人工智能技術(shù)論文范文

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　　人工智能技術(shù)論文范文篇一

　　機械設(shè)備的人工智能化技術(shù)

　　摘要：本文重點圍繞人工智能化技術(shù)進行闡述，涵蓋機械的自動化和無人控制化技術(shù)及其遠景展望。

　　關(guān)鍵詞： 管理控制;自動化;機械設(shè)備

　　Abstract: this paper mainly artificial intelligence technology around this covers the automation and control mechanical no technical of vision and its prospects.

　　Keywords: management control; Automation; Mechanical equipment

　　中圖分類號：F407.4文獻標識碼：A 文章編號：

　　隨著科技日趨現(xiàn)代化，自動化發(fā)展。使得工程施工機械也向著專門化、自動化甚而無人化作業(yè)方向轉(zhuǎn)變。因而多種控制技術(shù)在現(xiàn)代工程施工機械中得到了更為廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

　　1施工機械的自動化、無人化作業(yè)

　　1.1自動化控制技術(shù)應(yīng)用于土木工程

　　目前，具有不同機能的自動化控制技術(shù)在工程施工機械中得到了廣泛的應(yīng)用。如攤鋪機上安裝的自動調(diào)平裝置可實現(xiàn)攤鋪作業(yè)的縱向、橫向自動找平;有一些攤鋪機還安裝有混合料自動供料裝置，對鋪層厚度進行自動控制與管理;有的還實現(xiàn)了攤鋪機轉(zhuǎn)向自動化。在推土機上安裝電子監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)(PIC)、工作裝置參數(shù)自尋優(yōu)PID控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了推土機的自動監(jiān)控和工作裝置的微機自動控制。德國帕紹(A.F.pasau)的EST17微處理機控制裝置使裝載機傳動系統(tǒng)自動化。液壓挖掘機的電子載荷傳感系統(tǒng)、故障監(jiān)控系統(tǒng)、自動怠速裝置和工作模式電控系統(tǒng)等，實現(xiàn)了挖掘機局部功能自動化控制。

　　近年已出現(xiàn)了無線遙控挖掘機和全自動液壓挖掘機，壓實機械的壓實控制系統(tǒng)(BTM)、隨車監(jiān)測系統(tǒng)等，平地機鏟刀實現(xiàn)自動調(diào)平控制，清掃車上采用可編程序控制器以實現(xiàn)其智能化等。

　　1.2自動化作業(yè)在大型機械設(shè)備控制中的功能開發(fā)

　　地面大型機械包括推土機、挖掘機等土方機械作業(yè)的自動化，將會大大提高作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)生產(chǎn)效率。最早實現(xiàn)推土機鏟刀和挖掘機鏟斗位置控制的是一種以開關(guān)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的反饋控制系統(tǒng)。利用激光實現(xiàn)推土自動化系統(tǒng)的研究是從70年代中期開始的。1976年開發(fā)研制了推土機鏟刀的激光控制裝置—激光測平裝置，它由投光器、感光器、控制裝置等組成，由于控制系統(tǒng)存在著速度響應(yīng)問題，當時并未用于實際施工作業(yè)。隨后，由于電子技術(shù)的發(fā)展促進了自動控制系統(tǒng)的開發(fā)研究。1993年，日本學(xué)者北郁夫開發(fā)了KOMATSULASER LEVELING SYSTEM，使推土機車速在5km/h作業(yè)時，平整精度達到了±3cm。激光自動掘削系統(tǒng)也已用于液壓挖掘機的作業(yè)中。1992年，日本菊池雄一等開發(fā)研制的激光自動掘削系統(tǒng)，如圖1所示。

　　圖1液壓挖掘機自動掘削控制系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)由自動直線加工系統(tǒng)和激光系統(tǒng)組成。激光感光器測出加工面的激光位置，激光系統(tǒng)測得挖掘機車體高度，將信號傳送到自動掘削系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)這些情報及各傳感元件的信息，將處理后的信號傳給控制挖掘軌跡的各電磁比例控制閥，實現(xiàn)動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸的自動控制。這種控制比一般的施工作業(yè)提高加工精度3倍，提高施工能力1.6倍。

　　1.3多功能組合的自動化整合在水下作業(yè)中運用

　　近期，水下施工作業(yè)在建設(shè)中的需求也越來越多，尤其多功能、高功效自動化整合型的設(shè)備也覆蓋了更多的專業(yè)市場。集深淺作業(yè)、水下焊接、水下切割、水下測量、水下埋設(shè)等多種功能于一體的鉆探機、管線埋設(shè)機、機器人等，滿足了大型水下作業(yè)無人化施工的需要。

　　同時，單臺施工機械無人化開發(fā)研究的同時，多臺設(shè)備、測控裝置聯(lián)動組合的無人化水下施工(機群控制)的研究也在日益智能化，全天候發(fā)展。

　　2自動化控制技術(shù)在工程施工機械作業(yè)時應(yīng)具備的機能

　　施工機械作業(yè)主要從事施工現(xiàn)場土、石方面的作業(yè)。此類作業(yè)對象絕大部分較為復(fù)雜，環(huán)境比較惡劣，因此，為了實現(xiàn)自動化作業(yè)，就要求施工機械在作業(yè)現(xiàn)場內(nèi)要具有確認自已位置的能力并同時具有不與現(xiàn)場其它設(shè)備、車輛等發(fā)生接觸的能力，按照既定的路線嚴格作業(yè)。在這方面要求機械設(shè)備能對作業(yè)對象土、砂、巖石等的位置、大小，形狀以及它們的特性進行正確的認識和判斷，從而選擇最佳作業(yè)方式。在多臺機械、車輛聯(lián)合作業(yè)時，各機械、車輛的作業(yè)指令是由中央控制室發(fā)出的，控制各機械車輛的相互配合以及有序進行各自的作業(yè)。此外，各作業(yè)機械、車輛還應(yīng)具有自身獨立的判斷能力等。當然，理論上的探討終歸是紙上談兵，所有的機能技術(shù)的實現(xiàn)都要以科技的發(fā)展為依托。

　　2.1機械車輛的位置判斷和信號采集

　　機械本身安裝有自動體識別系統(tǒng)。它可以使機械或車輛自行辨認各自所處位置?，F(xiàn)代多采用外部和內(nèi)部兩種位置識別法。外部位置識別法是在施工現(xiàn)場的幾處設(shè)定絕對位置基準點，借助于電磁波或超聲波測定機械或車輛絕對位置的方法;內(nèi)部位置識別法則不需依賴現(xiàn)場設(shè)定的基準點，而是用回轉(zhuǎn)式角度傳感器和車載速度測定傳感器等測定的車輛行走數(shù)據(jù)來確認自身運動和方位變化。

　　2.2自動復(fù)位控制機能的輸入和輸出

　　如果在自動化施工作業(yè)中位置識別機能確認機械或車輛在作業(yè)中已偏離既定路線，沒有嚴格按照自動化施工中的既定路線，那么機械或車輛應(yīng)該具有自動復(fù)位的控制機能，也稱位置誘導(dǎo)控制技術(shù)，它是種操縱控制技術(shù)。使機械、車輛的方向位置、速度、始終嚴格按設(shè)定路線進行作業(yè)。例如，在工廠和狹窄作業(yè)場地采用的磁力式路徑誘導(dǎo)以及車體偏位、車體姿勢角測定的一些傳感技術(shù)等。

　　2.3關(guān)于施工機群及其控制方面的技術(shù)

　　施工過程中，不同種類的機械要相互配合作業(yè)，其形式和方法比較繁雜，在這種情形下要做到井然有序，要實現(xiàn)自動化、無人化，就應(yīng)該有一個這樣的控制系統(tǒng)——把各種機械的位置和工作的實時狀況傳送到中央控制室，再由中央控制室把各機械作業(yè)方式的指令傳送到位。因此該系統(tǒng)具備以下功能：(1)隨時把握各機械位置、運轉(zhuǎn)狀況，并把它們傳送到中央控制裝置;(2)具有對各機械傳送數(shù)據(jù)的全作業(yè)狀況進行分析的解析系統(tǒng);(3)能夠確定由于工程推后、不測狀況等變化而引起作業(yè)差別的處理方法，并將新的作業(yè)指令傳送到各作業(yè)車輛。

　　2.4關(guān)于物性及其評價方面的技術(shù)

　　無人化施工作業(yè)必須由機械自身來判斷地層狀況，選擇合適的作業(yè)方式，具有評價作業(yè)對象物性、品質(zhì)以及相應(yīng)變更、修正作業(yè)條件的機能。物性評價系統(tǒng)包括作業(yè)對象的特性計測機能和對應(yīng)其特性的最佳作業(yè)方式選定機能兩部分。作業(yè)對象的特性指它們的種類、含水率、密度等物理性質(zhì)以及強度、剛度等力學(xué)性質(zhì)。在進行物性方面評價時，也應(yīng)研究并說明機械與作業(yè)對象物的相互作業(yè)機理。

　　2.5關(guān)于智能化完全取代人工的技術(shù)

　　要實現(xiàn)施工自動化，不僅要有高效處理機能的機群中央控制系統(tǒng)，而且期望各個機械(車輛)具有判斷處理自身運轉(zhuǎn)狀況的機能，就相當于具有操作手的思維、判斷能力一樣。利用專家系統(tǒng)建立的推理和學(xué)習(xí)機能，可實現(xiàn)某種人工智能。

　　目前：單臺機械無人化已進入實用階段。今后此領(lǐng)域的研究將具有以下特點：(1)研究開發(fā)高精度、高性能，具有感知性能的傳感元件，如：載荷傳感器、紅外線傳感器、激光傳感器、超聲波傳感器、視覺傳感器、行程傳感器、車速傳感器(具有移動功能)以及車體傾斜計、滑移控制器、扭矩計、操縱控制器、回轉(zhuǎn)式編碼器、地基情報采集系統(tǒng)等;(2)開發(fā)具有最佳行走操縱的自動控制系統(tǒng)，以提高機械的作業(yè)能力、作業(yè)效率以及提高機械的操作簡便化、機動化、安全化等。

　　3對于施工機械的無人化和自動化研究的展望

　　美國、日本、德國等國在施工機械無人化、自動化方面已經(jīng)進行了大量的研究開發(fā)工作，并且取得了較大的成果。日本在建筑業(yè)中實現(xiàn)了從鋼筋配置整接、預(yù)制砼板、地面標高和平整度處理等自動化、無人化;在土方機械施工中實現(xiàn)了實時測控土方、挖掘作業(yè)、土方整平作業(yè)的自動控制。還有實現(xiàn)了隧道開挖、加固、管道鋪設(shè)機械的自動化。澳大利亞也成功地開發(fā)了無人駕駛自卸車，實現(xiàn)了在千米以下坑道施工作業(yè)的無人化等。在施工機械向自動化、無人化發(fā)展的道路上，具有單個或多個自動化功能的施工機械已開發(fā)成功并得到應(yīng)用。

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