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第1篇

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；電氣工程；自動化控制；應(yīng)用

智能化技術(shù)，是在我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展中所研發(fā)出的新型技術(shù)手段，在智能化技術(shù)出現(xiàn)后，因其各種優(yōu)勢已經(jīng)在我國各個領(lǐng)域當中被廣泛的運用起來，尤其在電氣工程自動化控制系統(tǒng)當中，隨著被逐步的運用在電氣工程的各項領(lǐng)域當中，為我國電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定非常有利的基礎(chǔ)。

1智能化技術(shù)的主要理論基礎(chǔ)分析

在二十世紀五十年代人工智能就已經(jīng)問世，通過幾十年的不斷研究與探索，智能化技術(shù)也被廣泛的運用起來，在人們生活當中、工作當中都被人工智能化產(chǎn)品所占據(jù)，它們能夠像人類一樣有感應(yīng)，能行動和思索，因其自身擁有高精度、高效率以及高協(xié)調(diào)性的特點，已經(jīng)遠超傳統(tǒng)的控制技術(shù)，當前隨著計算機的快速發(fā)展，能夠有效的實現(xiàn)運用人的思維能力去模擬到機器人身上，在運用計算機編程語言技術(shù)，普及增加智能化模擬的可實施性，進而實現(xiàn)科技的快速發(fā)展。

2在電氣工程自動化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)的主要意義

2.1能夠?qū)ψ詣踊刂颇Ｐ瓦M行簡化

在電氣工程自動化控制工作中，主要就是通過建立模型來實現(xiàn)的，但是因此模型相對比較復(fù)雜繁瑣。例如，建立的模型與實際情況出現(xiàn)不符的情況或?qū)嶋H操作中出現(xiàn)與模型不統(tǒng)一的情況，對于這些問題來說一般情況下多以電氣工程自身調(diào)節(jié)能力來進行處理，但在實際操作中，還是會出現(xiàn)一些無法預(yù)測和估計的問題，影響著電氣工程自動化控制的正常運作。而在電氣工程自動化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，能夠在一定程度上去防止類似突發(fā)事件的發(fā)生，從而提升電氣工程自動化控制工作的準確度。

2.2能夠?qū)崿F(xiàn)電氣工程自動化控制的一致

電氣工程自動化控制主要是以建立模型來實現(xiàn)的，而應(yīng)用智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中，能夠避免模型復(fù)雜的問題，進而保障其控制工作的順利完成，利用控制電氣工程中的有關(guān)設(shè)備與數(shù)據(jù)，讓電氣工程自動化控制變得更加一致化，不僅能夠提升電氣工程自動化工作效率，還能改進電氣工程自動化的整體服務(wù)質(zhì)量。

2.3對電氣工程系統(tǒng)控制水平進行提升

在電氣工程系統(tǒng)控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠有效提升其控制水平，不僅能夠控制電氣工程自動化程序設(shè)備中的相應(yīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且還能對電氣工程自動化安全隱患進行警戒，在一定的情況下避免自動化控制中出現(xiàn)不必要的問題，提升電氣工程系統(tǒng)控制水平，為電氣工程領(lǐng)域發(fā)展提供有利條件。

3在電氣工程自動化控制中智能化技術(shù)的主要應(yīng)用

3.1對電氣工程自動化控制中的病因進行合理診斷

對電氣工程系統(tǒng)進行病因診斷時，對于傳統(tǒng)的診斷形式來說，是相對比較復(fù)雜且繁瑣的，不僅僅對工作人員有著很高的要求，還無法對其病因進行精準的診斷，導(dǎo)致電氣工程自動化控制中會出現(xiàn)一些無法避免數(shù)據(jù)問題等。而職能化技術(shù)則能夠利用自身優(yōu)勢，對其病因進行有效的診斷，還能因其問題提出合理的解決策略，不僅能夠有效找出病因，還能更好的提升其工作效率，因此電氣工程自動化控制中要有效利用智能化技術(shù)，在對其設(shè)備進行情況的診斷，從而避免相關(guān)問題對工作的影響，更好的促進電氣工程自動化控制工作有效進行。

3.2對電氣工程的設(shè)計形式進行優(yōu)化

在傳統(tǒng)的電氣工程的設(shè)計中，主要是通過工作人員進行反復(fù)實驗和改良才能夠完成，而在工作人員不能全面的考慮到實際情況時，就會出現(xiàn)一些復(fù)雜的問題影響正常工作，并且這些問題也不能得到及時的解決，而且在對電氣工程進行設(shè)計時，對工作人員的要求也是非常高的，不僅要運用良好的設(shè)計知識和專業(yè)知識，也要擁有一定的綜合能力，才能剛好的將該工作完成。而對于智能化技術(shù)來說，運用在電氣工程自動化中，設(shè)計人員可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)或相關(guān)軟件，對電氣工程自動化控制的進行設(shè)計，這樣不僅僅能夠提升設(shè)計所用數(shù)據(jù)的準確性，還能夠?qū)υO(shè)計的樣式進行豐富，能夠更好的解決數(shù)據(jù)問題，從而保證電氣工程自動化控制工作的良好運作。

3.3實現(xiàn)自動化控制整個電氣工程

電氣工程控制系統(tǒng)中的環(huán)節(jié)有很多，所以，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效對整個電氣工程進行自動化控制工作。智能化技術(shù)利用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)控制，來實現(xiàn)對電氣工程的自動化控制，利用智能化技術(shù)實現(xiàn)對電氣工程的全面控制，這樣不僅能夠保證該工作的順利完成，還能大大提升其工作質(zhì)量，增強其整體水平，也能為電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅實有利的基礎(chǔ)。

4結(jié)論

在電氣工程自動化控制中應(yīng)用智能技術(shù)，這不僅僅是一個非常大的成就，還是促進智能化技術(shù)在其他各個領(lǐng)域當中的良好應(yīng)用，發(fā)揮其作用，更好的讓智能化技術(shù)為我國經(jīng)濟發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，并能穩(wěn)定推動電氣工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展目標。

作者:閆鵬 單位:包頭市九原區(qū)住房保障和房屋管理服務(wù)中心

參考文獻

第2篇

生物質(zhì)氣化過程的本質(zhì)是生物質(zhì)碳與氣體之間的非均相反應(yīng)和氣體之間的均相反應(yīng)。該過程十分復(fù)雜，隨著氣化設(shè)備的不同、氣化工藝過程的差異及反應(yīng)條件(如氣化反應(yīng)劑的種類、氣化反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、有無催化劑的添加、氣化原料種類、原料的含水率等)的不同，其反應(yīng)過程也大不相同;但一般會經(jīng)歷干燥、熱解、氧化、還原4個過程。在上述反應(yīng)過程中，只有氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，釋放出的熱量為生物質(zhì)干燥、熱解和還原階段提供熱量。在實際氣化過程中，上述4個過程并沒有明確的邊界，是相互滲透和交錯的。氣化爐是進行生物質(zhì)氣化過程的技術(shù)設(shè)備。在氣化爐中，生物質(zhì)完成了氣化反應(yīng)過程并轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃氣。氣化爐能量轉(zhuǎn)化效率的高低是整個氣化系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，故氣化爐型式的選擇及其控制運行參數(shù)是氣化系統(tǒng)非常重要的制約條件。針對其運行方式的不同，可將氣化爐分為固定床式和流化床式兩大類型。其中，固定床式氣化爐主要有上吸式、下吸式、橫吸式及開心式4種;流化床式氣化爐主要有鼓泡床式、循環(huán)流化式、雙床式及攜帶床式4種。據(jù)統(tǒng)計，目前商業(yè)運行的生物質(zhì)氣化設(shè)備中，75%采用下吸式固定床，20%采用流化床，2．5%采用上吸式氣化爐，另外2．5%采用其他形式氣化系統(tǒng)。本文以使用最為廣泛的下吸式固定床作為研究對象，分析生物質(zhì)氣化爐的結(jié)構(gòu)和工作過程，如圖1所示。下吸式固定床氣化爐的工作過程為:首先，粉碎處理后的生物質(zhì)物料由爐子頂部混合空氣后，經(jīng)由上料口投入下吸式固定床氣化爐;其次，氣化爐底部燃氣出口處設(shè)置有引風(fēng)機，正常工作時，引風(fēng)機輸出抽力，在爐內(nèi)形成負壓，使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體在爐內(nèi)流動，同時設(shè)置在喉管區(qū)的鼓風(fēng)機，負責(zé)向氧化層輸入一次風(fēng)，為氣化過程提供充分的氧氣，實現(xiàn)對生物質(zhì)物料的充分氧化;最后經(jīng)過還原反應(yīng)區(qū)，生成可燃氣體。物料和空氣在爐內(nèi)由上至下、隨著溫度的變化按照干燥、熱解、氧化、還原4個反應(yīng)層依次地進行氣化反應(yīng)，形成有少量雜質(zhì)的可燃氣體，該氣體經(jīng)過凈化工藝處理，最終形成可以直接使用的可燃氣體。氣化過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，其處理的植物燃料來源眾多，物理、化學(xué)特性差異較大;同時，氣化過程中爐溫受到一次風(fēng)量、物料含水量等諸多因素的共同影響。這些因素對于氣化過程的影響相對較小，氣化過程主要受到空氣當量比和氣化反應(yīng)溫度的影響。生物質(zhì)氣化爐的控制目標是將生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換效率最大化，提高并保證可燃氣體的質(zhì)量。影響氣化爐轉(zhuǎn)換效率的因素有很多，但主要取決于氣化爐4個處理過程的溫度區(qū)間;氣化爐生成的可燃氣體質(zhì)量主要反映在其含氧量高低。因此，生物質(zhì)氣化爐系統(tǒng)控制所要解決的問題主要在于如何將爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在最佳區(qū)間及怎樣降低最終可燃氣體的含氧量。為穩(wěn)定氣化爐爐頂溫度和降低出口處可燃氣體的含氧量，本文選取雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，對生物質(zhì)燃料與一次風(fēng)的投放量分別進行控制，如圖2所示。

1．1溫度控制環(huán)溫度控制環(huán)采用主、副控制結(jié)構(gòu)。根據(jù)工藝分析，生物質(zhì)氣化爐爐溫主要雖然受到多種因素影響，但主要取決于物料物理、化學(xué)反應(yīng)的放熱和吸熱。由于該過程的非線性、大滯后特性，無法用準確的數(shù)學(xué)模型來描述，因此采用BP預(yù)測方法建立物料和溫度的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。主控制器根據(jù)當前溫度和溫度設(shè)定值，預(yù)測最優(yōu)的生物質(zhì)物料添加量;副控制PID根據(jù)該添加量，對上料機構(gòu)的送料速度進行跟隨控制，達到精確上料和穩(wěn)定爐溫的目的。

1．2含氧量控制環(huán)為達到穩(wěn)定爐頂溫度、降低可燃氣體含氧量的目的，本文以一次風(fēng)進風(fēng)量作為主要調(diào)節(jié)手段。因為一次風(fēng)不僅影響著可燃氣體含氧量，還影響著氣化爐溫度，所以本文引入溫度和含氧量兩個反饋。主控制器采用免疫PID控制，它能根據(jù)爐內(nèi)含氧量偏差和爐溫偏差推算出鼓風(fēng)機的最優(yōu)轉(zhuǎn)速;副控制PID則根據(jù)推算出的最優(yōu)轉(zhuǎn)速對鼓風(fēng)機速度進行跟隨控制，確保鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速。

2基于BP算法的溫度控制

氣化過程的溫度變化具有大滯后的特點，給控制帶來了很大的困難。通過對溫度變化的預(yù)估，能夠有效地抑制滯后，提升控制效果。生物質(zhì)氣化過程是一個復(fù)雜的、非線性工業(yè)生產(chǎn)過程。由于氣化爐溫度受到一次風(fēng)量、物料分布及物料含水量等因素的影響，氣化爐溫度變化毫無規(guī)律而言。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡單的神經(jīng)元縱橫交錯而形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它能以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過有限次迭帶計算，獲得實驗數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律，并且無需預(yù)先給定公式，非常適合于研究非線性系統(tǒng)。因此，氣化爐的溫度可以采用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對其進行預(yù)測［9］。BP網(wǎng)絡(luò)是一種多層網(wǎng)絡(luò)，其基本理念是將W－H學(xué)習(xí)規(guī)則一般化，對非線性的可微分函數(shù)訓(xùn)練權(quán)值。目前，BP網(wǎng)絡(luò)主要用在函數(shù)逼近、模式識別、分類和數(shù)據(jù)壓縮方面。BP算法由兩部分構(gòu)成:信息的正向傳遞和偏差的反向傳播。在其正向傳播過程中，輸入的數(shù)據(jù)信息會被逐步運算，從輸入層經(jīng)隱含層直到傳給輸出層;輸出的信息又會影響下一層神經(jīng)元。如果在輸出層沒有獲得期望的輸出，則會在計算輸出層的偏差變化值后進行轉(zhuǎn)向傳播，通過網(wǎng)絡(luò)將偏差信號沿原來的連接通路進行反向傳回，之后各層神經(jīng)元的權(quán)值會被修改直至達到期望目標。設(shè)P為輸入變量，r為輸入神經(jīng)元，s1為隱含層內(nèi)的神經(jīng)元個數(shù)，f1為其對應(yīng)的激活函數(shù)，s2為輸出層的神經(jīng)元個數(shù)，f2為對應(yīng)的激活函數(shù)，A為輸出，T為目標矢量，b1i表示第i個隱層神經(jīng)元的閾值，w1ij表示第j個輸入變量到第i個隱層神經(jīng)元的權(quán)值，b2k為隱層中第k個神經(jīng)元的閾值，w2ki為隱層中第i個神經(jīng)元到輸出層第k個神經(jīng)元的權(quán)值，則BP算法的正向傳遞信息。

2．1樣本的批處理對于一般的BP算法，各連接權(quán)的調(diào)整量分別正比于各個學(xué)習(xí)樣本的代價函數(shù)E，而全局偏差意義上的梯度算法就是調(diào)整全局偏差函數(shù)E的連接權(quán)。在逐個訓(xùn)練樣本時對權(quán)值的修正可能會出現(xiàn)振蕩，為了避免這一問題，應(yīng)該在m個學(xué)習(xí)模式全部提供給網(wǎng)絡(luò)之后對它統(tǒng)一進行調(diào)整;而成批訓(xùn)練的方法就是將一批樣本生成的修正值累計后統(tǒng)一進行一次批處理。因此，修改權(quán)值的增量為。減少每個連接權(quán)及閾值的校正次數(shù)，從而改進了學(xué)習(xí)速度。應(yīng)用該方法時，穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程及限制每次迭代網(wǎng)絡(luò)偏差增量是學(xué)習(xí)率增長的前提。

2．2基于變學(xué)習(xí)率的BP算法在基本的BP算法中，學(xué)習(xí)率必須是一個固定的常數(shù)。通過分析基本的BP算法的偏差曲面得知:在其平坦區(qū)域，學(xué)習(xí)率太小會造成迭代次數(shù)增加;而在變化劇烈區(qū)域，學(xué)習(xí)率太大又可能修正過頭，引起振蕩及發(fā)散，進一步影響學(xué)習(xí)收斂的速度。所以，合理調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)率從而加快收斂速度是基本BP算法的常用改進方法之一。

2．3氣化爐溫度的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測基于生物質(zhì)氣化過程的機理分析及實際經(jīng)驗，為降低神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，影響焦爐集氣管壓力的可測量因素初步確定為一次風(fēng)量、物料分布及物料含水量，將其作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，氣化爐溫度的預(yù)測值為輸出，此時BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就變成為一個4輸入單輸出的模型。其中，啟停次數(shù)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點，特征參數(shù)值為輸出節(jié)點，建立一個隱含層有5個神經(jīng)元的3層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。理論上已經(jīng)證明:如果一個網(wǎng)絡(luò)具有偏差和至少一個S型隱含層加上一個線性輸出層，那它就能夠逼近任意有理函數(shù)。訓(xùn)練算法采用梯度下降法，學(xué)習(xí)速率為0．15，網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值為0～1中的隨機數(shù)。

3基于模糊免疫PID的含氧量控制

可燃氣體含氧量是生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)質(zhì)量的重要指標之一，也關(guān)系到氣化產(chǎn)物的安全使用問題。在本文設(shè)計的生物質(zhì)氣化爐控制系統(tǒng)中，采用溫度和可燃氣體含氧量雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對氣化過程進行自動控制。可燃氣體含氧量控制需要利用對一次風(fēng)的控制，解決含氧量控制和爐溫控制之間的矛盾，在穩(wěn)定爐溫的同時降低可燃氣體含氧。

3．1生物免疫機理生物免疫機理是抗擊病源入侵的首要防御系統(tǒng)，它通過對病原物質(zhì)的特殊提取、識別、刺激響應(yīng)、自適應(yīng)調(diào)節(jié)、學(xué)習(xí)和記憶等功能殺死抗原。B細胞和T細胞是生物免疫機理主要構(gòu)成部分;而在免疫系統(tǒng)中，除了淋巴細胞外，還有一些其它種類的免疫細胞擁有著不可忽視的作用。T細胞和B細胞從不活躍、未成熟經(jīng)自體耐受發(fā)展為成熟的免疫細胞，一旦人體受到有關(guān)攻擊時，迅速產(chǎn)生免疫應(yīng)答。所謂的免疫應(yīng)答就是一個識別、效應(yīng)和記憶的過程。抗原是一類能被胸腺中的T細胞及骨髓中的B細胞識別并刺激T細胞及B細胞進行特異性應(yīng)答的病原體。巨噬細胞等將特異抗原遞呈細胞吸取消化病原體，分解后展示在細胞表面，形成MHC分子。成熟的T細胞會被MHC分子激活，然后接受并識別病原體抗原。T細胞識別特異抗原后會復(fù)制并激活殺傷T細胞，令其殺死任何受到特異抗原感染的細胞，并通過輔助T細胞將B細胞激活，使其識別特異抗原，并進一步擴增分化產(chǎn)生抗體。這些抗體會與抗原結(jié)合，通過與補體系統(tǒng)形成復(fù)合物或直接被吞噬細胞吞噬來殺死抗原。B細胞、T細胞在走向成熟過程中會經(jīng)歷自體耐受，在接受、識別、殺死抗原后會形成免疫記憶，產(chǎn)生免疫反饋。免疫反饋原理為:抗原進入機體后，將信息傳遞給TH細胞和抑制TH細胞產(chǎn)生的TS細胞，接受到信息的TH、TS細胞會共同刺激B細胞使其增殖分化產(chǎn)生抗體消除抗原。為使免疫反饋系統(tǒng)趨于平衡［10］，當抗原較多時，機體中TH細胞會較多于TS細胞，產(chǎn)生較多B細胞;反之，抗原被消滅減少后，TS細胞又會增多并抑制TH細胞的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致B細胞也隨之減少。

3．2模糊免疫PID算法為滿足不同的控制要求，讓被控對象有良好的性能，溫度模糊免疫PID控制器采用模糊控制原理對PID參數(shù)模型中的kp、ki、kd進行在線修改。其中，溫度偏差e(e=T0－T1，T0代表檢測的實際溫度，T1代表設(shè)定溫度)和加熱能級u1作替換:u1S，Δu1ΔS，分別為控制器的輸入/輸出。

4仿真

在保證生物質(zhì)氣化爐運行狀況基本相同的條件下，采用基于灰色遺傳的組合預(yù)測算法，對從某廠氣化爐現(xiàn)場采集到的2000組干燥層溫度數(shù)據(jù)中選取的連續(xù)1500組訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，以及剩余500組與樣本數(shù)據(jù)時間相近的實驗樣本數(shù)據(jù)進行學(xué)習(xí)，建立預(yù)測模型，對試驗樣本進行擬合。為了驗證基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物質(zhì)氣化爐溫度組合預(yù)測算法方法的有效性，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對實驗數(shù)據(jù)進行學(xué)習(xí)和擬合，結(jié)果如圖3所示。從仿真結(jié)果可以看出:采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以較好地預(yù)測氣化爐溫度實時值，平均誤差為4．3%，且能良好地跟蹤實際溫度的相位變化，為氣化爐溫度控制和可燃氣體含氧量控制奠定良好了基礎(chǔ)。

5應(yīng)用

針對某生物能源公司以生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過程具有高度非線性、時變特性、強耦合性、擾動變化激烈且幅度大的特點，結(jié)合氣化爐現(xiàn)場工藝狀況，設(shè)計了一種新的控制系統(tǒng)應(yīng)用于該公司生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過程。該系統(tǒng)基于Honeywell集散控制系統(tǒng)運行環(huán)境和操作平臺，可用于采集過程數(shù)據(jù)、實時監(jiān)視及分析歷史數(shù)據(jù)等;采用高級編程語言VisualC++6．0編寫智能解耦與優(yōu)化控制應(yīng)用軟件，通過OPC通信技術(shù)將應(yīng)用軟件和集散系統(tǒng)進行無縫連接，以確保所編寫的應(yīng)用軟件能夠通過集散系統(tǒng)對現(xiàn)場的執(zhí)行設(shè)備進行控制，從而保證了多座氣化爐生產(chǎn)過程的實時穩(wěn)定優(yōu)化控制。本文所研究的生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)在某生物能源公司入生產(chǎn)后，得到了有效應(yīng)用，起到了穩(wěn)定氣化爐溫度、降低可燃氣體含氧量的作用，滿足了生產(chǎn)過程的需要。將本文提出的控制方法應(yīng)用于現(xiàn)場實際后，運行情況表明:生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)保證了化爐干燥層溫度穩(wěn)定在優(yōu)化設(shè)定值±45℃范圍內(nèi);當壓力變化、投放物料、氣溫變化造成系統(tǒng)擾動時，該系統(tǒng)能在短時間內(nèi)通過調(diào)節(jié)上料速度和一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速，將爐溫和可燃氣體含氧量動態(tài)調(diào)整到正常波動范圍內(nèi)，滿足了生產(chǎn)的要求。

6結(jié)論

第3篇

(1)當前智能控制系統(tǒng)的功能與性能不夠完善,無法滿足機械制造行業(yè)的電子技術(shù)等行業(yè)的發(fā)展需要。智能控制系統(tǒng)的運用雖然改變了傳統(tǒng)的機電一體化系統(tǒng)的運行狀況,其運行效率更高,但是仍然存在著一定的差距,無法適應(yīng)新時期的發(fā)展需要,仍然會受到外界環(huán)境因素的影響與控制。(2)智能控制雖然能夠有效的提高機電一體化系統(tǒng)的運行效率,但是仍然會存在著許多突發(fā)狀況。機電一體化應(yīng)用智能控制系統(tǒng)后,可通過系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出的命令編碼進行自動工作,可以避免因人為操作失誤而造成不必要的損失,減少工作中的失誤損失,提高工作完成質(zhì)量及工作效率。但是在某些方面會受到電力系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等的不良影響,從而使智能控制系統(tǒng)不能夠有效運轉(zhuǎn),對于一些不可抗力因素而言,智能控制系統(tǒng)始終無法超越。(3)智能控制與機電一體化系統(tǒng)的磨合度還有待提高。機電一體化對生產(chǎn)與生活活動的開展有著不可替代的作用,一旦智能控制工作不能實施,那么就會影響人們生活與生產(chǎn)活動的開展。因此我們必須不斷的改進與完善智能控制工作,盡可能降低智能工作的失誤率。

2機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

(1)機電一體化系統(tǒng)中的智能控制工作都是根據(jù)長時期的總結(jié)與改進而得出的經(jīng)驗進行設(shè)定,操作人員只需要定時、定序的輸入相關(guān)的工作指示,機電一體化系統(tǒng)中的各項板塊就會自動按照相應(yīng)的流程進行工作。因此只要工作人員輸入的指令不存在任何的錯誤,那么智能控制系統(tǒng)就會具有較高的可靠性。(2)機電一體化系統(tǒng)中智能控制應(yīng)用的領(lǐng)域相當廣泛,涉及社會生產(chǎn)與生活活動的方方面面。機電一體化逐漸演變成為智能控制背景下的機電一體化,這是時展所需要的,同時也是科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟水平長期發(fā)展的產(chǎn)物。

機械制造業(yè)的重點在于是否能夠?qū)崿F(xiàn)機電一體化,這是提高機械制造產(chǎn)品質(zhì)量和效率的重要途徑。目前最為科學(xué)的機械制造方法就是實現(xiàn)智能控制技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者之間的聯(lián)合,實現(xiàn)從人工管理到智能控制過渡的目標。同時,智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計算的方法對機械制造的現(xiàn)狀進行動態(tài)地模擬,通過傳感器融合技術(shù)將采集的信息進行預(yù)處理,從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。不僅如此,智能控制監(jiān)管的部分還包括機械事故發(fā)生檢測管理工作、檢測與監(jiān)督管理工作以及智能協(xié)調(diào)控制工作等等方面。機電一體化系統(tǒng)中智能控制應(yīng)用還體現(xiàn)在建筑工程領(lǐng)域中。智能控制系統(tǒng)在建筑實施過程中運用的方面比較廣泛,主要集中在照明系統(tǒng)中和保暖制冷系統(tǒng)中,從而提高資源的利用率,減少能源資源的使用。照明智能控制系統(tǒng)主要是利用計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)實現(xiàn),能夠有效的調(diào)節(jié)照明區(qū)域、照明時間、照明資源節(jié)能等方面。

機電一體化系統(tǒng)中智能控制應(yīng)用于數(shù)控技術(shù)中。伴隨著生產(chǎn)能力的提高和科學(xué)技術(shù)水平的提高,各行各業(yè)的發(fā)展已經(jīng)離不開機電一體化系統(tǒng),尤其對數(shù)控技術(shù)要求越來越高。數(shù)控技術(shù)要實現(xiàn)智能功能,還需要擴展、模擬、延伸等新的智能功能,從而使得數(shù)控技術(shù)可以實現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫等目標,運用智能控制技術(shù)可以實現(xiàn)這些目標。例如一些比較復(fù)雜的工程問題或者是大型機械設(shè)備出現(xiàn)故障,人工無法進行實際檢測,那么只有利用數(shù)控技術(shù)對其進行演算與推理,這樣才能夠得到一些具體性與操作性較強的改進意見。

3結(jié)語

第4篇

人工智能技術(shù)是人類科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進步的必然結(jié)果，也是工業(yè)發(fā)展過程中，促進工業(yè)自動化科學(xué)化發(fā)展的重要推動力量。在人工智能技術(shù)的發(fā)展中，科技的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進步會促進人工智能技術(shù)的發(fā)展；反之，人工智能技術(shù)的進步，可以完成那些人類自身無法辦到、技術(shù)條件效果不好的生產(chǎn)技術(shù)操作。當前的人工智能主要是計算機技術(shù)的發(fā)展結(jié)果，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，通過對計算機信息特點和操作性能的了解和設(shè)計，使計算機操作系統(tǒng)具有更多更先進的人工化反應(yīng)，并在實際的信息技術(shù)處理過程中，通過其系統(tǒng)內(nèi)部的人工化、智能化識別和處理系統(tǒng)，對電氣自動化控制和其他工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域在運行中的問題進行自主解決。如今，人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進步，其研究發(fā)展項目也越來越多，越來越先進，實用性越來越強。人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛運用與工業(yè)自動化、過程控制和電子信息處理等先進的技術(shù)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)通過模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經(jīng)算法等方式，可以在電氣自動化控制中，采取更靈活多變的控制方式，對電氣自動化設(shè)備運行中的不穩(wěn)定因素和動態(tài)變化進行自主的調(diào)整，從而保障其運行的準確和高效，減少出錯率。人工智能技術(shù)的運用，可以大大減少在電氣自動化控制等領(lǐng)域的人力成本，并且能夠解決一些工作人員無法有效監(jiān)控和解決的問題，做到及時有效。

2人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

2.1人工智能控制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能

在電氣設(shè)備的運行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動化控制情況，發(fā)現(xiàn)運行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動化控制中，由于技術(shù)水平和實際運行中的動態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無法做到準確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動化運行過程中對動態(tài)信息的及時收集和穩(wěn)定傳輸，對相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動化的控制水平，充分保障了電氣運行中的安全性和穩(wěn)定性。

2.2人工智能控制實現(xiàn)了系統(tǒng)運行監(jiān)視機報警功能

電氣自動化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動執(zhí)行機構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計動作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行都要嚴格按照設(shè)計模型和函數(shù)計算的基礎(chǔ)上進行，如果系統(tǒng)中的一點出現(xiàn)問題，就會造成整個自動控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動化控制系統(tǒng)運行中，對系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，對運行中的特殊情況進行及時的報警處理，幫助自動化系統(tǒng)及時處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強對電氣系統(tǒng)的管理。

2.3人工智能控制實現(xiàn)了操作控制功能

電氣自動化控制的主要特征之一就是通過計算機的一鍵操作，就可以實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動化運行符合現(xiàn)實的需要。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行人工操作，從而促進自動化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動化運行的效率，也增加了自動化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對電氣自動化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進的算法，按照電氣自動化的需求，對自動化系統(tǒng)進行自動化和智能化設(shè)計，從而實現(xiàn)對電氣自動化控制系統(tǒng)的同時操作，大大提高了自動化控制的效率，減少了單獨指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。

3人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的控制方式

3.1模糊控制

模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運用模糊控制器，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。在實際控制設(shè)計過程中，通過對計算機控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達到對電氣自動化系統(tǒng)的科學(xué)控制。

3.2專家控制

專家控制是指在進行電氣自動化控制過程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過對以往控制經(jīng)驗的模擬和學(xué)習(xí)，實現(xiàn)電氣自動化控制中智能控制技術(shù)的實施。這種控制方式具有很強的靈活性，在實際運行中，面對控制要求和系統(tǒng)運行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調(diào)整，強化對工作環(huán)境的適應(yīng)。

3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制

網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對人腦神經(jīng)元的活動模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對電氣自動化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時提出有效的解決辦法，并通過對相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。

4結(jié)語

第5篇

隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。

2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1性能發(fā)展方向

(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

(3)工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。

(4)實時智能化早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實時響應(yīng)的、更現(xiàn)實的領(lǐng)域發(fā)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實時智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具自動管理及補償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

2.2功能發(fā)展方向

(1)用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現(xiàn)實、科學(xué)計算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。

(2)科學(xué)計算可視化科學(xué)計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

(3)插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關(guān)的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/p>

(4)內(nèi)裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇藴蔖LC用戶程序基礎(chǔ)上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。

(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。

2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。

(2)模塊化硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

(3)網(wǎng)絡(luò)化機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

3智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)

第6篇

論文摘要：依據(jù)茂名聯(lián)通基站的實際情況，結(jié)合各大運營商的移動通信基站普遍存在的問題，提出了如何確保基站內(nèi)的設(shè)備運行安全及防盜等問題。針對該問題設(shè)計出一套從根本上提高動力設(shè)備維護水平和效率，達到監(jiān)控智能化的目的的系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進行需求分析和設(shè)計。

l概述

隨著我國移動通信事業(yè)的飛速發(fā)展，各大運營商的移動通信基站的數(shù)量日益增加，身處城鄉(xiāng)結(jié)合部或偏遠山區(qū)的移動通信基站因常年無人值守成為盜竊分子的光顧目標，基站的各種附屬設(shè)備如蓄電池、鐵塔角鋼、空調(diào)外機、銅地線(排)、饋線等設(shè)備也成了盜賊的主要偷竊目標。目前，如何確保基站內(nèi)的設(shè)備運行安全及防盜，已成為基站維護的首要難題。

2目前基站的現(xiàn)狀

目前，茂名聯(lián)通基站環(huán)境監(jiān)控設(shè)備仍為老式的環(huán)控箱接人監(jiān)控，通過采集模擬量輸入到基站主設(shè)備上，從而完成上報，且只能上報簡單的停電、開門、高溫、積水和煙霧等告警，無法遠程測量和調(diào)整參數(shù)。另外，環(huán)控箱的告警上報依賴于主設(shè)備的運行，一旦BTS斷站，其便無法工作。為緩解日益緊張的人員及維護工作的壓力，從根本上提高動力設(shè)備維護水平和效率，達到監(jiān)控智能化的目的，建設(shè)一套高水平的基站動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的。

3需求分析和設(shè)計思路

對茂名聯(lián)通新建的動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)，除了要達到基本的監(jiān)控目的以外，更重要的是實現(xiàn)智能化監(jiān)控要求。它包括以下三個方面：

(1)交、直流動力系統(tǒng)。監(jiān)控對象包括：配電箱、開關(guān)電源、蓄電池等。監(jiān)控范圍包括：市電輸入三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、頻率、有功功率、電度、整流模塊單體輸出電流、總負載電流、蓄電池充電電流、市電狀態(tài)(市電有／無，缺相，欠壓／過壓)、蓄電池組總電壓、每組蓄電池充、放電電壓等。通過對動力系統(tǒng)實時不間斷的監(jiān)控，了解每個基站電源輸入輸出、整流模塊設(shè)備的運行情況，對電源設(shè)備出現(xiàn)的問題和故障能在最短的時間內(nèi)做出反應(yīng)和處理；蓄電池是整個直流供電系統(tǒng)的后備電源，我們通過監(jiān)控，對蓄電池組總電壓以及每組電池充、放電電壓進行統(tǒng)計和分析，對有問題的電池及時進行更換，真正做到有備無患。

(2)空調(diào)、環(huán)境系統(tǒng)。監(jiān)控內(nèi)容包括：機房智能空調(diào)系統(tǒng)、基站分體空調(diào)(開關(guān)機、工作狀態(tài)指示、空調(diào)工作電流)、溫度、濕度、水浸地濕、嫻霧告警以及動態(tài)圖像等。保證設(shè)備運行在恒溫恒濕的環(huán)境中。

(3)門禁系統(tǒng)。監(jiān)控內(nèi)容包括：遠程開門、修改門禁內(nèi)部的各種工作和控制參數(shù)、授權(quán)、刪除用戶、用戶的準進時段管理，以及各種報警記錄、進、出門記錄、刷卡、出門按鈕開門事件、門禁內(nèi)部參數(shù)被修改的記錄等。

4拓撲結(jié)構(gòu)

茂名聯(lián)通基站動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)采用逐級匯接的結(jié)構(gòu)，由省公司監(jiān)控中心(PSC)、地市公司監(jiān)控中心(SC)、監(jiān)控單元(SU)和監(jiān)控模塊(SM)構(gòu)成，采用監(jiān)控中心(sc)與監(jiān)控單元(su)直聯(lián)的方式。具體結(jié)構(gòu)如下：

省監(jiān)控中心(PSC)主要對地市監(jiān)控中心(sc)進行監(jiān)督、維護管理。監(jiān)控中心配有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，各地市監(jiān)控中心(SC)的數(shù)據(jù)直接上傳省監(jiān)控中心。

茂名監(jiān)控中心(sc)主要對本地區(qū)的各個監(jiān)控單元(su)進行管理，是本區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心，完成全網(wǎng)的監(jiān)控信息的統(tǒng)計分析及處理，并對遠端監(jiān)控設(shè)備進行遙測、遙調(diào)，對監(jiān)控對象(機房設(shè)備、環(huán)境、圖像)進行管理，同時，還具有強大的門禁管理功能。所有的監(jiān)控中心均可以通過D接口與廣東聯(lián)通綜合網(wǎng)管系統(tǒng)相連。

監(jiān)控單元(su)是集數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、傳輸為一體的智能化模塊化單元，能夠完成一個獨立的物理通信基站內(nèi)所有監(jiān)控模塊(SM)的管理工作，并將采集的數(shù)據(jù)集中通過1條2M電路上傳到監(jiān)控中心(SC)。

監(jiān)控模塊(SM)是面向具體的監(jiān)控對象，具有完成數(shù)據(jù)采集和必要控制的功能。按照監(jiān)控對象類型的不同，可分為：防盜、積水、電源管理、空調(diào)管理等模塊。

5參考規(guī)范

(1)中國聯(lián)通集團公司2009年3月《中國聯(lián)通移動網(wǎng)基站動力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)總體技術(shù)要求》；(2)《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》(XDN023—96)；(3)《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》(YD／T1051—2000)；(4)《通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(YD／T5027—2005)；(5)《通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》(YD／T5058—2005)；(6)《通信開關(guān)電源系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)要求和試驗方法》(YD／TI104—2001)；(7)《通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GF006—2000)。

6具體功能和意義

(1)實時監(jiān)控告警。無論基站距離遠近，一旦設(shè)備產(chǎn)生告警都能在數(shù)秒內(nèi)將告警信息上報至監(jiān)控中心。值班人員能在第一時間發(fā)現(xiàn)告警并做通知相關(guān)專業(yè)人員進行處理。例如深夜情況下基站上報防盜告警，這時值班人員可以通過轉(zhuǎn)動攝像頭觀察站內(nèi)環(huán)境，從而判斷是否有盜賊入侵，并及時通知代維和l1O前往。

(2)數(shù)據(jù)采集分析。本監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備數(shù)據(jù)進行24小時連續(xù)記錄，能真實可靠地反映設(shè)備的運行情況。這些數(shù)據(jù)是設(shè)備障礙分析的得力工具。比如在蓄電池維護方而。密封式閥控電池對均浮充電壓和溫度條件要求較高。通過監(jiān)控系統(tǒng)就可以隨時查看電池電壓和環(huán)境溫度，省去了大量的現(xiàn)場測量工作。通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析，還可以從中判斷哪些基站的電池單體存在問題并及時加以解決。

(3)加強維護管理。本監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了舊的電源、空調(diào)等設(shè)備的維護模式。以前的維護方式是等設(shè)備出現(xiàn)問題后進行應(yīng)急搶修，現(xiàn)在可以運營商可以真正掌握所有電源、空調(diào)設(shè)備24小時的運行狀況，實現(xiàn)有的放矢的主動維護，真正做到設(shè)備的預(yù)檢預(yù)修。這種管理從根本上改變了過去維護的被動局面，對設(shè)備的故障告警可以實現(xiàn)派單式的閉環(huán)流程管理。

(4)降低維護成本。本監(jiān)控系統(tǒng)能大大提高維護質(zhì)量，降低運營成本，給公司帶來直接的經(jīng)濟效益，真正實現(xiàn)了移動通信基站的無人值守。以日常維護的基站巡檢為例，現(xiàn)在可以在監(jiān)控中心對設(shè)備進行實時巡檢，減少了無謂的維護支出。基站實行設(shè)備代維之后，還可通過監(jiān)控系統(tǒng)對代維廠家進行考核，從而提高維護管理質(zhì)量。

第7篇

關(guān)鍵詞：人工智能；電氣工程；自動化

Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.

Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation

中圖分類號：V242 文獻標識碼： 文章編號

引言：社會的進步和人類的長壽要求生產(chǎn)力更加發(fā)達,要求人類的經(jīng)濟生活更加智能化,以節(jié)省寶貴的人類時間去做其它有益的事情。電氣自動化控制領(lǐng)域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自動化控制方面的優(yōu)勢在這個領(lǐng)域也確實能夠得到極大的發(fā)揮。促進自動化控制的發(fā)展進步,促進了智能理論在控制技術(shù)中的應(yīng)用,以解決用傳統(tǒng)的方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。人工智能主要包括思維能力、行為能力和感知能力三個方面。人工智能指的是人類制作的機器所表達出來的智能,體現(xiàn)了自動化的特征。因此智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中可以發(fā)揮最大的效用,促進電氣的優(yōu)化設(shè)計、診斷故障和智能控制等。

一、人工智能應(yīng)用理論分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬，延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)．并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機器 該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統(tǒng)等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學(xué)會上提出以后，人工智能研究飛速發(fā)展，成為以計算機為主．涉及信息論．控制論， 自動化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)的一門學(xué)科。人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜的工作。

當今社會，計算機技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的方方面面，計算機編程技術(shù)的日新月異催生自動化生產(chǎn)，運輸 傳播的快速發(fā)展。人腦是最精密的機器，編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋．所以模仿模擬人腦的機能將是實現(xiàn)自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產(chǎn)、流通、交換、分配等關(guān)鍵一環(huán)，實現(xiàn)自動化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運作的效率。

二、智能化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

在電氣自動化控制中應(yīng)用到智能化技術(shù)，主要是以智能化控制器的形式，這種智能化控制器較過去的控制器相比的確具有不少優(yōu)勢，下面我們就對其進行詳細的分析。

1.無需控制模型

過去的控制器在進行自動化控制時，往往會因為控制對象的動態(tài)方程比較復(fù)雜而無法精確到位地掌握，這會使得該對象模型的設(shè)計過程中會出現(xiàn)較多不可預(yù)估、不可測量的客觀因素，比如一些參數(shù)的變化。無法掌握這些因素，也就不能設(shè)計出精準的模型，自動化控制工作的實際效率也會下降。而智能化控制器并不需要對控制對象模型進行設(shè)計，這就可以從根本上避免一些不確定因素的產(chǎn)生，提高自動化控制的精密系數(shù)。

2.方便調(diào)整控制

智能化控制器還有另一個大好處，就是可以隨時根據(jù)下降時間、響應(yīng)時間以及魯棒性的變化來調(diào)節(jié)控制程度，從而有效提高自身工作性能，為自動化控制提供最基礎(chǔ)的保障。無論是在什么樣的情況下，智能化控制器的調(diào)節(jié)控制與過去的控制器相比具有更方便調(diào)節(jié)的優(yōu)勢，更適合投入實際使用。還有一點好處，就是智能化控制器在進行調(diào)節(jié)控制時完全只需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化來自行調(diào)節(jié)，即使沒有專門的技術(shù)人員在旁邊也可以，同樣遠程調(diào)節(jié)控制也是可行的，充分體現(xiàn)了電氣工程自動化控制的無人操作性要求，對行業(yè)未來發(fā)展的重要性不言而喻。

3.一致性很強

智能化控制器的一致性很強，這表現(xiàn)在它對不同數(shù)據(jù)的處理上，及時輸入完全陌生的數(shù)據(jù)也可以收到很高的估計，完美達到自動化控制的相關(guān)要求。不同的控制對象的效果也是不同的，雖然在對有些控制對象實施控制時智能化控制器暫時沒有采取行動，其控制效果也是非常優(yōu)秀的，但這并不是絕對的，可能在換了控制對象的時候就無法收到預(yù)期的效果了。所以我們技術(shù)人員在設(shè)計階段還是不能松懈，要認真落實具體化原則，即在面對不同的對象時一定要根據(jù)其具體情況詳細分析，不能因為馬虎就降低了控制要求。一旦出現(xiàn)智能化控制器使用效果不佳的情況，不能盲目否定智能化技術(shù)，一定要從每個工程環(huán)節(jié)詳細排查、認真分析，因為上述人為因素會給自動化控制結(jié)果帶來很大的誤差，影響試驗的準確性。

三、人工智能技術(shù)的應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，許多高等院校及科研機構(gòu)就人工智能在電氣設(shè)備的應(yīng)用方面展開了研究工作，如將人工智能用于電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計，故障預(yù)測及診斷、控制與保護等領(lǐng)域。

1．優(yōu)化設(shè)計

電氣設(shè)備的設(shè)計是一項復(fù)雜的工作 它不僅要應(yīng)用電路、電磁場、電機電器等學(xué)科的知識，還要大量運用設(shè)計中的經(jīng)驗性知識。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計是采用簡單的實驗手段和根據(jù)經(jīng)驗用手工的方式進行的．因此很難獲得最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，電氣產(chǎn)品的設(shè)計從手工逐漸轉(zhuǎn)向計算機輔助設(shè)計(CAD)，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。人工智能的引進．使傳統(tǒng)的CAD技術(shù)如虎添翼．產(chǎn)品設(shè)計的效率及質(zhì)量得到全面提高。用于優(yōu)化設(shè)計的人工智能技術(shù)主要有遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法是一種比較先進的優(yōu)化算法，非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計。因此電氣產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設(shè)計大部分采用此種方法或其改進方法。

2. 故障診斷

電氣設(shè)備的故障與其征兆之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，具有不確定性及非線性．用人工智能方法恰好能發(fā)揮其優(yōu)勢。已用于電氣設(shè)備故障診斷的人工智能技術(shù)有：模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

變壓器由于在電力系統(tǒng)中的特殊地位而備受關(guān)注，有關(guān)方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析．從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術(shù)在發(fā)電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。

3. 智能控制

人工智能控制技術(shù)在自動控制領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已廣泛展開，但在電氣設(shè)備控制領(lǐng)域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法，因而它的應(yīng)用實例最多。

四、結(jié)束語

綜上所述，本文主要介紹了智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用情況。只有加強電氣工程的智能化程度，才是最終保證行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的根本手段。

參考文獻：

第8篇

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便

光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。

從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[5]王家淳.激光焊接技術(shù)的發(fā)展與展望.激光技術(shù)，2001（2）

第9篇

    【論文摘要摘要:先容了光機電一體化技術(shù)特征,探究了國內(nèi)外技術(shù)目前狀況和發(fā)展趨向,指出了未來發(fā)展遠景和一些重要技術(shù)熱門。

    近些年來,光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在民用產(chǎn)業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此,光機電一體化技術(shù)成為當今機械產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨向。

    1.光機電一體化技術(shù)特征

    光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。和傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較,光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

    1.1 體積小,重量輕,適應(yīng)性強,操縱更方便

    光機電一體化技術(shù)使得操縱職員擺脫了以往必須按規(guī)定操縱程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操縱的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操縱程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn),甚至實現(xiàn)操縱全自動化和智能化。

    1.2 功能增加,精度大幅進步

    光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平進步,運算速度加快,通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

    1.3 部分硬件實現(xiàn)軟件化,智能化程度進步

    傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序,指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能,使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨向向"軟件化"和"智能化"。

    1.4 產(chǎn)品可靠性得到進步,使用壽命增長

    傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命進步,故障率降低,從而進步了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

    1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù),衍生出很多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

    光機電一體化產(chǎn)品的探究開發(fā)涉及到很多學(xué)科和專業(yè)知識,包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和機械技術(shù)各自的上風(fēng)結(jié)合起來,衍生出很多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

    1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強,各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求進步

    光機電一體化是一門學(xué)科的邊沿科學(xué)技術(shù),多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術(shù)揚長避短,進步系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

    2.探究目前狀況和發(fā)展趨向

    2.1探究目前狀況

    自從我國實行改革開放以來,科技領(lǐng)域急起直追,我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效,數(shù)控產(chǎn)品有了很大的進步,尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快,是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品,不但適用國內(nèi)市場的需要,部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器(PC)和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕產(chǎn)業(yè)機械都是如此,我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備,在質(zhì)量上也有重大突破,為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。 【

    2.2 發(fā)展趨向

    光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域,成為一種新興的學(xué)科,并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。

    從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看,光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱門主要包括摘要:

    (1)激光技術(shù)

    1)高單色性,利用激光高單色性作精密丈量時,可極大地進步丈量精度和量程。

    2)高方向性,因具有很遠間隔傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠間隔激光通訊、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遠控。

    3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點四周可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

    4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通訊、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性,應(yīng)用范圍更廣。

    (2)傳感檢測技術(shù)

    1)激光準直,能夠丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準丈量。

    2)激光測距,其探測間隔遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受自然影響大。

    3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測器。

    其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

    (3)激光快速成型技術(shù)

    激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié),由點、線構(gòu)造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場,極大地進步了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

    (4)光能驅(qū)動技術(shù)

    利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在外形記憶合金上,反復(fù)地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于低級階段,假如能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光功能特性的動態(tài)物質(zhì),則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

    3.結(jié)語

    技術(shù)上的改革和和之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當?shù)匾M電子技術(shù),產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

    參考文獻

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    [3 宋云奪編譯. 光機電一體化業(yè)的未來. 光機電信息,2003(12)

    [4 左鐵釧、施定源、陳鎧. 激光加工技術(shù)的上風(fēng)及在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用. 激光雜志,1999(4)