機械電子工程中人工智能的運用探討

王琨 吳顥

摘 ?要：隨著當今時代智能化水平的不斷提高，很多產品都實現了智能化的操作和應用，使得機械電子工程應用有大幅度的拓展，機器人、無人機等就是其中的先進代表，為生產和生活了提供便利。本文將從機械電子工程中人工智能運用的重要性著手，探討其主要運用途徑，從而發揮人工智能的作用，推動機械電子工程進一步發展。

關鍵詞：機械電子工程;人工智能;計算機科學

中圖分類號：TP18;TH-39 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）18-0159-02

Abstract：With the continuous improvement of intelligent level in today’s era，many products have realized intelligent operation and application，making the application of mechanical and electronic engineering has been greatly expanded，robots，UAVs and others are the advanced representatives among them，to provide convenience for production and life. This paper will start from the importance of the application of artificial intelligence in mechanical and electronic engineering，to explore its main ways of application，so as to play the role of artificial intelligence，promote the further development of mechanical and electronic engineering.

Keywords：mechanical and electronic engineering;artificial intelligence;computer science

0 ?引 ?言

在經濟社會發展速度持續加快的時代背景下，社會生產力越來越強。在工業機械工程的發展中，電子技術應用廣泛，推動傳統機械工程發展為機械電子工程，并且隨著網絡信息技術的高速發展，機械電子工程呈現出自動化的趨向，尤其是人工智能發展以來，其在機械電子工程中的運用日益深入，對生產力水平的提升有重要意義。

1 ?機械電子工程中人工智能運用的重要性

人工智能指的是使用算法或程序執行需要人類使用智力的任務，通過創建及應用內置于動態計算機環境的算法模仿人類智能過程，簡單來說就是讓計算機像人一樣思考、行動。而機械工程和電子工程、信息工程一起組成的機械電子工程，是多學科機械活動。機械工程和電子技術的結合不僅是物理層面的結合，還需要在功能層面實現信息連接，涵蓋利用智能化處理全部機械電子信息的計算機系統[1]。和傳統機械工程相比，機械電子工程的產品結構更簡單，運動部件和元件都不多，占據的面積和空間等都較少，盡管其內部結構相對復雜，但只要合理設計，就能讓機械電子工程產品在更加輕便的同時提高性能。運用人工智能就能很好地實現這些目標，進一步優化機械電子工程。

1.1 ?更新機械電子工程核心理念

機械電子工程在當今社會有重要作用，但在技術上還無法滿足社會需求，在實際應用環節存在不確定性。運用人工智能則能更新機械電子工程系統的核心理念，利用網絡對人的大腦結構進行系統化模擬，幫助解決系統自動化控制存在的問題，助力機械電子工程繼續發展。

1.2 ?描述輸入和輸出之間的關系

現代信息技術持續發展促使人工智能在建立和控制機械電子工程模型時發揮重要價值，并在診斷方面有顯著提升。機械電子工程系統較為復雜，因而穩定性不高，導致系統在輸入與輸出方面存在問題。一般的輸入輸出關系包括規則庫的建立、數學方程的推導、生成知識的學習等方面，將人工智能運用于機械電子工程就能使其系統輸入與輸出操作更便捷。

1.3 ?自動識別工程系統內的信號

人工智能可以自動識別機械電子工程系統內部的信號，并在識別之后對相關數據開展分析與處理工作，促使工程系統的數據得到有效整理，提升處理數據和信息的效率和精確度[2]。如此一來，人工智能可以促使機械電子工程系統顯著擴大使用空間，大大提高生產效率。

2 ?機械電子工程中人工智能運用的主要途徑

模糊控制系統和神經網絡系統是人工智能中最為常用的兩種機械電子工程系統建立方法，前者能模仿人腦的功能，解讀所傳達的語言信號之后進行分析，后者可以模擬人腦結構，在分析所傳達的數字信號之后出示數據的參考值，兩者的融合運用能形成適宜的空間系統。

2.1 ?模糊控制的運用

機械電子工程系統的加工因工作繁瑣、步驟多，所以整個流程顯得不夠簡單，使用傳統控制方法建立模型的難度又較大，增加工作人員的壓力，并且傳統控制方法所建立的模型的自動化控制效果也較差。對此，科研人員嘗試通過人工智能中的模糊控制系統進行處理，簡化該復雜性問題。模糊控制方法和傳統控制方法最顯著的區別就是前者屬于人工智能，無需精確研究機械電子工程的數據，只需保證輸入量滿足工程要求且偏差不超過允許范圍即可;后者就要建立準確的、清晰的模型，這對工作人員而言是很大的挑戰，建立的模型效果也不好，會直接弱化自動化控制成效。因而機械電子工程中的傳統控制方法逐漸被模糊控制系統取代，并得到推廣運用。

2.2 ?神經網絡的運用

人工智能是計算機科學技術不斷發展的產物，可以說它就是計算機科學的分支之一，其研究內容較好理解，即利用計算機技術模擬人，不但可以模擬人的思維，還可以模擬行為，是一門新興學科，可以促使計算機更好地發揮功能，促進高層次應用。神經網絡就是利用神經元這一特定渠道，建立獨特的興奮模式，并把它分布在網絡上，實現互動。人工神經系統屬于一種特殊的系統形式，具有信息存儲以分布式為主、可以并行協調處理數據等特征[3]。雖然人工神經系統的結構較為簡單，功能也有限，但該系統還具備其他優勢，例如其構成存在特殊性，也就是神經元的構成可以促使人工神經系統在機械電子工程中發揮最大的作用和功能，實現比較豐富的行為。在某種程度上，人工神經網絡已經可以達到相當逼真的效果，通過結構模擬方式進一步對數字信號進行分析，并按照分析結構顯示參與值，最終通過網絡形式得到關聯函數。在機械電子工程中運用人工神經網絡的方式較為簡單，是點到點的映射，所有神經元在輸入環節都存在固定的關聯性，并且計算量也都很大，不管是機械電子工程系統的信息輸入還是信息輸出，精準度都是極高的。

2.3 ?建立適宜空間系統

機械電子工程在發展過程中需要建立適宜的空間系統，這對表達及整合空間數據有重大意義，可以使其在非線性表達中找到恰當的空間完成具體的表達。實現對人工智能中的模糊控制與神經網絡的整合運用，就能增加機械電子工程系統的存儲空間，擴大網絡存儲空間。該方法在實際操作中需要結合相關操作一起運用。還能強化網絡中的函數連接，實現有效的語言表達，通過數值方法讓計算更精準。這樣做有利于構建合適的空間，促進機械電子工程的實際操作及應用。

例如在機械電子工程中運用人工智能技術，能提高汽車制造液壓控制效果。分析兩種人工智能技術的融合運用，并對兩者的集成及運用進行分析，明確汽車制造中的液壓控制原理。在建立系統的過程中使用結合液壓、機電等技術的汽車液壓控制模型，將液壓伺服系統作為主系統，測試整體運行效果。系統在運行之后能獲得最終推力，其工作原理如圖1所示。因為兩個系統的集成，使整個系統更復雜，無法滿足控制要求，需要運用人工神經網絡系統加以控制，滿足專業控制要求。所以結合模糊控制與人工神經網絡，形成汽車制造的完整液壓控制模型。對于飛機制造也是一樣，在機械電子工程中運用人工智能，建立飛機動力地面模擬控制體系，對機械、電氣、液壓等技術進行融合運用，實現飛機整機性能試驗，此時就要利用人工神經網絡系統加以控制，達到專業控制要求，形成飛機的完整動力模型。所以在機械電子工程系統的操作中有機結合機械電子工程和人工智能，就能有效指導機械電子產品的制造。

3 ?結 ?論

總而言之，各行各業在經濟社會的推動下迅猛發展，尤其是機械電子工程行業，在經過長期發展之后取得顯著成績。如今得益于計算機的普及，人工智能快速發展，被廣泛應用于機械電子工程，基于模糊控制和神經網絡形成獨立的、適宜的空間系統，使機械電子工程的自動化與智能化發展層次越來越高，更好地為人類服務。

參考文獻：

[1] 唐世波.論人工智能與機械電子工程 [J].現代商貿工業，2017（13）：194-195.

[2] 武楨.機械制造的發展及人工智能的應用研究 [J].中國設備工程，2018（17）：224-225.

[3] 黃偉鵬.人工智能技術在機械電子工程領域的應用 [J].電子技術與軟件工程，2018（3）：248.

指導老師：吳顥（1989-），男，漢族，陜西寶雞人，教師，碩士研究生，研究方向：信息傳媒技術、外語教學研究。