机械电子工程中人工智能的运用探讨

王琨 吴颢

摘  要：随着当今时代智能化水平的不断提高，很多产品都实现了智能化的操作和应用，使得机械电子工程应用有大幅度的拓展，机器人、无人机等就是其中的先进代表，为生产和生活了提供便利。本文将从机械电子工程中人工智能运用的重要性着手，探讨其主要运用途径，从而发挥人工智能的作用，推动机械电子工程进一步发展。

关键词：机械电子工程;人工智能;计算机科学

中图分类号：TP18;TH-39      文献标识码：A 文章编号：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

在經济社会发展速度持续加快的时代背景下，社会生产力越来越强。在工业机械工程的发展中，电子技术应用广泛，推动传统机械工程发展为机械电子工程，并且随着网络信息技术的高速发展，机械电子工程呈现出自动化的趋向，尤其是人工智能发展以来，其在机械电子工程中的运用日益深入，对生产力水平的提升有重要意义。

1  机械电子工程中人工智能运用的重要性

人工智能指的是使用算法或程序执行需要人类使用智力的任务，通过创建及应用内置于动态计算机环境的算法模仿人类智能过程，简单来说就是让计算机像人一样思考、行动。而机械工程和电子工程、信息工程一起组成的机械电子工程，是多学科机械活动。机械工程和电子技术的结合不仅是物理层面的结合，还需要在功能层面实现信息连接，涵盖利用智能化处理全部机械电子信息的计算机系统[1]。和传统机械工程相比，机械电子工程的产品结构更简单，运动部件和元件都不多，占据的面积和空间等都较少，尽管其内部结构相对复杂，但只要合理设计，就能让机械电子工程产品在更加轻便的同时提高性能。运用人工智能就能很好地实现这些目标，进一步优化机械电子工程。

1.1  更新机械电子工程核心理念

机械电子工程在当今社会有重要作用，但在技术上还无法满足社会需求，在实际应用环节存在不确定性。运用人工智能则能更新机械电子工程系统的核心理念，利用网络对人的大脑结构进行系统化模拟，帮助解决系统自动化控制存在的问题，助力机械电子工程继续发展。

1.2  描述输入和输出之间的关系

现代信息技术持续发展促使人工智能在建立和控制机械电子工程模型时发挥重要价值，并在诊断方面有显著提升。机械电子工程系统较为复杂，因而稳定性不高，导致系统在输入与输出方面存在问题。一般的输入输出关系包括规则库的建立、数学方程的推导、生成知识的学习等方面，将人工智能运用于机械电子工程就能使其系统输入与输出操作更便捷。

1.3  自动识别工程系统内的信号

人工智能可以自动识别机械电子工程系统内部的信号，并在识别之后对相关数据开展分析与处理工作，促使工程系统的数据得到有效整理，提升处理数据和信息的效率和精确度[2]。如此一来，人工智能可以促使机械电子工程系统显著扩大使用空间，大大提高生产效率。

2  机械电子工程中人工智能运用的主要途径

模糊控制系统和神经网络系统是人工智能中最为常用的两种机械电子工程系统建立方法，前者能模仿人脑的功能，解读所传达的语言信号之后进行分析，后者可以模拟人脑结构，在分析所传达的数字信号之后出示数据的参考值，两者的融合运用能形成适宜的空间系统。

2.1  模糊控制的运用

机械电子工程系统的加工因工作繁琐、步骤多，所以整个流程显得不够简单，使用传统控制方法建立模型的难度又较大，增加工作人员的压力，并且传统控制方法所建立的模型的自动化控制效果也较差。对此，科研人员尝试通过人工智能中的模糊控制系统进行处理，简化该复杂性问题。模糊控制方法和传统控制方法最显著的区别就是前者属于人工智能，无需精确研究机械电子工程的数据，只需保证输入量满足工程要求且偏差不超过允许范围即可;后者就要建立准确的、清晰的模型，这对工作人员而言是很大的挑战，建立的模型效果也不好，会直接弱化自动化控制成效。因而机械电子工程中的传统控制方法逐渐被模糊控制系统取代，并得到推广运用。

2.2  神经网络的运用

人工智能是计算机科学技术不断发展的产物，可以说它就是计算机科学的分支之一，其研究内容较好理解，即利用计算机技术模拟人，不但可以模拟人的思维，还可以模拟行为，是一门新兴学科，可以促使计算机更好地发挥功能，促进高层次应用。神经网络就是利用神经元这一特定渠道，建立独特的兴奋模式，并把它分布在网络上，实现互动。人工神经系统属于一种特殊的系统形式，具有信息存储以分布式为主、可以并行协调处理数据等特征[3]。虽然人工神经系统的结构较为简单，功能也有限，但该系统还具备其他优势，例如其构成存在特殊性，也就是神经元的构成可以促使人工神经系统在机械电子工程中发挥最大的作用和功能，实现比较丰富的行为。在某种程度上，人工神经网络已经可以达到相当逼真的效果，通过结构模拟方式进一步对数字信号进行分析，并按照分析结构显示参与值，最终通过网络形式得到关联函数。在机械电子工程中运用人工神经网络的方式较为简单，是点到点的映射，所有神经元在输入环节都存在固定的关联性，并且计算量也都很大，不管是机械电子工程系统的信息输入还是信息输出，精准度都是极高的。

2.3  建立适宜空间系统

机械电子工程在发展过程中需要建立适宜的空间系统，這对表达及整合空间数据有重大意义，可以使其在非线性表达中找到恰当的空间完成具体的表达。实现对人工智能中的模糊控制与神经网络的整合运用，就能增加机械电子工程系统的存储空间，扩大网络存储空间。该方法在实际操作中需要结合相关操作一起运用。还能强化网络中的函数连接，实现有效的语言表达，通过数值方法让计算更精准。这样做有利于构建合适的空间，促进机械电子工程的实际操作及应用。

例如在机械电子工程中运用人工智能技术，能提高汽车制造液压控制效果。分析两种人工智能技术的融合运用，并对两者的集成及运用进行分析，明确汽车制造中的液压控制原理。在建立系统的过程中使用结合液压、机电等技术的汽车液压控制模型，将液压伺服系统作为主系统，测试整体运行效果。系统在运行之后能获得最终推力，其工作原理如图1所示。因为两个系统的集成，使整个系统更复杂，无法满足控制要求，需要运用人工神经网络系统加以控制，满足专业控制要求。所以结合模糊控制与人工神经网络，形成汽车制造的完整液压控制模型。对于飞机制造也是一样，在机械电子工程中运用人工智能，建立飞机动力地面模拟控制体系，对机械、电气、液压等技术进行融合运用，实现飞机整机性能试验，此时就要利用人工神经网络系统加以控制，达到专业控制要求，形成飞机的完整动力模型。所以在机械电子工程系统的操作中有机结合机械电子工程和人工智能，就能有效指导机械电子产品的制造。

3  结  论

总而言之，各行各业在经济社会的推动下迅猛发展，尤其是机械电子工程行业，在经过长期发展之后取得显著成绩。如今得益于计算机的普及，人工智能快速发展，被广泛应用于机械电子工程，基于模糊控制和神经网络形成独立的、适宜的空间系统，使机械电子工程的自动化与智能化发展层次越来越高，更好地为人类服务。

参考文献：

[1] 唐世波.论人工智能与机械电子工程 [J].现代商贸工业，2017（13）：194-195.

[2] 武桢.机械制造的发展及人工智能的应用研究 [J].中国设备工程，2018（17）：224-225.

[3] 黄伟鹏.人工智能技术在机械电子工程领域的应用 [J].电子技术与软件工程，2018（3）：248.

指导老师：吴颢（1989-），男，汉族，陕西宝鸡人，教师，硕士研究生，研究方向：信息传媒技术、外语教学研究。