試析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用及發(fā)展

劉寧 張錫亮

摘要：隨著當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和，智能技術(shù)也在快速發(fā)展，關(guān)于智能控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，也引起了廣泛的關(guān)注。在實(shí)際發(fā)展中分析，如何有效的提升智能控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用效果，并且保障機(jī)械電子工程在運(yùn)行中的安全穩(wěn)定性，成為機(jī)械電子工程技術(shù)發(fā)展中的主要研究問題。文章針對智能控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，進(jìn)行了簡要的分析研究。

關(guān)鍵詞：神經(jīng);網(wǎng)絡(luò)技術(shù);機(jī)械;發(fā)展

隨著智能理論以及科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，當(dāng)前社會中應(yīng)用智能計(jì)算方式來完成日常生活與工作，已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一種方式，提高機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以為社會發(fā)展帶來更多的便利，同時(shí)也能幫助人們完成以往難以完成的工種。在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中，最重要的問題之一就是如何將機(jī)械工程設(shè)計(jì)問題直接轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化間題，選擇最恰當(dāng)?shù)姆绞絹硗瓿缮鐣约叭藗儗τ跈C(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的需求。如果按照傳統(tǒng)的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)算法完成優(yōu)化，會遇到非常多的阻礙，然而利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)算法則能夠解決以往難以解決的問題。本研究的主要目的就是分析人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

一、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這一技術(shù)通過模擬人類大腦中樞神經(jīng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建分布式并行信心處理算法模型，是一種以人腦為模型的處理元素集合，其中各個(gè)處理元素都是一個(gè)神經(jīng)單元。這里的神經(jīng)元素不是獨(dú)立的，與其他的神經(jīng)元素都存在著一定的關(guān)聯(lián)，這種關(guān)系也叫拓?fù)潢P(guān)系。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)完成后，并不算真正成功，因?yàn)檫@是一個(gè)空的模型架構(gòu)，需要在完成設(shè)計(jì)后，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)信息的訓(xùn)練，培養(yǎng)一種習(xí)慣和能力，讓模型能夠不斷積累經(jīng)驗(yàn)和知識，并形成自身問題處理的有效邏輯關(guān)系和能力，這樣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能根據(jù)自身獲得的知識以及經(jīng)驗(yàn)，對相關(guān)問題進(jìn)行處理。

二、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械工程領(lǐng)域中的應(yīng)用

（一）在高智商機(jī)器的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

充分強(qiáng)化機(jī)械的智能屬于機(jī)械工程方面的明顯發(fā)展趨勢，保證機(jī)床可以結(jié)合工件的材質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)的改制效果，對工件做出自主切削設(shè)置，車輛在路橋上通行可以持續(xù)保持車距，載重等。在這些環(huán)節(jié)中，如果將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯進(jìn)行科學(xué)的融合，并借助模糊邏輯來量化輸入變量，借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行決策，屬于較為寬泛的運(yùn)用探索課題。對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之所以能夠得到廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)橐韵拢幌駥＜蚁到y(tǒng)那樣需要建立知識庫，運(yùn)行所需要的知識規(guī)則，是由訓(xùn)練樣本訓(xùn)練后存儲在網(wǎng)絡(luò)的權(quán)系數(shù)中;由于只需要模擬現(xiàn)實(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的輸入和輸出，網(wǎng)絡(luò)又具有極強(qiáng)的非線性映射能力，使網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)十分簡單;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性很好，在局部節(jié)點(diǎn)或連接失效乃至于規(guī)則完全不掌握的情況下仍然能繼續(xù)丁作。

（二）魯棒性控制技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械電子工程在運(yùn)行中出現(xiàn)外部因素干擾的現(xiàn)象較多，外部干擾下如機(jī)械設(shè)備不能正常運(yùn)行，或在生產(chǎn)中途停止運(yùn)行，會造成產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量不合格，甚至引起安全事故。該類現(xiàn)象下分析魯棒性控制技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，則有效的解決了該類問題。魯棒性控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，主要的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)表現(xiàn)為：設(shè)備運(yùn)行中遭遇外界干擾的情況下，控制系統(tǒng)能夠正常保持控制性能并正常進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)行控制。具體在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，主要的功能效果體現(xiàn)于柔性臂軌，以及滑膜結(jié)構(gòu)的運(yùn)行控制中。從整體的應(yīng)用效果方面分析，魯棒性控制技術(shù)的應(yīng)用，對于機(jī)械電子工程運(yùn)行中的安全性保障，以及機(jī)械電子工程中的應(yīng)用穩(wěn)定性提升，發(fā)揮了重要的作用。

（三）反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械優(yōu)化過程中所使用的，另外一種系統(tǒng)是反饋（Recurrent Network）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它也是建立在機(jī)械產(chǎn)品的整體傳輸之上、利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)完成的模型構(gòu)建。反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建的過程中，其主要是借助雙向性連續(xù)控制，完成整個(gè)模型的構(gòu)建和處理。在進(jìn)行信息傳遞時(shí)，主要是根據(jù)對應(yīng)神經(jīng)元之間的戒指不同，完成不同信息的分析和處理，利用神經(jīng)元信息的轉(zhuǎn)化控制來對整體信息傳輸進(jìn)行控制處理，確保不向的信息能夠得到不同的處理，同時(shí)保障信息處理的效率以及其準(zhǔn)確性。利用反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成整體構(gòu)建時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要注意，反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在購建時(shí)對應(yīng)的模型構(gòu)建必須要注重神經(jīng)元傳遞的全職控制，一旦權(quán)值控制出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致整個(gè)反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)件出現(xiàn)難以解決的間題。只有保證在完成反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，其神經(jīng)元傳遞的權(quán)值處理能夠滿足該產(chǎn)品整體的反饋調(diào)節(jié)工作，才能確保在進(jìn)行后續(xù)的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中其整體性以及產(chǎn)品的性能符合設(shè)計(jì)要求。在反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)中，其信息處理系統(tǒng)主要是通過神經(jīng)元戒指的傳遞，準(zhǔn)確地將不同信息完全轉(zhuǎn)化后以不同的指令發(fā)送給各個(gè)不同的零部件。為此，在利用反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，必須要控制好整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的外部信息輸入，并且根據(jù)不同信息輸入之間的關(guān)系，進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，及時(shí)將整體信息管理結(jié)合整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的要點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確保機(jī)械產(chǎn)品的性能滿足社會需求以及設(shè)計(jì)要求。

（四）模糊控制技術(shù)的應(yīng)用

模糊控制技術(shù)為智能控制工程在機(jī)械電子工程中的主要應(yīng)用內(nèi)容，從傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程發(fā)展現(xiàn)狀方面分析，機(jī)械電子工程在進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)制作中，存在大量的操作程序。該類現(xiàn)象下，如完全按照既定步驟進(jìn)行程序控制和操作，則會給予作業(yè)人員極大的作業(yè)壓力，同時(shí)對于生產(chǎn)效率的提升也造成了一定的影響。該類現(xiàn)象下智能控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，主要的應(yīng)用內(nèi)容即為：模糊控制技術(shù)。模糊控制技術(shù)基于產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以此從操作范圍控制的方面，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電子工程控制的自動(dòng)化運(yùn)行，以及智能化運(yùn)行。

三、結(jié)束語

伴隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面發(fā)展，以及更多優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)模型的建設(shè)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)勢必會在機(jī)械領(lǐng)域起到更為關(guān)鍵的作用。也可以更好地為機(jī)械商品在前期的設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用以及后期的養(yǎng)護(hù)方面提供巨大的支持，從而有效地推進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的飛躍發(fā)展。

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