较而言更能体现出科学性,并且能够保证满足系统配置方面的设计需求。机械电子工程充分利用到专业设计模板来完善机械电子设备,发挥设计应用中的模板作用,这样有利于保证机械电子工程设计能够顺利进行。机械电子工程产品在设计结构方面较为简单,并且元件利用数量也是相对较少的。所以在这种情况下,要通过持续提升产品性能,强化机械电子产品质量,优化机械电子产品的结构,来满足消费者的更多需求。
2人工智能的定义及特点
何为人工智能,人工智能是一门综合了计算机科学、信息论、控制论、神经生理学、语言学、心理学、哲学等多门学科的交叉性学科,是21世纪最伟大的三大学科之一。人工智能的发展其实经历了一段非常漫长的历程,人工智能在计算机开始发展的初期就已经被应用到了各个方面,只是它在起初所发挥的作用相对而言是非常小的,并没有得到足够的重视或者引起足够的注意。但是随着时代的进步,人工智能已经摆脱了过去相对弱小的形象,发生了翻天覆地的变化,得到了很大的改善。人工智能发生的这些转变正是人类对计算机的应用和熟悉程度的转变。信息时代的趋势已经使人工智能技术得到了很大的强化,在社会中的地位也越来越重要。机械电子工程的发展需要依靠人工智能的力量和支撑,相信随着人们对人工智能更加深入的研究,人工智能模仿人类思维的能力定会越来越强大。只有对人工智能不断创新和改善,才能在计算机语言理解和应用方面得到更大的进步,才能更加符合机械电子工程的发展需求。
3机械电子工程与人工智能的关系
机械电子工程在应用上不稳定主要表现在系统输入输出的问题,即利用数学方程来建立模型,并且依靠人工智能来完成对传统知识学习的更新,这种解析数学的相关方式在机械电子工程中的应用是非常广泛的。传统机械工程方式的应用是非常简单的,但是随着时代的发展和科学技术的进步,新时期出现的机械电子工程系统在处理各种问题时是相对复杂的,会通过配置多种系统对信息类型来进行区分。但是人工智能在机械电子工程领域还存在着一些不确定的因素,在计算机电子工程中,人工智能信息处理的方式主要采用的是解析数学措施,其应用方式主要是利用网络神经系统对网络系统进行合理安排,将神经系统迷你成人脑的结构,根据相关数字所传达出来的信号,对已经搜集到的资源进行参数分析。其实,人工智能在机械电子工程中的应用是有差异的,这种差异性也是人工智能的一种特点,没有办法对网络系统进行有效的描述,同时在建设系统资料库的过程中进行严密数学分析,在分析过程中若是出现错误会直接影响到网络系统的建设,甚至导致网络系统的崩溃。创新工程方式,加强人工智能信息的服务建设是保证机械电子工程能够顺利开展和进行的关键。随着时代的发展和人民日益增长的需求,生活方式的单一性早已不能满足社会的发展需求速度。不断完善的综合性人工智能系统必将会使生产模式发生转变。利用模型推理系统和神经网络系统的优势来补充综合性人工智能,逐步完善机械电子工程的发展,网络系统得到完善的必然结果就是模型推理系统。同时,模型推理系统也是二者功能性融合的重要体现。人工智能通过网络信息资源进行完整性表达,完善机械电子和人工智能的密切关系。
4结束语
一是先进的交通管理系统:这个系统部分和ATIS对信息采集、处理和传输系统进行共用,但是交通管理人员主要使用ATMS,它可以实时监视道路系统中的交通状况、气象状况以及交通环境等,结合搜集到的信息,来控制交通。
二是先进的公共交通信息系统:本系统可以对公共交通进行有效的改善,结合实时交通信息流,来将更加便捷的公交系统提供给旅客。
三是先进的车辆控制系统:通常情况下,可以将车辆控制系统划分为两个方面,一方面是车辆辅助安全驾驶系统,本系统包括车载传感器、车载计算机和控制执行机构等诸多组成部分,借助于车载的传感器,行驶过程中的车辆就可以对与其他车辆以及道路设施的距离进行确定,车载计算机处理这些信息,向驾驶人员发出报警信息,如果出现了紧急状况,还会强制车辆制动。
2综合智能运输电子信息系统的作用
为了更加智能化的管理运输系统,就需要将智能运输运输电子信息系统给应用过来,它可以促使交通运输效率和安全性得显著提升。国外因为经过了几十年的发展,如今日趋成熟,但是我国还处于起步阶段,与当前社会经济的发展要求还不适应,因此,就需要深入研究综合智能运输电子信息技术,对我国的综合智能化运输系统大力发展,以便改善投资环境,推动我国经济获得更快的发展。具体来讲,综合智能运输系统在整个交通管理系统中,综合运用了先进的信息技术、电子控制技术和计算机处理技术,这样就构建了一个全方位的运输综合管理系统,更加的实时和高效。借助于高新技术,可以有效改造传统的运输系统,将电子信息技术的纽带作用发挥出来,有效连接各种运输系统,形成的新型综合运输系统具有较高的智能化程度和社会化程度。它可以将交通运输基础设施的效能给充分发挥出来,促使服务质量得到提升,这样交通运输设施和能源就可以被高效利用起来,促使社会经济效益得到提升。具体来讲,包括这些优势,交通运输安全水平得到提升,交通堵塞得到减少,交通运输工具不会对环境造成较大的污染,同时,道路运输网的通行能力和交通运输的生产效率和经济效益也可以得到显著提升。
3我国发展综合智能运输系统的策略
我国在上个世纪七十年代就开始将电子信息技术应用到交通运输和管理中,综合智能运输系统得到了不断的完善和发展。如今,综合智能运输系统已经被广泛应用到诸多的领域,如铁路系统、公路系统等等,但是这些系统都是分别构建的,没有联系起来。因此,在对我国的综合运输体系进行构建和发展中,需要采用科学的方式来综合管理和协调各种交通方式,将网络化技术给应用过来,发展综合智能运输系统。一是对综合运输体系进行构建和完善:随着经济全球化趋势的不断强化,在较大程度上增强了世界各国和各个地区的贸易往来以及经济互补性,国家经济的一体化特征日趋明显。在新世纪,将会综合化物流系统,那么就需要革新交通运输,将全新的交通运输模式给应用过来,有效集成各种运输方式,综合运输系统将会促使服务质量和水平得到不断提升,将先进的电子信息技术设备给应用过来,对基础设施建设进行完善,将自身技术经济优势给充分发挥出来,由一个承运人组织来转换和衔接各种运输方式。为了促使综合运输体系得到构建和完善,就需要对法律法规明确制定,打破条块分割,制定一系列针对性的政策,配合协调不同的运输方式,企业的综合运输也是允许的,并且为了促使运输职能的交叉得到实现,还可以采取兼并或者充足等方式。二是实现城市交通各种运输方式的一体化:在城市交通系统中,铁路具有一系列的优势,它不需要占用较多的土地,不会消耗大量的能源,并且对环境不会造成较大的污染,因此,就需要对现代铁路运输体系进行构建和完善,促使其资源节约型和环境保护型的特点得到实现。如果城市交通运输系统中,将汽车作为主导,那么就会影响到生态环境,很多国家如今开始对城市轨道交通大力发展,将高速轻轨修建于各个主要城市之间,并且电气化改造部分铁路,将市郊铁路构建于市区和郊区之间,很多城市的城郊轨道运输系统都比较的完善,可以将市中心与城市周边有效的连接起来。铁路可以促使城市之间的联络得到强化,世界各国也充分重视了城市之间的旅客运输。我国铁路运输量方面,城市间的客运需求也占据了一个较大的比例,那么铁路也需要向市区内延伸,用轨道交通来有机联系城市间交通和城市内交通。要紧密结合城市内或市郊的公交运输以及轨道系统和城市外的交通系统,互相补充,这样小汽车所担负的客货流任务方可以被全部取代或者部分取代,以便合理增长私人小汽车的拥有量,促使城市交通得到有效缓解。如果是大城市地区,有着较多的人口,那么为了促使转运换乘更加的方便,就需要立体配置铁路和城市交通,互相裂解,促使综合性快速运输系统得到有效构建。
4结语
1.1电力电子对不同电路的控制
在电子电路当中,往往是通过采用功率半导体器件来实现工业电能的控制和变换。由此可知电子电路针对的目标是工业电能,最终的目的在于尽可能的减小电能的损耗。电力电子器件在实际的工作中降低电能损耗的主要方法是控制其开关状态。因此,也可将电子电路归为一种功率较大的开关电路,运用其内部信号的微弱变化实现对电能的准确调控。
1.2电力电子变换器
电力电子变换器的核心也是电力电子器件,电力电子变换器完成对电能控制的前提是搭建一个完善的电路拓扑结构,此过程实际上就是电力电子器件集成为单个电路的过程,在集成的过程中需要结合器件的特点进行有规律的排列和分类,拓扑的优化环节主要表现在电力电子变换器的设计过程中,要求为不同元件选取更为准确合理的位置,以此达成电能控制的高标准。
2电力电子技术在智能电网中的应用
2.1高压直流输电技术的应用
对现阶段的直流输电系统进行研究后得知,在该系统当中,输电的过程中采取的是直流电,另外所有的环节均使用交流电。在输电的过程中,交流电首先在经过交流变压器后到达整流器,整流器的作用是将交流电转换为电压较高的直流电,然后该直流电在经过换流站以后达到逆变器,逆变器的作用是将该高电压的直流电转换为交流电,最终将电能传输到指定的系统当中。因此可以说高压直流输电技术是长距离输电最佳的技术选择,即使该输电系统发生问题,也不会对电网造成过大的影响。在智能电网中使用高压直流输电技术,不仅可以满足智能电网对电能运输的高要求,还可有效的控制电能在运输中的损耗。
2.2柔流输电技术的应用
如今,多种多样的新型能源和清洁能源得到了迅速的崛起,然而这离不开柔流输电技术的支持,这项技术也是这些新能源的重要组成。柔流输电技术将电力电子技术、电能控制技术融为一体,不仅可实现智能电网输电情况的实时监控,还可以灵活的扩充交流输电网络,从而大幅度的提高了电网系统的敏捷度,使电力传输的精细控制成为可能。对于我国智能电网而言,特高电压是无法改变的特征和基础,因此在引入新型能源以前,要对能源的隔离和接入环节进行充分的考虑,在此过程中同样离不开柔流输电技术的支持。由此可见柔流输电技术的重要性,而且在应用的过程中,还会根据实际的要求不断的进行优化和创新,从而提高电网电能运输的效率和质量。
2.3智能开关技术的应用
开关的作用是断开或者是闭合电路,智能开关实际上就是根据电流或者是电压的具体情况对电路进行控制。智能开关是由外壳、电源以及多种子开关组成,智能开关的电源具有过电压保护功能,子开关在智能开关内呈结合式排列,而且具有较强的防漏电保护功能。因此智能开关具有很高的安全性,可以为使用智能开关的电器提供稳定的用电环境。在智能电网不断发展的影响下,智能开关技术也随之向信息化不断迈进。
2.4高压变频技术的应用
高压变频技术的主要作用就是节能,而且效果显著,通过测试得知,通常情况下电网在使用高压变频技术以后节电率可以达到30%之高。但这种技术也存在相应的缺陷,缺陷主要包括过高的改造成本、高次谐波的产量超标,可能会造成不同程度的谐波污染。在智能电网中运用高压变频技术,可以十分轻松的使节能减排达到标准的要求,从而大幅度的提高供电企业的经济效益。
3结论
1.1保证设备安装的稳定性,维护电网的安全随着我国科学技术的不断进步,电力电子技术也得到了长足的发展。但是,在电力企业并没有大规模应用电力电子设备的安全性、经济性评估体系。在智能电网中,安全使用电力电子技术对智能电网的建设有着非常重要的影响。在当前的电力事业发展进程中,还有许多电网的构架结构还存在问题,部分地区的电能输配还存在这严重的不足,这些问题都是电力企业需要重点解决的问题。因此,电力企业要通过加强对电网构架的建设,积极开发和应用先进的交流输送电设备。在我国电力事业发展的主要方向和目标是建设智能电网,电网建设和发展的结构将会变得越来越复杂。而频发的自然灾害以及地质灾害等因素对电网的安全会带来很大的影响。因此,电力企业在智能电网的建设过程中,要积极采用先进的电力电子技术,增加电网的构架,保证电网的安全稳定。
1.2满足社会对电能的需求,改善电能输出的质量社会经济的发展进步对电能的质量要求以及电能的需求量也越来越高。如果电力系统不能够稳定的输出社会企业所需要的电能资源,保证输出电能的质量,这会对电网带来很大的影响。而通过采用先进的电力电子技术,能够有效改善电网的电能质量,优化电能资源的配置,提高电网输电的效率,促进社会经济的发展。
1.3优化资源配置,保护社会环境能源资源在我国社会发展和生存中,起着十分重要的作用。虽然能源总量非常多,但是我国人口众多,对能源的消耗也特别大,随着常规的化石能源不断开采和消耗,以及其带来的环境污染、能源安全等问题,以可再生的清洁能源已经受到广泛社会的广泛的重视。电能也是属于可再生的清洁能源,积极发展电力事业,通过应用先进的电力电子技术,建设安全可靠的智能电网,可以保证电能资源的大规模远距离输送,有效解决我国能源短缺的问题,优化能源资源的配置,保护社会环境。
2电力电子技术在智能电网中的应用
2.1柔流输电技术的应用柔流输电技术综合里电力电子技术、现代微电子技术、通信技术以及控制技术,是实现清洁能源和新能源大规模并网的重要技术,可以快速灵活地控制交流输电,提升电网输送的能力。在我国智能电网中,特高压输电作为智能电网的重要基础,所以智能电网的建设中,需要综合考虑清洁能源和新能源的接入和隔离情况,而柔流输电技术在这一方面能够提供有效的技术帮助,因此也越来越受电力企业的关注和重视。通过将现代控制技术和柔流输电技术进行融合,智能电网可以联系和调节各种电力参数,降低线损,为电力系统输送电能的安全与稳定提供了可靠的保障。
2.2智能开关技术的应用智能开关技术主要是通过对指定位置的电流与电压执行闭合或者切断。在智能电网中,应用智能开关技术,能够有效保护过流和漏电问题,维护电力系统的安全稳定运行。同时,应用智能开关,还可以保证电器设备以及仪表仪器的不受严重损耗。随着电力电子技术的不断发展,开关设备也在朝着高性能方向发展。智能开关技术、微电子技术以及传感技术等,可以有效保证电力系统的安全性,对智能电网的建设和发展起着越来越重要的作用。
2.3高压直流输电技术的应用在直流输电系统中,只有输电这一个环节是直流电,而在发电系统和用电系统中,采用的仍然是交流电。交流电在输电线路的终端变为高压直流电,然后送上直流输电线路,直流点又通过输电线路送到逆变器,将高压直流电转变为交流电。最后经过环流变压器把电能输送到交流系统中。高压直流输电技术的应用,具有十分明显的优势。首先,高压直流输电技术可以进行远距离的电能输送。其次,当系统发生故障,高压输电技术对电网所带来的影响十分小。因此,高压直流输电技术对于长距离大功率的输电特别适合。在智能电网中,通过应用高压直流输电技术,可以有效满足智能电网的长距离和大功率的输电要求,同时还有利于解决清洁能源的稳定性。
2.4高压变频技术的应用在智能电网的建设中,通过利用高压变频技术,可以有效地节约电能资源。对于用电量特别大的企业,高压变频技术不仅可以有效的节约企业用电消耗,减少污染污的排放,还能够通过节能减排,降低企业的成产成本,提高企业的经济效益。高压变频技术在智能电网中的应用,并结合其他先进的电子电力技术,能够有效促进智能电网的发展。
3结语
与传统的自动化技术相比,智能控制无模型运转,提高了电气系统的管控效率。同时,智能技术的精度更高,减少了设计中的不可预测问题。因而设计对象模型阶段中便会存在不能估量或是预测的问题。人工智能技术实现了系统的实时调节,利用鲁棒性变化和响应时间提高其工作能力,实现自动化过程。智能技术已经成为现代企业管控的必然趋势,与传统的管控装置相比具有先进性,满足电气自动化工程建设的需求。针对不常见的数据,传统的自动化控制技术无法完成评估工作,但智能技术的出现解决了这一问题,实现了对系统录入信息的有效很快速处理。针对不同的对象,智能技术可显示不同的管控效果,使管控的效果具有针对性。但在目前的智能技术发展程度下,多种控制对象问题无法解决。因此,应从技术方面对智能技术进一步剖析和研究,促进该技术的完善,才能对我国工业以及相关行业的发展起到积极作用。
二、人工智能技术应用
基于电气自动化的复杂性,其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误,将导致系统故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技术应用的核心技术在于程序化问题,将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析,对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中,人工智能技术主要表现为以下几个方面。
(一)智能化设计分析
人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下,工作人员的工作量大,需要大量的试验验证,并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题,处理问题的效率较低,对于难度较大的问题,传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段,电力企业逐步实现了智能化设计,全面考察了问题的难度,提高了处理问题的能力和效率。但同时,智能设计对于操作人员提出了更高的要求,要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧,并且操作人员还应具有与时俱进的精神,对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计,可有效提高数据分析的准确性,将复杂问题简单化。
(二)PLC技术应用
随着电力企业规模的扩大,电力生产对于技术具有更高的要求,基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术,目前主要应用于工业、电力企业,具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术,该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程,从而根据企业需求对运营现状进行调整,确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主,手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中,PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换,继电器逐渐代替了实物元件,不但提高而来管控效率,还确保了系统的运行安全。
(三)智能诊断和CAD技术应用
智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验,改善了传统模式的手工设计方案,充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化,缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术,对产品设计质量的提高具有积极作用。目前,在电力系统中,遗传算法是人工智能技术的重要表现之一,通过科学的计算方法,提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用,应得到企业的重视。在电力系统运行过程中,如何区分故障和征兆是一个难题,智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患,并提供一定的解决办法,确保了电力系统的运行问题。
(四)神经网络技术应用
神经网络系统是智能技术的重要体现之一,其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位,并且减少了定位时间。同时,还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性,具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统,可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前,智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置,因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型,因此工作效率高,噪音小。
三、总结
在社会发展的多个领域,都能够发现智能化技术的应用。智能化技术具有综合性的特点,包含着多种学科内容,例如控制学。从字面的理解来看,智能化技术的实际应用是借助一定技术手段的实施,完成人工智能的机器操作目标,并且解决一些人力不能完成的问题。在较长时间的实践应用中,智能化技术逐渐走向成熟,在各个社会领域发挥的作用更加明显。在电气工程领域,利用智能化技术实现较好的自动化控制,经过了较长时间实践,应用了多方面的电气工程内容,才得出了较强的实用性结论。因为智能化技术的应用术语属于高端的计算机技术,所以,自动化控制工作中引入智能化技术,必须有一定的计算机理论基础,否则将影响智能化技术的作用发挥。在智能化技术的不断实践应用中,极大提高了自动化控制系统的运行速度,较好改善了电气自动化控制工作,降低了工作成本,减轻了工作压力,实现了人力资源配置的合理优化。
二、智能化技术的应用优势
(一)免去了控制模型的建立
在电气工程的传统工作中,自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是,在实际的操作中,被控制对象往往需要十分复杂的动态方程,这就影响了精确效果的获得。由此,在设计对象模型的环节中,经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而,智能化系统的出现,使这些困难得到了较好解决,极大促进了工作效率的提升,同时对于一些不可控制的因素,也实现了较好的控制,大大提升了自动化控制器的准确性。
(二)实现了便捷的电气系统控制
智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制,随时都可以完成对系统控制程度的有效调整,极大提升了系统的整体工作性能,是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到,和传统的自动化控制器相比较,在任何条件下,智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能,在电气工程的自动化实践应用中占据优势。
(三)实现了一致性的智能化控制
在自动化控制中的数据处理环节,智能化控制器可以实现一致性的智能化控制,很好解决了不同数据的处理困难。而且,在自动化控制的标准执行上,即使遇到陌生的数据,也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是,如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果,一定要全面排查工程的各个细节,细致地进行分析,不能盲目的否定智能化控制技术。
三、智能化技术的实践应用
(一)系统病因诊断
在电气工程诊断工作中,采用传统的人工手段具有较强的复杂性,虽然对工作人员要求十分严格,但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中,实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题,这是不可能避免的,采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性,而且处理效果也不佳。但是,智能化技术的广泛应用,使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且,定时检测诊断应用,有效避免了一些不必要的问题。
(二)系统设计优化
在电气工程发展中,传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良,而且,在这一工作过程中,对工作人员的工作素质也有着较高的要求,既需要工作人员掌握一定的专业设计知识,还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是,在实际的设计工作中,工作人员往往不能做到全面的考虑,经常会漏掉一些具体的问题。所以,一旦发现复杂问题,很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现,较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成,也可以借助于相关的软件完成,既保证了设计中数据的准确性,也实现了设计样式的丰富化,更能够做到对复杂问题的及时处理,较好保证了自动化控制的稳定性。
(三)系统的自动化控制
在电气工程中,智能化技术可以应用于多个控制环节,能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的,一是模糊控制,二是专家系统控制,三是神经网络控制。运用这三种控制手段,极大提升了自动化控制效率,使远距离的自动化控制成为可能,增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制,能够实现算法的反向学习,在信号处理方面得到了较大应用。
四、结语
当智能化技术应用于数字电视,数字电视的属性甚至已经发生改变,可以满足用户更多样化的需求,比如访问网络、在线搜索、网络购物、视频点播等。因此,智能化的数字电视是更具吸引力的电视,也更具“高智商”,而这一切都是智能化技术带给数字电视的改变,也必然在无形中增强数字电视的竞争力。显然,智能化技术将电视媒介与互联网结合起来,同时辅以高清的视觉享受,无边界的观赏体验与家庭影院式的立体观感,从而彻底颠覆传统电视的概念,带给消费者、用户最佳的享受和体验。一旦智能化技术逐步成熟并大面积推广到数字电视领域,那么数字电视产业链的发展也会面临一次重组,其结果是数字电视产业的成熟与市场的稳定,背后蕴藏的经济利益无可估量。所以,数字电视中智能化技术的运用是必然趋势,也是改变数字电视产业的需求之所在。
2、智能化技术应用推动“智能电视”产生,引发全新电视市场变革
数字电视需要用户购买机顶盒方能管控电视节目,而智能化技术一旦在数字电视上广泛应用,那么电视的运作与技术形态都有可能发生巨大的变化。尤其是近年来国际上对数字电视的发展已经呈现出热度下降的趋势,而众多互联网智能电视的出现则进一步冲击着数字电视的堡垒,“智能电视”呼之欲出,引发了消费者和市场的高度关注。例如,近年来国家大力推动“三网融合”产业发展,这将改变有线数字电视的单一服务模式。内容格式的多样性、服务种类的多样性、接入方式的多样性将成为三网融合环境下的数字电视新特点。电视整机正从平板时代向互联网时代甚至向目前的智能时代跨越,电视机巨头也一直在酝酿着向技术平台等内容产业链扩张,避免在数字家庭中的核心地位被智能机顶盒取代。所以,智能化技术应用于数字电视领域将推动智能电视的出现,而其间的竞争也将不可避免,这对电视市场而言或许又是一次大的变革。
1.1不同的设计方法
与传统的机械工程相比,机械电子工程已经超越了单一的学科,显而易见,机械电子工程是一个交叉学科,它充分的融合机械技术与信息技术,这就要求其在进行设计的过程之中必须充分考虑和应用自己的设计方法,在实际的设计过程之中,设计人员往往采用自上而下的设计方法,这种设计方法是机械电子工程设计之有的方法。
1.2产品上的差异
机械电子工程的另一个特点就是其产品上的与众不同,与一般的产品不同,机械电子产品的结构看似简单,但是在实际的设计与开发过程之中却融入了很多先进的技术与理念,这就远远的超越了传统的机械,这就是产品的外观更加的轻盈小巧,同时可以实现更加的智能化与现代化,是生产力飞跃的具体体现。
2.机械电子工程的发展过程
前文已经讲过,机械电子工程并不是一个简单的孤立学科,它是一个涉及机械与信息技术的交叉学科,又受到人工智能理念的影响,因此是一个典型的交叉学科。正是由于该学科的复杂性造成该学科在形成的过程之中并不是一蹴而就的,相反,该学科在形成的过程之中经过了很多阶段,经过相关的发展才最终形成现阶段的机械电子工程:
2.1机械电子工程学的开端
机械电子工程学的起步阶段是传统的手工生产,在这个阶段,机械电子工程学的发展十分的缓慢,这是由于此社会的平均劳动生产率相对较为低下,劳动力资源相对也较为匮乏,生产力的发展与进步比较缓慢,但是在一次次的尝试之中,机械电子工程还是逐步的发展起来了。
2.2机械电子工程学的高速发展阶段
机械电子工程学的高速发展阶段主要是流水线生产线的成功应用,这一时期的生产过程已经具有了相应的标准,在很大程度上促进了生产力的发展与进步,并不断的拓展机械电子工程产品的种类,逐步满足社会的发展与需求。
2.3机械电子工程的成熟阶段
进入21世纪,机械电子工程逐步走入其成熟阶段,逐步的形成了其特有的生产体系与发展体系,并实现了与现代信息技术与人工智能技术的完美融合,进入了现代机械电子工程的成熟阶段,不断的促进现代生产的发展与社会的进步。
3.人工智能的发展史
3.1萌芽阶段
人工智能的萌芽阶段起源于法国,当时法国科学家首先研制出了第一部计算器,从此世界开始了人工智能的研究之路,直至冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在其萌芽阶段和其他技术一样,发展打偶较为缓慢,但是却为后来的发展积累了丰富的经验,为之后的发展奠定了坚实的基础。
3.2第一个发展阶段
1956年美国人第一次提出“人工智能”的命题,并进行了相关的研究,这是引起人工智能第一发展高峰期的标志。这一阶段的人工智能属于较为简单的发展阶段,主要针对的的任务是:博弈、计算以及证明等任务。在这一阶段的确取得了一定的成就,这一阶段的主要贡献是大大的解放了人们的思想,使人们认识并了解了人工智能的可行性,对人工智能后期的发展起到了巨大的促进作用。
3.3第二个发展阶段
1977年全球召开了第五届人工智能会议,这是人工智能发展的第二个阶段的开始,由此之后,人们认识到知识工程对于人工智能领域的重要意义与价值,并不断的进行相关的发展与研究,促使人工智能与实际生产相结合,逐步的推进了人工智能的快速发展与进步。也正是在这个阶段,人工智能获得了巨大的飞跃,并表现出广阔的市场前景,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。
4.机械电子工程与人工智能的关系
机械电子系统具有不稳定性,这就使得机械电子系统在输入与输出关系的处理上比较困难。推导数学方程的方、建设规则库的方法以及学习并生成知识的传统方法,虽然在解析数学方面具有精密性,但是这些传统的方法还只能适用于一些相对简单的系统。然而现代社会所需求的系统是纷繁复杂的,往往会需要一个系统能够处理多种信息类型。人工智能建立系统所采取的方法中,主要使用的是神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统能够实现对人脑结构的模拟人,能够分析数字信号并给出参考数值。而模糊推理系统则是通过模拟人脑的功能,来实现对语言信号的有效分析。在处理输入输出的关系上,这两种方法既有共同之处,也存在各自的差异性。神经网络系统在信息的储存上是采用分布式的方式,而模糊推理系统则采用规则方式实现信息的储存。神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系所以计算量一般都很大,而模糊推理系统的连接是不固定的,所以其计算量相对较小。人工智能系统的建立于发展在很大程度上促进了现代机械电子工程发展与进步。在实际的机械电子工程的设计工作之中,我们必须依靠相应的人工智能技术植入,只有这样才能更好的促进机械电子工程的发展,与此同时最大限度的促进人工智能功能的实现。很显然这个过程相互促进的过程,只有在发展之中充分的考虑两只之间的相互结合,不断的开拓出全新的技术,促进两者之间的更好的融合才能不断的促进两者的共同发展,不断的促进其进步,实现机械电子工程的不断发展,推进人工智能的持续进步。
5.结束语
随着人工智能的发展,智能化技术被应用到电气工程及其自动化中,主要用于控制器以及机器的智能化。智能化技术的应用可以通过故障诊断、智能控制、优化设计、PLD技术这几方面来描述。
1.1故障诊断
电气工程设备的工作时间长,难免会发生故障,由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性,一旦发生故障,往往需要大量的时间排查故障,效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前,一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆,通过实时监测仪器状态,在出现异常时及时报警并提示故障位置,在故障真正发生前避免故障,能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断,确定故障发生的范围,并通过各种手段逐步缩小范围,从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时,智能化装置可以记录故障问题,为以后的故障诊断提供参考,使故障诊断更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化,实现无人化管理和远程管理,提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作,如高压控制,智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器,智能控制器的灵活性更好,更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程,而实际涉及到的控制环境往往很复杂,存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题,因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据(如鲁棒性变化、响应时间、下降时间)的分析随时调整系统,调整后智能控制器的性能会大大提高,调整的过程并不需要专业人士在场,这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级,将一些模拟量和开关量数字化,有效运用光纤设备,实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成,是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制,自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能,相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3优化设计
电气设备的设计工作相当繁琐,需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识,并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验,手工完成设计,方案的达标率非常低,修改难度大,成本高,产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量,缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中,专家系统依据该领域的专家提供的知识经验,建立数据库,在决策前模拟专家决策过程,做出合理决策,该技术比较前沿,目前尚处于研发阶段,尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法,被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域,在电气设计产品的优化上性能优越。
1.4PLC技术
PLC(可编程逻辑控制器)具有高可靠性和抗干扰能力,广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中,PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存,用程序方式存储控制逻辑,并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换,用软继电器取代了实物器件,使供电系统更加安全可靠。并且,它能使用复杂的工作环境,具有良好的发挥性能,稳定性强。
2.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景
2.1优势分析
智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型,运用数学方法分析,建立动态方程,但由于系统的复杂性,在实际应用中往往会出现无法预料的问题,很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统,通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节,使系统性能大大提高。因此,智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外,智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力,有广泛的适用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片,同时采用交流数字伺服系统,能够改善电力系统的动态特性和静态特性,提高系统的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统,必须按照生产流程的具体要求设计系统,使系统能够发挥最大的作用,完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统,其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面,具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面,通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能,能够降低操作者的门槛,方便非专业人士操作。通过可视化技术,信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表,能方便操作者分析数据,也可以高效地处理和解释数据。同时,采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术,将可视化和虚拟环境相结合,能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输,如果将多媒体技术应用于智能化系统,可以更加综合化、智能化地处理信息,能带来很大的经济效益。
2.4体系结构
通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度,减小器件体积,更加方便安装和使用。将智能化技术模块化,各模块之间通过接口通信,这样有助于技术的标准化和集成,也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控,随时掌握系统状况,使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备,进行编程等操作。对于较小的电力系统,远程控制能够节约电缆的增加数,材料以及安装费用,并且可靠性高、灵活性强;但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
3.结语