时间:2023-12-13 15:06:16
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摘要:机械电子工程与人工智能的结合是机械电子工程的必然发展趋势,如今人工智能在机械电子工程中的应用越来越广泛,两者的结合将使机械电子工程的自动化和智能化水平进一步提高,同时也有利于人工高智能的更好发展。本文将对机械电子工程与人工智能的各自特点以及历史发展进行简要分析,着重探讨机械电子工程与人工智能之间的相互关系。
关键词:机械电子工程;人工智能;关系
机械工程的每一次发展都带动了工业生产水平的显著提升,机械电子工程通过融入电子技术,使其突破了机械工程的局限性,能够完成传统机械工程难以完成的复杂工作任务,同时也降低了对人员操作的依赖性。随着机械电子工程的不断成熟以及人工智能的快速发展,两者的结合应用得到了广泛重视,机械电子工程的智能化方向发展,将使其技术水平得到进一步提升,满足工业生产对机械设备的多元化需求。
1机械电子工程的发展过程及技术特点
1.1发展历程
机械电子工程在其发展的最初阶段,没有受到相关产业的高度重视,由于缺乏资源支持,技术水平提升缓慢,许多机械电子产品都需要通过手工制作,使其发展受到较大限制。随着机械电子工程的工业化水平不断提升,其技术价值逐渐显露出来,通过机械技术与电子技术的相互结合,能够有效提升传统机械产品的功能和性能。因此机械电子工程逐渐开始受到重视,并实现了流水线生产。但从目前生产规模和生产水平来看,虽然我国引进了国外标准生产线,但生产能力与市场需求相比还较为落后。
1.2技术特点
机械电子工程的主要特点是综合性强,具有跨学科性,涉及到机械、电子技术等多个领域,虽然在设计环节仍以机械为主,但电子技术和信息技术发挥出了越来越重要的作用。还需要根据系统配置需求和生产目标,综合利用其它科学技术。因此,在机械电子工程的设计过程中,通常采用从上至下的设计策略,将不同领域的技术模块相互结合,实现设计中产品的功能和性能要求。相比于传统机械产品,应用多门先进技术的机械电子产品在外观结构上更加小巧、精致,内部结构更加复杂,产品功能和性能都得到了极大提升。
2人工智能的三个发展阶段及发展前景
2.1三个发展阶段
截止到目前为止,人工智能历经了三个发展阶段,在其技术萌芽阶段,人工智能发展缓慢,但是在这一阶段为人工智能的后续发展积累了大量的宝贵经验。第一台超级计算机的诞生加快了人工智能的发展速度,但是在该阶段的研究仍未取得实质性进展。从1956年开始,随着人工智能命题的首次提出,人工智能进入第一个发展阶段,其基本原理和博弈原理得到证明,解放了技术思想,为人工智能的后续发展提供了强有力的理论支持。1977年,第五届人工智能会议的成功召开使人工智能进入第二发展阶段,其技术应用得到快速发展,并与实际生产相结合,取得了重要的实际应用价值。近年来,人工智能的发展受到了越来越多的关注,具有良好的发展前景。
2.2发展前景
人工智能以计算机为依托,不断延伸自身的智能性,深度挖掘计算机功能的各种可能,是21世纪以来最具有发展前景的学科之一。人工智能学科以计算机技术为基础,立足于心理学、信息论等多个领域知识,吸收了许多其他学科的特点,同时也推动了其他学科的更好发展,是一门极具发展潜力的前沿学科。人工智能技术在机械电子工程领域的应用,将弥补机械电子工程的不足,促进机械电子工程的更好发展。
3机械电子工程与人工智能的关系探究
3.1应用差异性
人工智能的应用需要以计算机网络系统为依托,因此无法通过其他途径在机械电子工程中得到应用只有对网络系统进行人工的指令转变,才能在机械电子工程中实现智能化控制。而计算机网络系统的运行是以数据分析和计算为基础的,一旦在数据处理过程中出现问题,就会导致人工智能控制失误,进而导致机械电子工程的网络系统发生崩溃。因此,人工智能在机械电子工程中具有一定的应用差异性。
3.2综合性补充
机械电子工程采用模块化设计方式,每个模块的功能特点较为固定,而现代机械电子工程对其功能的多元化需求不断提高,一些综合需要人工智能提供支持。因此,人工智能技术可以对机械电子工程进行综合性补充,通过其自身的综合操作功能,为机械电子工程的多元化工程实现提供辅助。比如目前较为成熟的模型推理系统就是两者相互结合的典型例子,也是人工智能技术在机械电子工程中应用的正确方法。目前人工智能中神经网络系统通过对人体神经进行模仿,使其技术水平更进一步,在机械电子工程中的应用,可以实现对机械电子工程各个功能模块的完整控制,使二者更加完美的结合。
3.3不稳定性处理及精度控制
不稳定性是机械电子工程存在的主要缺陷之一,其系统本质以及输入、输出关系决定了机械电子工程的不稳定性,对其各项功能的实现及正常使用产生较大的负面影响。在传统的机械电子工程中,主要采用解析法对系统的不稳定性进行调节控制,但这种控制方法无法做到精确控制,因此对不稳定性的调节能力有限。人工智能技术以计算机技术为基础,能够实现对数据的准确、高效处理,可以很好的弥补机械电子工程的这一缺陷。可以采用人工职能的神经模式对机械电子系统进行精确化控制,为系统的稳定运行提供保障。
4结束语
综上所述,机械电子工程与人工智能都经历了较为漫长的发展过程,都整合了大量相关学科,具有较强的综合性。针对于电子机械工程目前存在的功能多元化需求和系统不稳定性缺陷,人工智能技术可以对其进行有效弥补,促进机械电子工程的更好发展。因此,应加大力度促进机械电子工程与人工智能的相互融合,使人工智能技术在机械电子工程领域得到更加广泛的应用。
参考文献
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[2]王一楠.试论机械电子工程与人工智能的整合思路构建[J].科技风,2015(21):154.
[3]温伟华.人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J].自动化与仪器仪表,2016(02):96-97.
[4]周龙飞,屈梁浩,梅越.浅析机械电子工程与人工智能的关系[J].通讯世界,2016(08):235.
机械电子工程专业俗称机电一体化,是机械工程与自动化的一种,也是目前最具前景的一种技术方向。机械电子系统早已在我们的日常生活中广泛应用。机械电子工程专业包括基础理论知识和机械设计制造方法,计算机软硬件应用能力,能承担各类机电产品和系统的设计、制造、试验和开发工作。机械电子不仅仅局限于机械制造某个固定的方向,它同时还受到该领域所有分支学科的影响。由此可见,它是一种系统性与整体性极强的一种技术。对它进行研究不仅要研究它本身,还有其他与之相关的一些专业技术。
1.1机械技术
机械技术是机电一体化的基础,机械技术的关键在于与一体化技术匹配。机电一体化技术是一种高新技术,与之结合能提升机电产品性能。
1.2计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
1.3系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从整体和部分两方面看出发,将总体细分为各个微小的部分。系统技术中尤为重要的就是接口技术,它实现了系统各部分的有机连接。
2机械电子技术发展的背景
第二次工业革命以后,科学技术发展迅速,各国的科技在一定程度上都取得了进步。改革开放后,我国彻底打开了国门,与世界各国联系紧密。在与世界各国的交流中,我国引进了外国先进技术以此发展本国科技,为机械电子技术发展奠定了基础。随后我国教育发展显著,我国国民的知识水平与学术素养普遍提高,为机械电子技术的发展提供了人才支持。20世纪90年代以来,党和国家一直贯彻落实“科技兴国,人才强国”战略,鼓励发展科技培养人才,为我国科技的发展提供了强大的资金支持与相应的政策鼓励,给机械电子技术的发展提供了不少的机遇。
3机械电子技术的发展趋势
机械电子技术是现代科技发展的产物,它伴随着现代科技产生。随着创新观念的深入人心,机械电子技术也不断的发展创新。与以往相比变得更加的智能化、人性化以及网络化。
3.1智能化
智能化是指机电产品应该有一定的智能,使它能够根据各种不同的情况进行科学判断,判断过后能够对这些问题进行进行相应的处理。例如美的最新的物联网“云空调”,能够利用二维码、温湿度传感器等能够随时随地采集空调的动态信息,再通过射频、WI-FI技术3G、Internet网络将空调的信息实时进行传递,使得用户能够使用手机、iPad、电脑等设备对空调进行远程状态查询与控制。初次之外还新増了手机遥控器,它集成了智能语音控制系统,让控制空调也是种享受。未来手机遥控器还将集成温、湿度等环境舒适度控制,实时显示您身处环境的温度、湿度,并会对您身处环境的舒适度进行评价,您可以根据反馈及时调节温度和湿度,帮助您和家人监控房间环境,呵护舒适健康。
3.2人性化
机电产品的服务对象是人,所以它们应该与人们的实际需求相连接。人们的行为动作往往表现了他们不同的心理活动或实际需求。机电产品应该自此出发,更好的服务于人类。例如Iphone6s新増了3DTouch的功能,在屏幕下方増加了压力感应,从而可以检测平时手指按压屏幕的力度,然后系统可以识别到压力强度,再给出相应的选项。下面简单介绍下在iPhone6S3DTouch操作的方法,以及设置选项。对于3DTouch功能而言,当然自家的应用肯定都是率先支持这个功能的。只要用力按下屏幕上应用图标,就可以看到额外的功能选项,就好比在电脑上右键的选项功能。在使用3DTouch前,你自然需要先掌握如何开关调节它。
3.3网络化
随着互联网的兴起和普遍发展,网络进入了我们的生活并发挥着重大的作用。网络化是时展趋势,因此我各种电子产品都趋于网络化。智能手机的兴起就是手机网络化的一个重要体现,随后出现的平板电脑以及家用电视机也日渐网络化,这不仅为人们的生活提供了便利,也促进了信息网络技术的发展。由此可见,发展网络化是顺应时代潮流之举。
4机械电子技术的发展前景
互联网的发展为我们带来了一个信息化时代,我们四周充斥着机电产品,它们占据了我们的生活。离开了它们我们就与世界脱节了。这种高新技术产业发展前景是巨大的。他带来了新的就业机会也带来了新的经济増长点。手机的迅猛发展使得我国国产手机层出不穷,早先的小米、步步高到后来兴起的华为。开始并不被国人看好,华为更被成为盗版“三星”。国人不屑的华为一直在上下求索,探寻自身的发展道路。随后开辟国外市场,外国人甚至把华为视作高性能的好手机。为我国经济发展注入了新动力,这正印证了“科技是第一生产力”的说法。另外,与之相伴的一些企业例如富士康等也为就业者提供了不少就业机会,増加了不少的就业岗位,一定程度上降低了失业率,相对缓解了就业压力。
【关键词】 机械电子 人工智能技术 结合性研究
科学技术在国民经济和生活中占有着非常重要的地位,而对科学技术的学术性和探讨研究也逐渐的成为了国家的目前首要任务之一,拥有一个解决智能自动调节控制问题的机械电子系统非常的具有重要现实意义,国家对其的建设和研究采取了很大的努力,期望能够建设一个完善的智能自动调节控制机械电子系统。建设完善的机械电子智能控制系统,能够有效地通过控制人员的指挥处理危险故障,并且能够在特殊区域智能工程的操作,为生产业的发展提供了有力的支持,令国家以及机械电子生产企业的服务效率和生产质量进一步的优化。
1 机械电子工程与人工智能的关系
机械电子系统的内部构造及功能存在着一定的不稳定因素,这就使得机械电子系统在输出与输入关系的处理上有着相当的难度。虽然传统的机械电子工程技术在解析数学方面也同样具有着精密性,但是,这些老旧的方法仅仅只能适用于一些相对来说比较简单的系统[1]。然而,现代的生产应用所需求的系统是比较复杂和繁琐的,往往会要求一个系统能够同时处理多种不同的信息类型。人工智能系统在对信息进行处理时,还存在一定的复杂性和不确定因素,所以现在人工智能处理方式逐渐以知识为基础,正成为成为现代解析数学方式的替代手段。
人工智能构建系统所应用的办法中,主要包含的是模糊推理系统和神经网络系统。神经网络系统不仅能够达到对人脑结构的模拟人技术构成,还能够能够对数字信号作出分析并且给出参考数值。与神经网络系统不同的是,模糊推理系统则是通过对人脑的功能进行,进而达到对语言信号有效分析的目的。在输出输入的准确度上,神经网络系统的准确度相对来说比较高,并且且呈光滑曲面,而模糊推理系统的准确度就比较低,而且还呈阶梯状。模糊神经网络系统能够对两者功能的在一定程度上进行最大融合,这对信息的合理表现是非常有实际意义的,为其提供了一个比较合适的完全表达空间,令信息的有效表达得到了保证。而逻辑推理规则能够达到节点函数的增强效果,这样一来,就为神经网络系统提供了函数连结可能性,实现了两者最大化的发挥了两者的功能[2]。
2 人工智能技术在机械电子工程中的应用
通过上文的介绍,可以看出由于机械电子工程发展具有不稳定性,尽管通过推导数学方程或者采用建设规则库的方法有效的提高数学解析的精密性,但是由于方法较为老旧和传统,致使在数据输入和输出方面存在较大的困难程度,急切需要采用先进智能化的技术来实现机械电子工程的改革。模糊推理系统通过采用合理规范的方式对信息进行保存,具有非常明确的机械含义,神经网络系统采用分布式的方法对信息进行保存,确保神经部件与神经部件之间的紧密练习,有效的提高计算量以及计算速率。通过对这两种方式的综合采用,能够保障人工智能技术作用的有效发挥,实现人工智能技术和机械电子工程两者的共同进步。
总而言之,随着科学技术的飞速发展,每个学科间的融合和交叉点就会越来越多,这为人工智能技术和机械电子工程的发展带来了更为广阔的发展前景,所以要对二者的关系进行合理的处理,进而实现这一领域的不断进步[3]。
3 基于人工智能技术下的机械电子产品实例
本文列举了人工智能技术下的智能移动机器人的实例,对人工智能技术下的机械电子工程进行阐述:
智能控制指的就是是能够对信息进行处理、反馈以及执行控制决策的能力,是控制理论研究的另一个新的高峰,主要是取代那些传统的而且已经无法满足现实需要的控制系统,智能控制系统研究的对象具有高度非线性、复杂的任务以及不确定的数学模型等主要特点。在新时代因素的影响下,越来越多种形式的智能控制系统不断的被应用到各行各业之中,更是在目前对机器人的智能化控制研究中起了很大的作用,主要通过神经控制以及网络控制来实现机器人的自由移动等活动。
智能移动机器人的设计水平随着信息化时代的发展而不断优化,智能移动机器人的应用已经不单单局限于与单一的对象,而是需要做到多种不同方面的功能拓广,我国的智能移动机器人的研究一定要要保证跟上时代的脚步,不然就只有面对被其他国家追赶上的后果。只有使现有的智能移动机器人技术与功能满足新兴业务的发展需求,才能保障我国国民经济持续稳定的发展,并且使得我国在未来的国与国之间的竞争中具备相当的科技以及经济上的优势。
4 结语
在市场竞争白热化和经济全球化的日渐严峻国际形势下,创新能力逐渐成为了一个国家的的根本核心竞争力,而对于我国目前的情况来说,影响我国技术创新能力强弱的主要因素是我国在各项创新资源上的配置、利用和开发的水平较低。因此,建立一个更加完善的技术创新平台就显得非常具有实际意义。使其能将各种创新型资源进行整合,并且为各类创新主体提供更多更加优质的创新服务,而对人工智能技术下的机械电子技术的设计研究则正好满足了当下的这种需求。
参考文献:
[1]王孙安.机械电子工程系统设计[J].西安交通大学机械工程学院,2011(10):15-19.
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.
关键词:机械电子工程;人工智能;电子技术;机械工程;信息传递
作者简介:王亮(1982-),男,汉族,内蒙古呼伦贝尔市人,助理工程师,学士,单位:呼伦贝尔市生产力促进中心,研究方向:电子工程
机械电子工程是结合了机械工程与电子技术的一类新兴的工程,它能够很好地结合两者的优点,使机械变得更加智能,操作变得更加精确可靠。同时记过长时间的发展,机械电子工程正在向智能化和信息化的方向迈进,发展前景不可限量。
1人工智能概述
为了很好的了解机械电子的智能化发展,我们十分有必要对人工智能做出简单的认识。人工智能的发展十分的缓慢,其起源于十七世纪初期,经过两个多世纪的缓慢发展才完成了前期的积累过程,之后的发展就是建立在这段时间的积累上而快速前进的。最初的积累就是简单的理论积累过程,主要体现在映射方面。在现代人工智能所需的逻辑理论方面并没有很好地发展。但是在二十世纪中叶,人工智能被首次提出,出乎意料的是还对其有了比较清晰的规定,为其接下来的发展指出了一个大概的方向。以这个事件作为节点,人工智能在此之后得到了快速的发展,并且在生产实践的工作中有了比较广泛的应用,为我们日常的生活和社会的发展与进步提供了比较强大的支撑。在人工智能发展的同时,网络技术也得到了快速的发展,其借助网络这一平台,不仅促进了其智能化的过程,而且还充分的交流了各种信息,与网络的发展相辅相承,这样的发展状况一直持续到现在。
2机械电子工程概述
为了更好地了解机械电子工程,我们对机械工程的发展历史进行了阶段化的划分,根据其发展的时间顺序划分为以下的三个阶段:
(1)首先是其发展的初级阶段。在这个阶段当中,人工对机械电子的发展起着主导的作用。我们往往需要通过人工来完成机械电子工程的手工化作业。所以这也就直接导致了生产效率十分低下,也正是因为如此低效率的生产,使机械电子工程得到了发展;
(2)其次就是工业革命的阶段。在这个发展阶段中一个显著的特点就是流水线生产方式的引入。流水线这种工作方式具有分工明确、单元的操作简单的特点,它不在需要工人对所有的生产工序都了解,只需要对自己所在的环节熟练就行,这不仅节约了培训的成本,而且还提高了生产效率,在很大的程度上解放了人类的双手。但是其机械化和智能化程度也不够高,难以满足市场的大量的需求。所以我们还是必须着眼于机械电子的研究,实现流水线的少人生产;
(3)最后也就是离我们最近的一个时期。在这个发展阶段当中,机械电子已经具备雏形,与以前的发展已经有了质的变化。在这个发展的过程当中,生产效率得到进一步的飞越。并且在流水线的生产方式中出现了更多的非人工元素,即机械。而随着电气化时代的到来,科学技术得到了进一步的飞越,机械工程的发展也达到了前所未及的新高度。在进入二十世纪九十年代和二十一世纪初,随着信息化时代的到来,更多的人工智能被添加到了机械设备上,使机械设备的灵活性及适应性能够完美的适应我们的生产生活的需求,机械电子工程也迎来了巨大的发展机遇。
3机械电子工程与人工智能的关系分析
在自动控制的理论学习当中,我们学习到的输入和输出的关系基本上都是成比例关系和现行相关的关系。但是在实际的生产实践当中,机械设备与电子设备组成的系统往往都是呈现不稳定性和非线性的,我们很难用一个简单的式子来表达出这种系统所具有的特性。在该工程的发展过程中,我们通过不断的发现,总结了以下三种描述这类系统的方法:
(1)通过对机械设备完成操作的物理过程来总结其数学规律,并用数学表达方式进行表达;
(2)通过对运行经验的积累来编写一套行之有效的库函数,在实践中调用其中的某些组成元素,从而实现对生产的指导;
(3)通过不断地积累经验,使之从经验层面上升到理论水平,从而为接下来的生产实践提供指导。具体的来说,可以通过数学方式对所总结的经验进行升华。这种方法能够很好的模拟出输入与输出之间的关系,而且论证的过程也十分的可靠。但是其也存在很大的不足,在一些十分复杂的系统当中,我们很难用数学的方法进行表达,有些及时表达出来了也不能进行有效的求解。所以这就要求我们另辟蹊径,寻找一种能够处理这种问题的表达方法,使生产实践过程中的问题得到比较好的解决。
在解决数学知识所不能解决的问题上,现在比较可靠的两种解决方法为神经网络系统与模糊逻辑系统。这两种解决问题的方法为人工智能,能够较好的弥补数学所不能涵盖的范围。具体的来说,模糊逻辑是对人类思维方式的一种模拟,其能够比较好的解决对复杂的信息进行有效的处理;而神经网络则是模拟人类的神经结构,通过模拟来实现对数据的传输,其对数据的传输精度能够很好地与前者相结合,使复杂系统得到比较完善和全面的表达。以上所述的两种表达方法能够在很大的程度上解决复杂系统的输入与输出之间的关系,但是其解决问题的难度还是有一个比较明确的限制。而新兴的模糊神经系统就能够在此基础上很好的解决该类问题,不失为一种先进性与实用性兼备的新方法.
4结语
科学的发展过程就是各类学科综合应用的过程,希望通过不懈的努力,最终实现机械电子工程的智能化,为我们的生产生活提供极大的便利。
参考文献:
[1]张长弓.浅谈机械电子工程与人工智能的整合思路构建[J].神州(下旬刊),2014,(1):41-41
[2]宫赟.关于机械电子工程与人工智能关系的探讨[J].电源技术应用,2014,(3):189-189
【关键词】机械技术;电子技术;机械电子技术;发展趋势
现代社会,行业信息已经成为时代潮流,特别是在全球一体化的今天,国家科技和信息技术的不断深入,已经是衡量国家实力的重要指标之一,对现代科学和技术研究的开展具有重要的意义,成了我国一个重要的研究课题。随着时代的发展,以及国际多元化的今天,我国的机械技术和电子技术的起步相对国际来说不算落后,由于传统的机械电子技术远远跟不上现代机械电子制造业的需求,所以要对传统的机械电子技术进行提升和整合,要把科学的技术以及智能化技术融入进去,以满足和适应现代机械电子制造业的发展。如今,现代机械电子技术在现代机械制造业的应用比较多,也带动其快速发展,其现化趋势一直不可阻挡。正因如此,要不断的加强机械电子技术的研究,明确其技术的发展方向,对推动机械电子技术的发展具有促进的作用。
1机械电子技术概述
机械电子技术,其实是机械技术与电子技术的统称,两者的融合。根据现代社会的发展需要,机械制造业近年来一直以电子技术为主体的行业取得重大进展,实现机械功能,动力,信息处理和运行控制等方面的管理。随着现代化的发展,很多产业已经更新换代了,都实现了电子系统化了,为了使机械电子技术跟上时代的发展,更好更快的为制造业服务,所以有必要对现代机械电子技术进行电子化的融入,再配合上计算机软件系统加以控制,使之实现机械电子系统,从此,机械电子系统的形成,可以更好的扩大其应用范围,并在提高整个功能系统的效率的前提下确保安全可靠,就是机械电子系统了,这技术就是机械电子技术。
2机械电子技术的发展现状
在20世纪90年代末期,由于通信技术和光学技术的发展,所以也带动了机械电子技术的发展,各个国家对机械电子技术的研究由此而生。机械电子技术还包含电子、光电和微电子等部分。我国对机械电子技术的研究还要追溯在上世纪80年代,之所以机械电子技术在我国受到很大程度下关注和进入大学高校的一门学科,是因为有国务院领导的带领引导,以满足现代工业的发展和时代的发展。
3机械电子技术的现代化发展趋势
由于现代科学技术水平的不断发展,也引领着机械电子技术的发展,是机械电子技术成为了现代制造业的核心优势。机械电子技术作为一项新的技术,把它应用到设备中去,具有很强的实用性,至关重要。同时,机械电子技术发展趋势在不断提高,其他技术对其的依赖性也比较强,所以,要不断加强和深化机械电子技术,才能更好的促进我国制造业的发展。3.1智能化现代科技的最大优势之一是通过各种技术整合来提升各行业的效率,实现智能化。机电技术现代化需要以智能为主。3.2数字化在计算机和互联网相当普及下的今天,数字技术早已遍布应用在各行各业了。数字技术对于机械电子技术来说,对其提供了有力的保障,因为数字技术本身拥有智能的诊断功能和自我修复功能,还有对软件具有可靠性和操作性。因此,数字技术的作用也可以实现机械电子技术的远程遥控。3.3网络化监控技术是电子技术应用的重大突破,机械电子技术产品在监控技术上是不可或缺的应用,主要用于终端设备的远程控制。这种技术的应用决定了现代机电一体化的整合,为现代人带来了很多高科技成果。3.4集成化机械电子技术的发展是各种技术的融合和渗透的结果。在技术和优化的结合下,为现代制造过程中多品种和小批量的柔性产品提供服务。在系统必要分层之后,系统的功能不同,在保证机器正常运行的前提下,各级系统得到了保证,整个系统的功能和性能得到提高。3.5信息化随着信息产业和智能产业即将成为社会主导产业,机械电子技术、机械制造也将以信息为主导,采用先进的生产模式、先进的制造体系和先进的组织管理方法的新的机械制造业。
4运用机械电子技术的产业应用
4.1数控机械类主要包括数控机床,机器人,发动机控制系统和自动洗衣机等产品,该产品的特点是使用电子设备,因此属于数控机床设备的范围。4.2机电结合类产品类型包括自动探伤机,扫描仪,扫描诊断机和自动售货机。其特点主要是电子设备和机械设备作为部件的实施,应用较为合理。4.3电液伺服类机电液一体化是产品的主要装置。如电子伺服万能试验机。这种产品的特点是液压驱动机械装置,液压伺服阀的电信号控制结构。4.4以微电子装置代替原设备的信心处理类指针石英电子表是该产品的代表,具有各种微处理器,电机自动智能调速装置。电机由CMOS集成电路驱动,使齿轮开始工作并显示指针的时间。这是典型的代表机械电子技术的使用,保证了时间的精确度,将微小、便捷的制造特性完成呈现出来。
5结论
总而言之,在当今信息时代,科学技术在不断进步,也需要不断的创新,才能更好的适应现代社会的发展和需求。机械电子技术亦如此,也要不断的创新和发展,才能更好的赶上国际现代化技术,把国际先进技术结合起来,从而促进我国制造业的发展,为其服务。
参考文献
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关键词:机械电子系统;发展现状;发展趋势
一、机械电子系统的发展现状
(一)机械电子系统正处在技术快速革新的阶段。我国机械电子系统的发展时间较短,随着我国现代科学技术规划方案的出台和落实,机械电子系统才真正作为国家层面的科学技术发展战略而得到科研地位的确立[1]。在我国机电一体化科研小组组建之后,一些一线工业生产领域才真正得到了机械电子技术的供应。经过二十余年的发展,我国很多工业生产企业都已经具备了独立的科研团队,并将机械电子技术作为一项核心的发展技术进行处理和研究。此外,机械电子资源的产品也正处在创新的关键时期,很多科学技术的研发领域都已经在研究内容方面与机械电子技术的科研领域形成了业务对接,并且将业务对接的成果更好的应用于其它生产性工作领域[2]。
(二)机械电子系统的衍生系统正在快速发展。在我国机械电子系统快速发展的过程中,社会各领域都在机械电子系统的衍生系统方面看到了较大的经济效益,随着我国市场经济体系作用的增强,很多社会领域都已经自发的开始了机械电子系统的衍生性研究,并且可以很好的凭借信息流资源的合理控制对后续的物流管理工作进行控制,使机械电子系统的技术研发不会过多的受到企业单位内部管理体制的限制[3]。目前,很多科研团队都已经将机械电子图的衍生系统用于生产制造工作当中,尤其在激光技术与机械电子系统融合以后,机械电子技术已经可以很好的应对机械加工领域的很多要求,并且凭借其它领域科研成果的发展对现有的衍生系统进行再次开发,因此,机械电子系统的未来的工业领域依然具备良好的发展前景。
二、机械电子系统未来发展趋势
(一)机械电子系统的智能化发展。随着我国社会对工业产品需求的提高,很多工业领域已经开始将智能化技术的研发应用作为提升工业生产水平的主要战略。机械电子技术如果在设计方面完全由人为操作,虽然可以降低实际生产过程中的人力资源消耗,却使得系统的操作和运维方面必须产生较大的人力资源消耗[4]。因此,在我国工业生产领域出现人力资源供应紧缺问题的情况下,对机械电子系统进行有效的智能化处理,能够很大程度上增强机械电子技术的应用水平,并使机械电子技术可以更好的应对新时期的工业生产任务。智能化系统的发展不仅可以提升机械电子系统的运行效率,还能使系统在运行过程中更好的降低错误率,并使系统能够凭借准确度的优势,更多的进行机械电子系统衍生系统的开发,使数控工艺能够在统一的系统标准之下得到更加完整的运行。
(二)机械电子系统的标准化发展。提升机械电子系统的标准化发展程度,可以使机械电子技术在现有的体系中得到更加有效的发展,并使标准化技术能够更好的适应系统的运行和发展需要。此外,现代工业生产活动对于机械电子技术提出了更高的精密化生产要求,这就使得机械电子技术迫切需要构建起行之有效的统一标准。在未来的机械电子技术发展趋势当中,通过固定技术标准提升机械电子技术的发展效率,是机械电子系统增强生产能力的重要途径,也是保证机械电子系统可以适应技术研发要求的重要手段。机械电子系统的标准化发展还能使技术研发过程中的故障率得到有效的降低,使新型技术的应用能够更好的适应现代工业生产需要。
(三)机械电子技术的网络化发展。互联网技术与机械电子技术的融合是提升机械电子技术应用质量的关键,随着我国各领域互联网技术的普及,机械电子技术已经开始向着互联网资源融合的方向快速发展。目前,互联网技术已经对我国社会产生了深刻的影响,而互联网技术的基本操作手段也已经被设备各领域的人群熟知,在这种状态下,将机械电子系统与互联网资源进行整合,在我国社会的各个领域会获得良好的人力资源基础支持。
结论
提升机械电子系统的发展水平对保证我国工业生产能力的可持续发展十分重要,因此,对机械电子系统的发展历程加以研究,并结合相关经验,对机械电子系统未来的发展趋势进行预测和设计,对有效提升我国机械电子系统的发展质量具有十分重要的意义。
参考文献
[1]吕英杰.刍议我国机械电子系统的现状与发展趋势[J].电子技术与软件工程,2016,02:121.
关键词:机械技术;电子技术;机械电子技术;发展趋势
中图分类号:TH-39文章编号:1009-797X(2015)24-0079-02文献标识码:A
作者简介:王爱民(1966-),男,硕士学历,副教授,研究方向为机械工程
现代社会,产业的信息化已然成为大势所趋,尤其是在全球一体化不断深入的当前,国家科技与信息化的发展水平已经成为衡量一国实力的重要指标,因此加大现代科学技术研究成为各国争相开展的重要课题。我国的机械技术和电子技术起步并不晚,一直紧随国际主流,然而现代社会的多元化进步,决定了传统机械技术与电子技术的各自为战已难以满足现代化机械制造业的发展需要,科学技术发展的智能化需求也不断提高着对于传统技术的要求,机械电子技术因此整合而生。为了更好地适应社会当前对于机械制造技术的需求,加强对机械电子技术水平提升的科研工作势在必行。新时期,机械电子技术的发展为现代机械制造业提供了相当的优势,其现代化的发展趋势已经势不可挡。因此,进一步研究机械电子技术的现代化发展趋势有利于为该技术的发展引出更为明确的方向,具有积极的现实指导意义。
1机械电子技术概述
机械电子技术,始于机械技术和电子技术两个分支领域的整合。应现代化社会的发展需要,机械制造行业于近些年获得了显著发展,在该行业领域当中,一直是以电子技术为主导,实现着对机械功能、动力、信息化处理与操作控制等方面的管理。为了更好地服务于现代化的机械制造,对机械装置进行电子化的技术调整成为一个新的思路,加之与计算机软件的结合,成为了新的机械电子系统。并且,随着该整合技术应用范围的不断拓展,逐渐形成了一门自成体系的系统化学科[1]。机械电子技术发展至今,在各项新技术与计算机互联网的支撑作用下,正在不断填充着更多的新内容,现代研究中关于机械电子技术的严格定义未见统一,本文认为其可以做如下概括:即立足于电子技术,将其他分支技术包括机械技术、微电子技术、现代信息技术、智能化控制技术、计算机技术、传感器技术、网络技术、接口技术和信息转换技术等集成一体,根据切实的需求而实现对机械制造加工目标的定位,并于确保安全可靠的前提下提升整个工作效率的功能系统,便是机械电子系统,该技术则是机械电子技术。
2机械电子技术的发展现状
分析可知,国际中关于机械电子技术研究的最新阶段始于20世纪90年代末期,机械电子技术的突破式发展主要是依赖于光学、通信等技术,机械电子技术也生成了光机械电子与微电子机械等分支。我国关于机械电子技术的研究始于20世纪80年代,在当时国务院的带领下,机械电子技术开始逐渐受到了越来越多的重视,该专业也逐渐成为了独立学科深入到了各高校当中。随着时间的发展与现代诸多行业领域的切实需要,机械电子技术在21世纪之后便开始急速发展,无论是研究理论或者是技术实践,均取得了良好的成绩[2]。
3机械电子技术的现代化发展趋势
机械电子技术的发展,核心力量就在于现代科学技术水平的不断提升。作为一个全新的应用技术,机械电子技术于机械设备应用中的现实作用至关重要,且具有着无可替代的作用。同时,鉴于机械电子技术本身所具有的技术覆盖范围,对其他技术的依赖程度也就可想而知,发展趋势自然显而易见。
3.1智能化
现代科学技术的一个最大优势主要就在于提升各个行业领域工作效率的同时能够通过多种技术的整合实现智能化。机械电子技术的现代化发展,需要以智能化作为主要方向[3]。以当前广泛应用的CNC数控机床为例,其就能够通过智能化接口的联通在计算机技术的辅助下实现智能的人机对话功能,由此可以成为机械电子技术发展的有效助力。
3.2数字化
在计算机与互联网的作用下,数字化技术已经越来越多地应用到各个行业领域当中。在机械电子技术中,数字化技术的融合优势在于能够更好地保证软件应用的可靠性,并且具有着智能化的自我修复与诊断功能,可操作性强。在网络的驱动作用下,数字化技术也可实现机械电子技术的远程控制。
3.3网络化
监控技术成为了网络普及之后电子技术应用的一大突破,机械电子技术产品在监控技术当中更是一个必不可少的应用,主要是进行远程控制的终端设备。此技术的应用决定了现代技术的机电一体化融合,为现代人们带来了诸多的高科技成果。
3.4模块化
技术的普及,使机械电子产品越发多元化,不同的机械电子产品具有不同的单元模块,对于接口的需求也不尽相同[4]。除此之外,动力驱动单元的控制也是实现机电一体化技术的前提。因此,机械电子技术可以从此方面加大科研力度,以加快电子产品的更新频率。
3.5集成化
机械电子技术的生成,是多种技术相互整合与渗透的结果,在技术的复合与优化共同作用下,服务于现代制造业生产过程中对于产品的多品种、小批量的柔性需求,在对整个系统进行必要的分层之后,分散系统的各个不同功能,并在确保机械正常运转的前提下联系各个层次的系统,提升整个系统的功能与性能。
3.6信息化
随着信息产业和智能产业将成为社会的主导产业,机械电子技术、机械制造也将是由信息主导的,并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的机械制造业。
4结论
综上所述,在当前的信息化时代,所有技术的进步都是一个更新换代的过程,技术体系需要进行不断的创新,才能满足现代社会发展的切实需求。机械电子技术的现代化发展,需要同机械设备相辅相成,唯有充分结合当今国际最为先进的各类技术,才能确保机械电子技术理论的不断充实,进而推动技术水平的不断提升。
参考文献:
[1]王烜钦.机械电子技术的发展现状及未来趋势分析[J].电子技术与软件工程,2015(02):122.
[2]闫梅,刘嘉文,张振.电子工程技术的现代化发展探究[J].现代工业经济和信息化,2015(16):115~117.
[3]赵雪,曹国庆.计算机与机械电子技术的融合发展思考[J].电子世界,2014(10):362~363.
关键词:微机械电子技术;自动化测量传感器;转换元件
作为检测装置的一种,传感器在各个行业和领域的发展中发挥着重要的作用。传感器的合理设计是能够有效实现检测和控制系统自动化的重要前提,微机械电子技术是传感器设计的重要组成部分,对自动化测量传感器进行设计,需要以微机械电子技术为主要的技术支撑。对基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器设计进行分析,能够为自动化测量传感器功能的完善提供借鉴的经验。
1传感器与微机械电子技术
1.1传感器
电子信息技术的出现,为现代计算机网络技术和电子信息工程奠定了发展的基础。传感器主要是基于电信号发展起来的,主要由敏感元件、转换元件、变换电路以及辅助电源四个部分组成。这种检测装置能够将被检测到的信息转换为电信号,或以其他形式输出,用以满足不同行业和领域装置检测的需要。从本质上来说,传感器承担着获取物体信息的重要职责[1]。现阶段,传感器已经被广泛的应用于工业生产、海洋探测、生物工程等多个领域,在未来的社会发展中,传感器技术能够作用于现代化的所有工程,间接推动社会的发展。
1.2微机械电子技术
微机械电子技术是能够应用于集成电路、机械零件制作的重要技术,也是制作传感器的主要技术来源之一。这种技术在实际应用中能够将制作的电路或零件尽可能的缩小,在保证电路能够正常发挥功能的同时,形成可以用于大批量生产的、高度自动化、智能化的微电子机械系统[2]。该系统从本质上来说是一种机电系统,基于微机械电子技术而形成的微驱动器、微传感器等都是现代社会发展中重要的仪器装置。因而微机械电子技术也拥有广阔的发展前景。
2基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器设计方案分析
传感器是一种检测物体状态的装置,这种装置与通信技术和计算机技术,都是能够促进现代社会发展必不可缺的内容。在工业生产逐渐朝着智能化、自动化发展的今天,传感器的设计研发也要朝着自动化的方向发展,才能够更好的发挥其检测的作用[3]。自动化测量传感器是微传感器的一种,微机械电子技术是传感器设计研发的主要技术之一,面向微机械电子技术来对自动化测量传感器进行设计,不仅能够提高传感器的设计水平,为微传感器的设计提供借鉴的经验,还能够有效促进微机械电子技术在现代社会的发展。在对基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器进行设计时,主要可以从以下几个方面来入手。
2.1设计原理
微机械电子技术在传感器中的应用,主要发挥的是数据采集和监测的作用,该技术能够将微传感器的内部部件缩小,在集成封装之后,将其嵌入到其他设备当中,并且不会对原有装置的性能产生影响。由于不同的行业和领域应用的传感器类型也有所区别,本文中的设计方案以压力传感器为主。微传感器的设计和研发是以集成电路为基础的,微机械电子技术则主要应用半导体技术,因而在对压力传感器进行设计时,可以模拟出整个传感器的工作流程,对传感器承受的压力值、输出电压等数值进行计算。在基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器进行设计时,首先要明确自动化测量传感器的结构组成,即敏感膜片、转换元件、信号调节转换电路、传感器接口电路、传感器工作程序五个部分。当外界的压力传递到传感器中时,敏感膜片的电阻会发生变化,电桥也会失去平衡。在这种情况下,利用欧姆定律就可以计算出传感器实际承受的压力值。这个过程应用的电阻变化数学公式为:ΔR/R≈π1σ1+π2σ2其中,ΔR/R代表压敏电阻变化率,π1π2代表横纵压阻系数,σ1σ2代表横纵应力。除此之外,还要对传感器未受到压力的变化情况进行实验和计算,并依据公式来计算出传感器的输出电压。
2.2敏感膜片设计和转换元件设计
敏感膜片是传感器的重要组成部分,是传感器中唯一能够被直接检测的部件,该部件在实际设计研发中以硅微加工技术、键合技术、LIGA技术和准分子激光技术为主要的设计方式。本文中主要采取硅微加工技术来对敏感膜片进行设计。敏感膜片的设计具体分为选择衬底、单晶硅处理、刻蚀有源标记、覆盖保护膜、形成腔体、压敏电阻条、清洗、沉积、电极板、光刻、降低厚度等步骤,在对其进行设计时,不仅要严格保证每一步骤都符合标准要求,还要尽量避免受到污染和损坏,影响敏感组件的性能。传感器中应用的转换元件,实质上就是压敏电阻,因而在对转换元件进行设计时,最主要的就是要依据传感器的测量原理,对掺杂的类型和浓度进行选择,并保证电桥设计成开环形式,才能够更好的保证转换元件发挥作用。
2.3信号调节转换电路设计
传感器在实际工作中主要是将检测到的信息转换为电信号,再按照检测的需求进行输出,用以满足物体的检测需要。信号调节转换电路的作用主要是将传感器接收到的信号进行放大调制,提高信号的转换和输出质量。在对传感器中的信号调节转换电路进行设计时,如图1所示,不仅要尽量保证系统线路的运行安全,还要能够尽量保证传感器内部各个零部件的正常运行。
2.4传感器接口电路设计
传感器是微机械电子系统中的一部分,在实际应用中,需要与其他装置连接起来,才能够更好的发挥其价值。因而在对传感器进行设计时,还要重点关注传感器接口电路的设计是否合理。在对传感器的接口电路进行设计时,基于每个具体的接口电路的使用功能不同,接口电路的设计方式也存在着一定的差异。以本文设计中的压力传感器为例,该传感器在设计中主要涉及到的接口共14个,主要包括接地、电路公共接地端电压、接入电路电压等14个不同的功能,因而在对传感器的接口电路进行设计时,也要充分考虑到这些不同功能会对电路设计造成的影响。
2.5传感器性能检测
本文中设计的自动化检测传感器类型为压力传感器,因而在对传感器的精度进行检测时,主要应用的是万能压力测试机。将传感器放置在测试机压板的正下方,调节测试机的压力值,对传感器在不同压力值下产生的实际压力值进行差值计算,用以检验传感器的精度。在对传感器的可靠性进行检测时,主要需要检测传感器接口的质量和密封情况,对可靠性进行检测的主要目的,就是检查传感器在实际应用中是否会产生漏气或漏电的现象。可靠性的检测主要依据的是压力测漏仪和兆欧表。在对传感器的灵敏度、非线性度以及迟滞性进行检测时,需要分别对传感器在应用中产生的压力变化量、电压输出变化量、测量值曲线与压力曲线的拟合偏差等数值进行计算,在得出具体的数值之后,将其与传感器规定的设计和生产标准进行对比,就可以完成对传感器质量和性能的检测。现阶段,传感器已经被广泛的应用于社会生活的多个领域,对自动化检测传感器进行设计研发,不仅是现代社会各个行业和领域的发展要求,同时也是满足人们生活需求的重要途径。
参考文献
[1]卞丽情.面向微机械电子技术的自动化测量传感器设计[J].制造业自动化,2021,43(08):152-155+160.
[2]黄琳雅,赵立波,罗国希.基于微机械电子技术的黏度测量传感器[J].机械工程学报,2021,57(08):13-22.