人工智能仿真技术精选(九篇)

第1篇：人工智能仿真技术范文

关键词：智能机器人；实验教学；仿真实验

智能科学技术的学科内容可以划分为智能科学、智能技术、智能工程3个层次[1]。智能机器人是贯穿这3个层次的一种典型智能系统，是智能科学与技术专业学习与设计的重要对象。我校智能科学与技术专业将智能机器人设为重要的专业课之一，融合了该专业教学过程中的多门专业基础课的知识。对该课程知识的理解与掌握必须实验教学的支撑，这是由于机器人本身是一种复杂的机电系统，而“智能”则是通过运行于嵌入式控制器或嵌入式处理器上的软件来实现的，只有在实践中才能真正掌握智能机器人的基本原理、信息处理以及控制与决策方法。本文将从开展机器人仿真实验的角度，探索开展智能机器人课程实验教学的新思路与新方法。

1智能机器人课程简介

在我校智能科学与技术专业的本科教学培养方案中，智能机器人是该专业高年级学生的一门重要专业课程，设置在第七学期。

智能机器人主要是指以生产、生活中的实际机械设备为载体，以计算机和嵌入式处理器/控制器为信息处理单元，能够体现一定自主性和智能特征的机器人系统。智能机器人涉及到刚体动力学、反馈控制、传感器与信号处理、执行器与电力电子、计算机接口技术以及智能信息处理和智能控制等多领域知识，是多学科的综合。机器人的种类众多，包括机械臂、移动机器人、类人机器人等不同形态的机器人。由于课程学时有限，面面俱到是不现实的，因此我专业的智能机器人课程以移动机器人作为重点讲授的对象。

课程以Siegwart和Nourbakhsh所著的《Introduction to Autonomous Mobile Robots》一书的中文版[2]为教材，以蔡自兴教授的《机器人学基础》[3]为主要参考书，讲授内容以自主移动机器人控制系统为框架，包括刚体运动学、传感器与测量、地图与定位、执行器与运动控制、路径规划与导航。其中，刚体运动学部分主要使学生掌握轮式机器人的具有非完整约束的运动学模型；传感器与测量、执行器与运动控制部分分别使学生了解移动机器人的各种传感器(里程计、超声波传感器、激光测距仪和视觉传感器)的测量原理和直流电机的PWM闭环调速机制；而地图与定位部分主要使学生掌握传感器融合的基本原理以及如何解决位姿估计问题；路径规划与导航部分主要使学生掌握局部路径规划(例如，人工势能场方法)以及全局路径规划(包括轨迹生成与跟踪控制)两种不同的导航方式。

课程的最终目的是让学生理解移动机器人的智能是如何体现的，并且让学生掌握移动机器人的系统集成技术，使其具备设计定位与导航算法并编程实现的能力。

2仿真实验教学的必要性

由于智能机器人作为一种复杂的机电系统，集成了测量、控制、计算和通信等技术，因而智能机器人课程具有多学科交叉的特征，这对学生的综合能力提出挑战，为学生真正理解智能机器人的工作原理带来困难。学生必须通过实验，亲自动手组建移动机器人并为其编程，才能将课堂教学传授的理论知识融会贯通，并做出一定程度上的创新性工作。即创新教育必须建立在动手实践的基础上。

工欲善其事，必先利其器。仿真实验教学在智能机器人课程实验教学中是关键的一环。虽然无法替代在真实机器人上的实验，但却是必要的。这是因为：智能机器人控制系统的复杂性，决定了直接在真实机器人上设计、实现一个可靠的控制系统软件不是简单易行的工作，而仿真实验能够为学生学习机器人的控制算法设计节省时间。

运行一次实验所需成本较高，而且要担负硬件随时可能损坏的风险。仿真实验能够减小设计算法初期的软件不成熟所带来的硬件损坏的几率。

移动机器人具有活动空间大的特点，改变实验场地较困难，而这在实际操作中是比较困难而且耗费精力的事情。通过仿真实验能够灵活改变智能机器人的工作空间。

总之，教师可通过仿真实验教学，形象地向学生展示移动机器人的运动机制、测量与控制原理；学生可通过仿真实验教学，加深对理论知识的理解。

3智能机器人仿真实验的工具选择

好的仿真工具不仅能够降低实验成本，而且能大大提高实验效率，灵活的配置能够自定义不同的移动机器人和工作场景，既能够使学生熟悉多种不同的移动机器人的运动学，又能够将学生的精力主要集中在控制策略的学习和算法实现上。这对于本科阶段初次接触机器人的学生而言，更利于其快速掌握智能机器人的相关知识。

目前，存在多种移动机器人仿真工具，常用的例如：Webots[4]、Microsoft Robotics Studio[5]和Player/ Stage/Gazebo(P/S/G)[6]。前两者主要运行在Windows这一商业化的操作系统中，而P/S/G运行于开源的Linux操作系统上。在高校中，仿真实验教学所用的移动机器人仿真工具应具有源码开放、灵活易用的特征，因此选择Player/Stage/Gazebo软件。

Player/Stage/Gazebo软件由美国南加州理工大学交互实验室发起，后作为开源项目转至Sourceforge上。其中，Stage是一个2D的多机器人仿真器，提供了超声、激光等多种传感器模型；Gazebo是一个3D的多机器人仿真器，能够仿真大量机器人、传感器和物体；Player是机器人设备接口，是连接控制器与被控设备(传感器、执行器)的通信中间件。用户编写的控制程序可在本地或异地通过Player获得传感器数据以及发送驱动机器人运动的控制量。Player既能够与仿真机器人连接，也能够与真实机器人连接，具有极大的灵活性。

该软件不仅在国外很多高校的机器人课程中作为教学用的仿真工具，也是国际上移动机器人研究领域中使用非常广泛的工具之一。选用该工具，除了可方便学生在个人电脑上完成实验，更使学生在本科学习阶段或以后从事移动机器人研究工作时与国际接轨。

4开展智能机器人仿真实验教学的方式与内容

4.1仿真实验教学的方式

1) 课堂演示提高学生兴趣。

智能机器人所涉及的运动学、滤波与控制方法较为抽象，对于工科院校的学生而言略有难度。如果只是机械的推导公式，很容易打击学生的自信心。在课堂上，通过仿真实验的演示，现场向学生展示如何将理论化的公式转化为程序代码的形式，进而控制模拟机器人的运动，完成设定的任务。让单调的数学语言形象化，从而让学生体会到理论的真实含义，提高学习兴趣。

2) 仿真实验即为作业。

智能机器人课程被定位是一门实用性工程技术类课程，每一项关键知识点都要通过以课后作业的方式让学生练习。我们突破传统的计算题式作业的方式，通过安排课后仿真实验作业，让学生亲自动手在个人电脑上完成移动机器人的组建、定位与导航算法的设计与编程。留给学生更大的自由度去完成一个类似于项目的作业，从而激发学生的主观能动性。

3) 以学生竞赛的方式开展实践课。

在课堂教学结束后，开展综合性的实践课，借助仿真工具，设定一个有规则、有目标的机器人竞赛场景。由学生组成团队，全面利用已学过的机器人组成原理、测量与控制算法，设计移动机器人的控制系统，分组竞赛。以竞赛的机制，鼓励学生提出创新的想法和思路，并锻炼其将新想法与新思路付诸实践的能力，从而提高学生分析问题与解决问题的综合素质。

4.2仿真实验教学的内容设计

Player/Stage/Gazebo仿真软件具有很高的灵活性。在机器人仿真器中不仅能够仿真各种形态的机器人，而且能够自由建立机器人的工作环境(二维的或三维的)，也能够仿真各种传感器，例如在Stage中能够仿真超声波传感器与激光测距仪，在Gazebo中能够仿真视觉传感器。学生借助player中的接口函数，在Linux系统中使用C/C++语言编程，便能够定制自己的移动机器人控制系统，学习、验证各种智能方法。目前，智能机器人课程的仿真实验主要包括Player/ Stage/Gazebo的安装与使用方法、移动机器人的虚拟构建及工作空间设计、智能机器人控制系统基本结构的学习、基于里程计的移动机器人定位、基于超声波传感器的环境测量、VFH导航方法设计、基于人工势能场的导航方法设计、智能车的走迷宫竞赛(开放式的竞赛题目)。

5结语

智能机器人课程是一门理论与实践并重的课程，涉及到多个学科知识的交叉。仿真实验教学是真实机器人实验的有益补充，特别适合于本科生在初学机器人基本理论时进行原理性的控制系统设计与算法验证。它通过多种形式的仿真实验教学，启迪学生思想，激发主动的创新性思维，培养学生具有独立思考、乐于创新的真素质。智能机器人课程仿真实验教学的探索，丰富了这一课程的教学手段。在未来，通过对仿真工具的改造，可实现仿真实验与真实物理实验的无缝对接。

参考文献：

[1] 卢桂章. 无处不在的智能技术[J]. 计算机教育,2009(11):68-72.

[2] R. Siegwart,I. R. Nourbakhsh. 自主移动机器人导论[M]. 李人厚,译. 西安:西安交通大学出版社,2006.

[3] 蔡自兴. 机器人学基础[M]. 北京:机械工业出版社,2009.

[4] Webots[EB/OL]. [2011-07-01]. /products/webots.

[5] Microsoft Robotics Studio SDK[EB/OL]. [2011-07-01]. /robotics.

[6] Brian Gerkey,Richard T.Vaughan,Andrew Howard. The Player/Stage Project: Tools for Multi-Robot and Distributed Sensor Systems[C]//Proceedings of the 11th International Conference on Advanced Robotics,2003:317-323.

Simulated-experimental Teaching in Intelligent Robots

XING Guansheng, GAO Zhi, CHEN Haiyong, LIU Zuojun, ZHANG Lei

(School of Control Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

第2篇：人工智能仿真技术范文

关键词：智能变电站;仿真系统;数字物理混合型

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216（2016）11C-0067-02

近年来，随着改革开放不断深化，我国职业技术教育在教学模式和实训手段上进行了创新发展，更加注重人才质量培养的多面性，树立创新的人才观、质量观。在这样的背景下，电力各类职业院校和培训中心更加重视将仿真技术应用到教学和科研中来，注重智能变电站培训基地的创新建设。

一、技术方案

（一）智能变电站的组成

智能变电站由过程层、间隔层、站控层三部分构成，其结构框图如图1所示。

1.过程层。

遥测量采用模拟的光电压互感器、电流互感器、一次信号采用电压源及电流源，所有设备内部结构做成可视化模块。合并单元采用真实的设备，同电压互感器、电流互感器利用光纤通道组成完整的信息采用网络。遥信量、遥控量采用模拟断路器加智能汇控柜或智能操作箱的模式，实现智能断路器的基本功能。

2.间隔层。

间隔层采用真实的数字化保护及测控装置，按IEC61850协议同过程层及站控层组成智能变电站的监控系统。

3.站控层。

依据220kV变电站的标准配置监控后台机及远动机。监控系统软件采用国家电网公司所属220kV变电站通用公司的产品。

（二）设计原则

智能变电站遵照DL860标准，与传统变电站综合自动化系统在结构上具有本质区别。需要针对智能变电站站控层、间隔层和过程层的三层结构，制定出智能变电站仿真实训环境的整体方案。同时智能变电站在继电保护及自动化的专业实训方面，系统在设计上充分考虑了网络架构，软、硬件的配置上遵循兼容开放性原则，具有适度超前性，为后续系统升级和教学科研开发留有余地。

（三）体系结构

智能变电站数字物理仿真实训系统主要包括智能电力网实时仿真软件和变电站电气二次设备两大部分，如图2所示：

智能变电站数字物理仿真系统总体结构是由实时仿真核心单元，电气一次设备模拟装置、光电式互感器模拟装置、智能操作箱，GOOSE网络保护装置、各类设备保护装置，教员机等设备组成。智能变电站二次设备依据电力规程，配置真实的继电保护、测控设备、监控后台系统，合并单元，智能操作箱，直流系统、交流系统、通信网络等设备。

二、系统规模及实现功能

实训项目的内容及规模按照标准220kV智能变电站设计，一次设备采用软仿真，二次设备采用与智能变电站电力规程设计要求真实设备和间隔配置。

（一）智能电网实时仿真系统

智能电网实时仿真结构包括电力网实时仿真核心单元，时钟同步模块，实时输入输出（IO）接口设备。智能电力网实时仿真软件核心单元。实时IO接口具有模拟扩展功能。依据实时电网仿真软件的计算结果，IO接口以数字或模拟信号为各类继保测控装置提供实时、准确、高精度的模拟电压、电流信号源，并能实时采控光电断路器、隔离开关、接地设备的状态反馈给电网仿真系统。

（二）仿真模拟装置

1.光电式互感器模块。

光电式互感器模块是模拟光电互感器输入输出信号的一次主要设备。可按照设计要求配置并与智能变电站的过程层设备相接，主要用于过程层合并单元和智能终端等设备运行和检修技能的教学培训。

2.过程层智能终端模块。

智能终端模拟接口模块采用国家标准GB/T860架构，主要面向变电站时间（GOOSE）成为智能变电站间隔层和过程层各类信息交互接口，可完成智能终端信息功能模拟。同时终端通信仿真模块可以实现GOOSE通信报文，仿真智能单元可实现信息上传和对设备的遥控。过程层智能终端模拟接口模块输出全部采用光纤网络接口，网络接口带宽不低于100Mbit/s。

3.过程层合并单元模块。

根据 GB/T860国家标准，针对过程层合并单元发出的信息报文，将静态模拟信息或电磁暂态计算波形实时发送，为间隔层设备提供了可靠、精确的仿真数据流，实现了智能变电站中合并单元的模拟。

合并单元模块可采用集中配置方式，同时为确保仿真数据实时性的要求，不同合并单元的模块采用独立网络接口，网络接口带宽不应低于100Mbit/s。

4.智能一次设备模块。

由于资金、场地的限制，智能变电站一次设备，可采用先进的3D技术模拟光电断路器，刀闸，主变及操作机构等设备。可以模拟一次设备的各类状态、信息和控制量。通过电缆接线盒、光纤终端连接，实现智能终端和间隔设备的软仿真。同时可利用嵌入技术开发智能变电站一次设备，例如，光电断路器、刀闸及操作机构的模拟装置，具体操作机构有接点、接入设备端子箱，可考虑与光电互感器（TA、TV）端子箱组屏。这样可以模拟光电断路器，刀闸及操作机构的正确操作和故障状态下事故的分析和处理。

三、智能变电站二次设备

依据电力行业标准，为了使实训场地满足现场环境，要求配备以下二次电气设备：

1.继电保护设备。

包括220kV主变保护柜;220kV线路保护柜;220kV母线保护柜;110kV线路保护柜;10kV线路保护柜;故障录波器屏;直流屏。配置数量依据电力规程而定。

2.监控系统及设备。

包括操作员工作站兼工程师站;站控层网络通信柜;卫星时钟接收和时钟同步装置;公用测控柜;220kV线路及母联测控柜;110kV线路及母联测控柜;主变测控装置。

3.过程层设备。

主要包括不同电压等级的合并单元，如10kV线路间隔合并单元;10kV电容间隔合并单元;10kV主变间隔合并单元。智能终端（智能操作箱），其中包括：220kV线路智能终端;220kVPT智能终端;110kV线路智能终端;110kVPT智能终端;主变智能终端;10kV线路智能终端;10kVPT智能终端。

四、结束语

目前，随着特高压建设进入实用化阶段，风电、光伏等新能源也要陆续接入电网，电网的安全稳定性要求更高，对作为智能电网支撑点的变电站提出了新要求。比如，优化资源配置，智能设备之间应实现进一步的互联互通，支持采用系统级的运行控制策略，提供高级应用，与大用户，调度相邻变电站之间协同互动等内容。

220kV智能变电站数字物理仿真实训系统能够模拟和现场完全一致的工作环境，对电网安全生产、设备、维检等岗位员工的培训有着重要意义，使各职业院校在各种工况下进行技术的分析和智能控制系统的研究创新成为可能。

参考文献：

第3篇：人工智能仿真技术范文

关键词：仿真　计算机仿真　计算机仿真技术

一、引言

仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界中某一层次的问题做出决策。计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟实验的研究过程。计算机仿真技术即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法，也称计算机仿真方法。在科技飞速发展的今天，它已经成为控制系统分析、研究、设计不可缺少的重要工具。

二、计算机仿真技术的特点

1.模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。

2.系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。

3.仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。

4.实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。

传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。而计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在试验条件下对模型进行动态实验，它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统尤其是复杂系统的重要工具。

三、计算机仿真技术的研究现状

计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。转贴于 由于高性能工作站、巨型机、小巨机、软件技术和人工智能技术取得了引人瞩目的进展，在80年代人们对智能化的计算机仿真寄予了希望，也在综合集成数字仿真和模拟仿真优势的基础上，设计出了在更高层次上的数字模拟混合仿真技术，在一些特定的仿真领域内，这种智能计算机仿真和高层次的数字模拟计算机仿真都取得了令人鼓舞的结果。80年代初推出了一些仿真机，SYSTEM10和SYSTEM100就是这类仿真技术的代表。90年代又开始了交互式仿真和虚拟仿真的研究并取得了一定的成绩。特别是近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，已经从传统的工程领域扩展到非工程领域，在社会经济系统、环境生态系统、生物医学系统、能源系统、教育培训系统等得到了广泛应用。

四、计算机仿真技术的展望

随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断地发展。未来的发展主要有两个方向：

1.仿真技术的网络化

众所周知，现在已经开发研制出来的仿真系统有很多，它们不能互相兼容，可移植性差，实现共享困难，与开发的高成本、低效率、长时间不成正比，更不能充分加以利用。要想解决这些问题，首先要解决的是采用兼容性好的计算机语言来编写仿真系统，其次是采用网络化技术实现仿真系统的共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中具有重要的意义。实现仿真系统的网络共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社会资源的浪费，而且可以通过适当的收费来弥补开发成本的不足。

2.仿真技术的虚拟制造

计算机仿真技术发展的另一个大方向是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年展起来的一种先进的制造技术，它利用计算机仿真技术和虚拟现实技术的结合，在计算机上实现了从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制。这使得制造技术不再主要依靠经验，便可实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。

参考文献

[1] 王中鲜 MATLAB建模与仿真应用.机械工业出版社，2010。

第4篇：人工智能仿真技术范文

关键词：中国制造2015；工业工程；生产系统建模与仿真

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0004-03

一、引言

“中国制造2025”的提出，制定了我国迈入世界制造业强国的时间表，为我国制造业的智能化、信息化等提出了新的要求。围绕实现制造强国的战略目标，《中国制造2025》设计了“一二三四五五十”的总体结构。其中“二”指的是工业化与信息化融合，第一个“五”就是五条方针，即“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化和人才为本”。这里面的“二”和“五”与工业工程专业的目标完全一致。工业工程专业基于系统工程思想，以运筹学等数学方法为理论基础，以信息技术为工具，采用定性与定量结合方法对包括制造业、服务业在内的由人、物料、设备、能源、信息等多种因素所组成的各种复杂企业或组织系统中的实际问题进行系统的分析、设计与优化，从而实现系统的最大效率和效益。因此，工业工程在“中国制造2025”战略中扮演举足轻重的地位。

生产系统建模与仿真课程是工业工程专业的一门专业基础课，该课程以系统理论、随机过程与统计学理论和优化理论为基础，以仿真系统软件为工具，通过对系统的分析，建立系统模型和仿真模型，对现实系统或未来系统进行动态实验研究。随着市场竞争的日趋激烈，企业生产系统日趋向柔性化、数字化、智能化、集成化方向发展，对系统的规划设计和运行管理也变得越来越复杂。利用系统建模c仿真技术，可以在计算机上快速再现一个复杂生产系统的状态，模拟其动态行为，分析该生产系统配置是否合理，系统功能能否满足要求，进而为生产系统的设计、改善及优化提供决策支持。学术界和企业界均高度重视对系统建模与仿真技术的研究与应用。《中国制造2025》总体结构中的“十”指高档数控机床和机器人、航空航天装备、先进轨道交通装备等十个重点领域，这些领域都离不开系统建模与仿真。因此，建模与仿真能力是今后制造领域人才的必备技能。通过这门课程的学习，希望学生掌握建模与仿真的理论和方法。

二、教学中存在问题分析

目前生产系统建模与仿真课程，一般都分为理论讲授和仿真实践两部分。其中理论部分又分为建模理论和仿真理论两部分。笔者所在学校，该课程总共48学时，其中理论34学时，上机实验14学时。理论内容包括系统建模的原理、系统建模方法（排队论、库存论、层次分析法等）、仿真的理论基础（随机数发生器、仿真程序调度策略、时钟推进机制等），具体内容和学时数如表1所示。通过多年的教学，发现现有的教学内容和实验方法存在以下问题：

1.部分知识陈旧，不需要在课程中占用大量篇幅介绍。课程中的随机数发生器、仿真程序调度策略、仿真时钟推进机制等，这些内容对于工业工程专业学生来说，太过抽象，不容易理解，而且里面的内容比较陈旧，现在的计算机仿真软件都已不再使用这些技术。这些内容可以让学生了解，但是可以减少篇幅。

2.课程内容设置不合理，排队论和库存论内容一般在运筹学课程中已经讲授过，在本课程中可以再深入一步，但可以不作为重点内容讲解。而目前在企业中广泛应用的问题，如车间调度问题、下料问题、布局问题等，课程没有涉及。同时，神经网络、遗传算法等智能建模技术也在企业中逐渐普及，也需要给学生介绍。

3.生产系统建模与仿真的理论部分表现得较为概念化、抽象化、数学公式化，学生在学习中容易迷失方向，无法将理论学习与实践应用联系起来，从而失去了学习本课程的兴趣。

三、改革方法

针对上述问题，结合“中国制造2025”对人才培养提出的要求，强调教学内容的系统化、智能化、实践性，主要做出了以下的教学改革：

1.删减原教学中陈旧、不和适宜的内容。主要将仿真理论部分的内容进行学时压缩，大量的仿真理论是计算机软件理论，对学生来说理解困难。仿真部分强调应用，学生需要掌握仿真软件的应用，而非开发仿真软件。因此，笔者主要介绍目前主流仿真软件所应用的一些技术，让学生了解即可。总体上，仿真理论部分学时从以前的16学时，压缩到目前的10学时，如表1所示。

2.增加企业实际中经常遇到的问题模型和智能化建模技术。在压缩仿真理论内容的同时，增加建模部分的内容。将排队论和库存论学时压缩以后（从以前的8学时，压缩至2学时），增加神经网络、遗传算法、Agent等智能建模技术，让学生了解这些方法的原理和应用领域。同时，增加常用系统模型一章，介绍在企业中经常遇到的各类模型，如车间调度模型、车间布局模型等，具体内容如表1所示。

3.应用问题导向学习法（Problem Based Learning，简称为PBL），设计“生产系统建模与仿真”课程实验。针对课程理论抽象，学生缺乏工程背景知识、不会理论联系实际解决企业实际问题、难以对各课程内容融会贯通、被动学习等主要问题，以巩固学生理论知识、培养学生工程实践能力、提高学生实际应用和创新能力为目标，应用PBL法设计了三个实验环节（如下表2所示），克服了传统主题导向法仅强调理论、知识点分割、学生被动接受讲课内容等种种弊端。每个环节实验背景一致、衔接紧密，内容高度连贯统一，学生通过不断解决每一环节老师提出的问题，层层深入，完成整个实验。调动了学生学习的主动性和创造性，对提高教学质量，提升学生工程实践能力，培养学生思考、创造、应用等综合素质，有显著作用。在PBL模式下学生学到的知识印象深刻，在未来的工作中遇到类似问题，学生也可以模仿该方法解决实际问题，使得知识能迅速转化为实际应用。

四、总结与展望

本课程的教学改革借势于“中国制造2025”的国家战略，以学生为中心，加强理论与实践结合、强调知识的系统性、智能性和实践性，以培养学生解决问题的能力、独立思考的能力和自主创新的能力为目标。从实施一年的情况看，学生的学习积极性显著增强，综合能力得到提高。基于课程实验，指导学生参加学科竞赛，获得部级一等奖1项，二等奖1项，省部级奖励2项。但是实施过程中也反映出一些问题，如何与其他课程内容融会贯通是一个问题，学生无法将所学理论结合在一起解决一个实际问题。这需要和相关课程一起，做一个总体的课程实验设计，有待进一步探索和研究。

参考文献：

[1]刘云，龚小军，田斌，王亚民.工业工程专业《生产系统建模与仿真》课程实验教学探究[J].教育教学论坛，2013，（35）：237-238.

[2]查靓，杜轩，赵美云.“生产系统建模与仿真”课程教学改革探索[J].科教文汇，2015，（313）：77-78.

[3]张顺堂，张代芹.国内外工业工程本科人才培养课程体系比较[J].山东工商学院学报，2012，26（5）：115-119.

[4]钱吴永，王育红，曹文彬.工业工程课程体系设置优化研究[J].无锡商业职业技术学院学报，2014，14（2）：83-86.

第5篇：人工智能仿真技术范文

关键词：机电一体化；仿真技术；发展趋势；现状

机电一体化技术是很多技术的融合，如果能够有效的利用这项技术，不仅能够提高工作效率，还能减少消耗，因为机电一体化技术最重要的特点就是功能强、质量好、准确度好以及消耗低，因此发展机电一体化技术对我国未来的经济发展起着关键性的作用，为此，笔者就机电一体化系统的仿真发展趋势进行探讨。

一、机电一体化定义

我们所说的机电一体化也通常被称作机械电子学。通常情况下，学者都认为机电一体化是一种将各种技术融入在机电产品中的学科，这是种学科需要机械学以及信息科学等学科相互融合而形成的。从这个简单的定义中，我们可以总结三点：第一，机电一体化学科并不是独立存在的，它是电子学科等相互融合的结果；第二，机电一体化的定义会随着时代的发展而发展，以前的机电一体化技术注重的是机械与电子的融合，而现代社会的机电一体化，是机电产品与很多学科的融合，所以我们有理由相信，科技的进步会使机电一体化与更多的学科相融合，发展出更强大的技术；第三，机电一体化并不是各个学科之间的简单相加，它是各种学科有机融合的产物，注重的是学科技术在机电产品中有效的结合，从而使机电产品发挥最大的效用。

二、机电一体化技术应用现状

制造业是应用机电一体技术最为广泛的行业，这个行业同时也是很多国家的支柱产业，因为无论是军事，还是政治都需要制造行业提供机电产品，因此各国都在机电一体化技术上投入了大量的资金，希望本国这项技术在世界上能取得领先地位。

日本的机电一体化技术发展的成果很显著，尤其是在工业机器人方面，他们将计算机芯片等技术与机电产品有机的融合起来，制造成功了能与人进行视频，并且拥有触觉的智能机器人，当现场发生故障时，智能机器人能够监测到故障并且及时的处理，不仅减少了故障发生的概率，还节约了人力物力成本的支出，最为关键的是，避免了相关人员因为维修设备而出现意外事故。西欧国家也出台了相关的政策来支持这项技术的发展，希望工厂能够实现全面的自动化，而美国在这方面也加快了研究的步伐，希望通过这项技术能够减少产品生产周期，进而提高经济效益。

而我国作为世界上最大的发展中国家，在技术水平方面还远远落后于上述的发达国家，但也因此说明了我国在机电一体化技术方面有更大的发展空间。近些年来，因为金融危机的影响，是我国充分意识到了发展机电一体化的重要性，并且意识到了机电一体化技术对我国经济发展有着不可替代的作用，国家和企业都加快了研究的步伐。针对我国目前发展状态，国家提出了优先研发机电一体化的6项关键技术，如今我国已经取得了显著的成效，比如数控技术经过多年的研究发展，我国几乎完全掌握了这些技术的要领，并且建立了数控开发与生产为一体的基地，最为关键的是培养很多数控技术方面的人才，在数控技术这一领域，已经形成了属于自己的产业，成果很显著。这些成果也为我国未来发展机电一体化技术奠定了基础，提供了参考。

三、仿生硬件的容错技术新思路

基于仿生硬件的容错研究，对建立借鉴生物进化机制的硬件容错新理论，提高硬件系统的可靠性具有重要意义。

1、胚胎型仿生硬件的容错体系结构和容错原理

仿生硬件可以分为进化型和胚胎型，其中胚胎型仿生硬件也称为胚胎电子系统，是模仿生物的多细胞容错机制实现的硬件。胚胎型仿生硬件的容错体系结构，主要由胚胎细胞、开关阵和线轨组成开关阵，根据可编程连线的控制信号完成开关闭合，控制线轨内各线段的使用，胚胎细胞包含存储器、坐标发生器，换向块、功能单元、直接连线、可编程连线、控制模块等存储器用于保存配置数据位串，并根据细胞状态和坐标发生器计算出的结果，从配置位串中提取段经译码后，对胚胎电子细胞的换向块和功能单元进行配置，坐标发生器根据4个细胞最近两侧（左侧和下侧）邻居细胞的坐标为其分配坐标。

2、胚胎型仿生硬件实现容错的策略

为了实现对故障细胞的容错，常用的容错策略有两种：行（列）取消和细胞取消策略，通过记录有错的单元位置，重新布线，用其他各用的单元来代替但是对于连线资源故障，这此策略并未给出相应的对策，在深入研究胚胎仿生硬件容错体系结构的基础上，本文提出种针对线轨故障的容错策略：

2.1行（列）取消策略在行（列）取消中，若个细胞出错，则它所在行（列）的所有细胞都将被取消，而该行（列）细胞的功能将被其上行（右列）的细胞所代替，即当一个细胞出错时，细胞所在行（列）上移（右移）到 一个备用行（各用列）来代替它当前的工作。

2.1细胞取消策略在细胞取消中，用各用细胞代替故障细胞分两个阶段当某行的出错细胞数超过各用细胞数时，整行被取消，行细胞上移，用备用行取代出错行的功能

四、新时期机电一体化技术展望

机电体化是多学科的交叉融合，综合了机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等技术，其发展进步依赖并促进了相关技术的发展，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗上实现特定功能价值，新时期机电体化技术呈现智能化、系统化、微型化等发展趋势。伴随着智能技术的发展，机电体化技术也呈现智能化发展的趋势智能化即要求机电产品有定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力，如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/0接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。

五、结语

综上所述，我国的机电一体化技术已经取得了显著的发展，国家的重视以及科技的进步使得这项技术拥有更大的发展空间。虽然我国技术水平总体上落后于发达国家，但是因为经济全球化不断深入，各国在技术领域也必然会加强合作，共同促进世界经济的发展，再加之，我国已经培养出很多机电一体化专业的人才，这为我国机电一体化未来的发展储备了充足的人才。本文是笔者多年的机电一体化系统操作经验的总结，希望为机电一体化系统的仿真技术研究人员提供借鉴，为我国机电一体化技术发展的更好提供参考。■

参考文献

[1] 陈辉，王磊. 机电一体化技术的现状及发展趋势[J]. 国内外机电一体化技术. 2009（S4）

第6篇：人工智能仿真技术范文

关键词：电力系统；自动化技术；发展趋势

引 言：电力企业为实现电力系统的自动化发展，提高自动化技术的应用水平，加强自动控制的力度。自动化技术在电力系统中的应用，体现诸多运行优势，着实提升电力系统的运行效率。电力系统自动化技术具备融合特点，既可以完善电力企业的自动化，又可以提高电力系统的调度能力，体现规范、稳定的系统优势，优化电力系统自动化的发展环境。

1 分析电力系统自动化技术的特性

电力系统自动化技术在运行过程中，主要表现出两大特性，支持电力系统的高效运行[1]。重点分析自动化技术的特性，如：（1）远距离分布，电力系统的规模比较大，促使自动化技术同样面临规模问题，自动化技术能够主动解决环境、地域等问题，呈现远距离分布，而且不会出现技术消耗或损失，自动化技术在远距离分布方面，表现出柔性特点，目的是提高供电质量，保障电力系统自动化的运行状态；（2）支撑电力系统的扩大发展，自动化技术为电力系统提供保障作用，促使其可呈现持续发展的状态，稳定电力系统的运行基础，基于自动化技术，电力系统能够稳定融合各项技术，推进系统扩大，融合传统供电与自动供电，避免出现矛盾发展。由此可见：自动化技术表现出明显的特性，成为支持电力系统自动化发展的基础，完善电力系统的建设与发展，体现电力系统自动化的优势。

2 自动化技术在电力系统中的应用

结合电力系统自动化的运行情况，自动化技术在电力系统中的应用主要体现在以下三个方面。

2.1 配网自动化运行

自动化技术是配网自动化的基础支持，现代电力系统之间的配网模块联系密切，要求配网运行必须达到灵活状态，由此自动化技术才可发挥应用优势。以某电力公司为例，分析自动化技术在配网中的应用[2]。该公司趋向于自动化技术中的载波技术，在DSP的处理下，该公司配网运行效率得到极大提升，能够快速接收传输的电力信息，排除其他电力系统及设备的干扰，同时该公司引进高级软件，补充自动化技术的不足，基于配网构建的信息模型，能够有效预测配网的运行趋势。

2.2 电力系统的安全保护

电力系统通过自动化技术，提高自身的控制能力，保障电网的安全运行。自动化技术为电力系统的安全保护提供监视和保障作用。第一，自动化技术在监视电力系统运行时，不仅约束安全状态，还会准确反映运行情况，如果出现风险运行，主动发出警报，提醒工作人员；第二，自动化技术安全保护的能力非常高，适应电力系统多样化的运行方式，例如：电力系统运行中会产生大量热能，诸多电力设备达到极限温度后容易出现故障，工作人员自主设定极限温度，自动化技术可以主动感应系统温度，一旦达到温度极限值，迅速启动通风设备，降低系统温度，保障设备安全。

2.3 数据处理

自动化技术在电力系统数据处理方面的应用主要体现在共享和整合两方面，提升电力系统数据处理的水平。第一，数据共享，共享是电力系统数据处理的一项基本特性，自动化技术以数据的空间属性为目标，构建空间性的数据系统，保障电力系统数据信息的一致性，自动化技术在实现数据共享时，最先要分析各个数据的属性关系，统计物理关系，由此才可保障数据共享的规范性；第二，数据整合，降低电力系统的运行成本，自动化技术能够感应用电高峰和低谷期，根据两个时期的供电需求，提出整合措施，合理控制系统功率，体现电力系统功率分配的动态特性。

3 电力系统自动化技术的发展趋势

电力企业针对电力系统自动化技术的应用，规划自动化技术的效益，提出几点发展方向，明确自动化技术的发展趋势。

3.1 人工智能化

人工智能是自动化技术在电力系统中的主流发展趋势，很大程度上提升电力系统的运行水平。电力企业针对人工智能领域，提供可靠的理论支持，如：模糊系统、专家系统等，利用理论体系，分配自动化技术[3]。以故障诊断为例，分析自动化技术人工智能化的发展趋势，加强故障诊断的准确程度，电力企业规划故障诊断的开发点，实行智能改进，改善传统的故障诊断方式，促使其表现出快速、精确的诊断方式。目前，自动化技术的人工智能化发展，已经取得明显效益，电力企业还需提高重视度，强化人工智能的实践能力，以此来推进自动化技术的发展。

3.2 仿真运行

自动化技术的仿真发展，为电力系统提供可靠的运行数据，科学转化自动化技术，实现仿真系统。例如：某电力企业针对电力系统构建仿真模型，用于控制电力系统的闭环运行，该公司加强人员培训，主要推进仿真技术，完善仿真模型，通过仿真模型，实现多项电力技术的高效运行，该公司充分发展自动化技术的仿真理念，积极落实仿真模型，为电力系统提供规划性的发展路径，同时体现自动化技术在仿真建设方面的发展趋势。

3.3 综合智能化

综合智能化是电力企业在自动化技术发展方面的主要研究课题，建立在多项理论基础上，如：神经元、自适应等，解决电力系统自动化发展的缺陷问题，提升运行安全度[4]。自动化技术的综合智能化发展，在电力系统变电站中得到积极应用，提升变电站的效率，有效保护变电站的运行，避免变电站在长期运行中出现误动或危险动作。

4 结束语

自动化成为电力系统的发展方向，电力企业为体现成熟的自动化系统，积极应用自动化技术，同时规划自动化技术的发展趋势，满足电力系统的多项需求。电力企业针对自动化技术提出发展方式，彰显自动化技术的优势，促使自动化技术更加适应电力系统的运行，保障电力系统的效益。由此可见：自动化技术的应用及发展，对电力系统具有明显的价值意义。

参考文献：

[1] 朱淋.浅论电力系统及其自动化技术的应用能力[J].科技风，2011，（04）.

第7篇：人工智能仿真技术范文

关键词：机电一体化；联合仿真技术；智能化

机电一体化向智能化方向迈进.20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。

一、节电一体化特点

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称. 目前实操性人才缺乏，各企业高薪聘请机电一体化专业人才，在深圳地区例如：富士康、三星、华为、等一线企业拥有大量高薪职位就业前景十分广阔.以下由工控行业网为您进行的机电一体专业就业前景的方向分析。

这些集成化、自动化、智能化的机电系统发生故障的随机性很强,往往难以预料,但工程实践表明除了少数突发故障以外,大多数故障是一个渐进的过程。如果早期发现,及时采取恰当的措施是完全可以防止的,机电产品容错设计与仿真技术研究以及容错技术的应用正是顺应了这种需求。

容错技术为提高系统的可靠性开辟了一条新的途径。虽然人们无法保证所设计的系统各个构成环节的绝对可靠,但若把容错的概念引入到机电产品,可以使各个故障因素对产品性能的影响被显着削弱,这就意味着间接地提高了产品的可靠性。研究和应用容错技术,对于保障机电系统运行的连续性和安全性,减少安全事故,提高现代机电产品的经济效益和社会效益,具有非常重要的意义。

二、仿生硬件容错研究现状

随着电路系统功能的复杂化,传统的硬件容错技术越来越不能满足日益庞大的电路系统要求。为了提高系统可靠性,人们提出了动态地对故障进行自检测、自修复的要求,并努力寻找新的容错设计方法。早在20世纪50年代末,计算机之父冯?诺依曼就提出了研制具有自繁殖与自修复能力通用机器的伟大构想。

研究人员从自然界得到灵感,将自然计算(如进化计算,胚胎理论等)引入到硬件设计中从而形成仿生硬件(Bio-inspired Hardware,BHW)。仿生硬件的概念最初是由瑞士联邦工学院于1992年提出的,虽然历史不长,但其发展非常迅速,现在已经成为国际上的研究热点之一。仿生硬件早期也称为进化硬件(Evolvable Hardware,EHW)。A.Thompson等人较早提出了EHW应用于容错方面的想法。仿生硬件是一种能根据外部环境的变化而自主地、动态地改变自身的结构和行为以适应其生存环境的硬件电路,它可以像生物一样具有硬件自适应、自组织、自修复特性。采用仿生硬件实现的容错,不需要显式冗余,而是利用进化本身固有容错的特性,这种特性带来的优势是传统方法通过静态冗余实现容错所不能比拟的。

三、仿生硬件的容错技术新思路

基于仿生硬件的容错研究,对建立借鉴生物进化机制的硬件容错新理论、新模型和新方法,提高硬件系统的可靠性,具有至关重要的意义。

(一)胚胎型仿生硬件的容错体系结构和容错原理

仿生硬件可以分为进化型和胚胎型,其中胚胎型仿生硬件也称为胚胎电子系统,是模仿生物的多细胞容错机制实现的硬件。

胚胎型仿生硬件的容错体系结构,主要由胚胎细胞、开关阵和线轨组成。开关阵根据可编程连线的控制信号完成开关闭合,控制线轨内各线段的使用。胚胎细胞包含存储器、坐标发生器、I/O换向块、功能单元、直接连线、可编程连线、控制模块等。存储器用于保存配置数据位串,并根据细胞状态和坐标发生器计算出的结果,从配置位串中提取一段经译码后对胚胎电子细胞的换向块和功能单元进行配置。坐标发生器根据每个细胞最近两侧(左侧和下侧)邻居细胞的坐标为其分配坐标。I/O换向块为细胞功能单元间的可编程连线提供控制信号。功能单元用于实现一个n输入的布尔函数,用于实现所需的细胞功能。直接连线负责功能单元之间的相互通信。可编程连线传递控制信号控制开关阵。控制模块完成细胞的工作状态检测、故障诊断、控制细胞冗余切换。

(二)胚胎型仿生硬件实现容错的策略

为了实现对故障细胞的容错,常用的容错策略有两种:行(列)取消和细胞取消策略,通过记录有错的单元位置,重新布线,用其他备用的单元来代替。

但是对于连线资源故障,这些策略并未给出相应的对策。在深入研究胚胎仿生硬件容错体系结构的基础上,本文提出一种针对线轨故障的容错策略。

1. 行(列)取消策略。在行(列)取消中,若一个细胞出错,则它所在行(列)的所有细胞都将被取消,而该行(列)细胞的功能将被其上一行(右一列)的细胞所代替,即当一个细胞出错时,细胞所在行(列)上移(右移)到一个备用行(备用列)来代替它当前的工作。

2. 细胞取消策略。在细胞取消中,用备用细胞代替故障细胞分两个阶段。当某一行的出错细胞数超过备用细胞数时,整行被取消,行细胞上移,用备用行取代出错行的功能。

(三)胚胎型仿生硬件实现容错的流程

胚胎型仿生硬件容错的流程为:

(1)根据设计需求选择器件,确定硬件设计方案;

(2)以电路结构及有关参数等作为染色体进行编码,按照进化算法的进化模式对系统进行进化操作;

(3)一般以电路的功能与预期结果的符合程度作为个体的适应度。根据给定的输入条件或测试集,通过基于电路模型的仿真测试或实测计算群体中的每个个体的适应度;

(四)胚胎型仿生硬件内部错误检测机制

错误检测是胚胎型仿生硬件实现容错的前提,本文在此着重研究针对细胞故障的错误检测机制。

基于细胞功能单元的三模冗余与多数表决器电路实现是硬件容错常用的冗余容错策略。

第8篇：人工智能仿真技术范文

【关键词】 智能技术 网络技术 仿真技术 数据采集

一、前言

电子信息技术主要包括信息采集、信息传输、信息管理、信息集成、信息处理以及决策等等。通过其内容可以有效的看出，电子信息技术可以对数据进行有效的处理，通过信息的反馈更好的进行系统控制。所以，电子信息技术的发展为电气自动化水平的不断发展提供了巨大的帮助。研究我国的电气信息化技术发展状况，并探讨未来电气信息化技术的发展方向具有非常大的意义。故，本文从电气信息化技术的重要性出发，首先分析了电气信息化技术的发展历程，接着重点的探讨了电气信息化技术的发展现状及未来方向。最后得出：未来信息化技术的发展将不断的得到创新和进步，为国家信息化的发展提供强有力的帮助。

二、电气信息化技术的发展历程

1、早期应用阶段。早期信息化技术的应用主要体现在信号的采集、传输和控制上。后续PLC技术的进一步发展，实现了控制的程序可以离开具体控制对象进行调试、加载、修改和删除。这些信息化技术仅仅局限在过程控制，而不能进行管理控制。

2、信息系统应用阶段。信息系统应用阶段只要是各类管理系统的出现，包括办公室管理系统，生产用仓库管理系统等等，大都是数据库系统的有效开发。该过程主要是信息系统的具体应用阶段。

3、系统集成应用阶段。分布式数据库技术、分布式计算技术、软件开发技术、无线通信技术等都有了较快速的发展，信息系统集成具备了坚实的基础。在今后的若干年内，电气信息工程的建设目标应该是通过集成构造企业的创新环境，提高企业的核心竞争力。

三、电气信息化技术的发展现状及发展方向

现如今，信息化技术已经不断的影响着我们的日常生活，我们所用的智能手机，网络电视，工厂所用的高科技电气产品等等，都是电气信息化技术发展的产物。电气信息化技术的未来发展也将会在这三个方面得到更进一步的发展。

1、网络通信技术。网络通信技术主要是来完成远程控制，远程诊断与维护，远程管理等的过程。通过网络通信技术，很多的复杂工作都能高效的完成。比如，很多现场环境较为恶劣，工作人员在现场进行操作会出现较多危险的环境。可以尝试采用网络通信技术，通过网络通信技术来实现远程控制，操作人员在原理执行机构环境下就可以有效的完成作业。同时通过网络通信技术，还可以实现远程的诊断与维护，这样对于作业环境通过远程诊断和维护可以对现场的问题进行有效的解决。这样的方式下，可以大大的缩短劳动时间，节约劳动成本，同时降低了工作风险，提供了工作效率。在今后，网络通信技术将向着更加科学化，有效化，更加人性化的方向发展。通过网络通信技术的更加进一步的发展，技术更加的更新，对于我们的生活和实现科学技术的不断发展提供更大更多的帮助。

2、人工智能技术。人工智能技术目前的最大应用成果主要体现在故障操作系统、调度管理系统、智能报警系统等等。人工智能技术的有效应用，大大的节约了维修成本。比如，以前发动机没有信息采集系统，出现故障无法较快的进行判断，需要维修人员对发动机进行拆卸来注意排除问题，排除过程非常复杂，麻烦。而目前的发动机都可以连接电脑，进行数据采集，对于故障可以进行有效的诊断，大大的缩短了维修时间，通过信息的采集，第一时间就能掌握故障点，准确的定位位置，有效的解决问题。另外，智能报警系统的建立，可以让设备出现故障的时候，及时的发出警报，给操作人员一提醒，避免出现误操作，大大的保证了设备的完好性。在未来，人工智能技术将更加有效和智能，有效的帮助人们解决各类疑难问题，解决目前无法解决的各类疑难技术课题。

3、优化仿真技术。优化仿真技术的发展有效的提升了工业生产的安全性。对于较为复杂的工艺，由于仿真技术的出现，可以事先进行模拟，帮助解决疑难问题。在工业生产中，CAD技术的诞生大大的提升了工作效率和工作的准确性，在CAD技术的应用下，相应的设计参数与结果转化等都实现了有效的优化与完善。在未来，仿真技术将向着更加准确的方向发展，保证仿真的准确率。最终达到仿真结果和实际结果想匹配的目的。

总结：总之，电气信息化技术的未来发展将会向着更加智能化，更加高效化的方向发展。在为了的电气信息化技术中，各类信息化技术将更加方便人们的生活，其智能化程度更加，仿真效果更好。未来信息化技术的发展将不断的得到创新和进步，为国家信息化的发展提供强有力的帮助。

参 考 文 献

[1]田永生，毛鑫. 机械电气自动化技术与控制研究[J]. 科技创新导报. 2016（33）

[2]林鹤，朱俊龙. 浅析我国电气自动化技g发展现状及趋势[J]. 黑龙江科技信息. 2016（33）

第9篇：人工智能仿真技术范文

关键词　分布式系统 综合化 动态化 前期仿真

1引言

智能建筑的基本问题实质上是信息、资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理。它实现的核心是系统集成，也就是说通过系统集成实现综合共享，提高服务质量和工作效率，达到多快、好省和高效的目的[1]。然而，随着社会信息化进程的日益发展和受人们对经济日益国际化趋势的认同，智能建筑必将呈现出新的态势，这种态势体现在进行系统集成的同时，考虑建筑物的异构性、分布性、动态性和碎片性等因素的影响下[2]，应充分体现系统的分布化、综合化、动态化和智能化[3]，这是建筑智能化进程中一个必须重视的战略性问题。另外，任何工程对方案的考核是至关重要的，就智能大厦而言，对方案的考核是一个不容忽视的问题，所以对设计方案的前期仿真很有必要。

2一体集成的分布化

智能大厦的系统一体化集成实质上是建立在系统集成、功能集成、网络集成和软件界面集成的多种集成的基础上的一门高新技术。智能一体化集成化的本质是计算机网络的管理。传统的集成式网络管理系统难以适应网络规模日益扩大、网络元素日益复杂的楼宇智能化要求，需要引入分布式管理方法。

分布式管理就是将管理的功能合理地分布于多个管理实体，以便有效、及时地对网络资源进行监视、约束和控制，提高响应效率和扩展功能，更好地实现网络管理目标。一个实际的网络系统，可以根据管理的需要，按照地域、功能子系统、网络等定义相对独立的管理域并选定其管理者；各管理域通过管理者的交互实现全局管理目标。管理者之间的交互有两种结构：层次的和全分布的。层次结构是通过上层管理者与下层管理者的交互来完成各管理域的管理者之间的协调。全分布式结构是一种对等结构，采用该方式的管理者之间能直接对等通信。一个实际的应用系统，管理的分布化的过程就是将管理应用功能由集中式客户机/服务器（Client/Server）模式转移到分布式计算平台的过程[4]。分布式计算平台的目标是实现跨平台资源的透明互操作和协同计算。

当前支持分布式计算主要有两类环境：基于过程的分布式计算和面向对象的分布式计算。目前的主流是后一类。如基于CORBA（Common Object Request Broker Architecture，公共对象请求体系结构）和Java的计算，它们采用面向对象的技术，提供对象式的应用编程接口，主要是针对重用和异构环境下的操作问题，这对相对庞大和复杂的智能大厦系统是非常适用的，目前CORBA技术已引起业界的关注和重视[5]。CORBA是一个开放式跨平台的、语言独立的分布式标准，它引入的概念屏蔽了下层的网络传输，利用面向对象概念，实现分布式应用软件的可重用性和可扩展性，既大大简化了分布式应用系统的开发和维护，又便于异构环境下的集成，具有更高的可用性和可靠性的优点。目前遵从CORBA规范的产品主要有Inprise公司的VisiBroker，IONA公司的Orbix，Digital公司的ObjectBroker，IBM公司的Component Broker等，将基于面向对象的分布式计算技术引入智能建筑是顺应技术潮流的，同时它应是甲乙类智能建筑的技术要求[1]。

另外，分布式管理系统更容易实现大厦的智能化，不仅能实现管理的并行性和分布性，而且具有对管理活动的全过程进行多目标、多因素、多阶段、多层次的协调，实现管理系统的整体协调和全局优化。

3一体集成的综合化

网络是建筑物智能化的基础，系统一体化是以网络为支撑的，网络信息来源于不同实体，随着智能建筑的不断深化，被管理的对象趋于复杂化，复杂化的因素主要有：被管理的对象趋于复杂化，复杂化的因素主要有：被管理的数量、对象的种类、组织的异构性、物理分布、参与组织的单元的数量、服务综合的程度等，这时，由传统的相对单一的网络管理扩展为基于分布化的网络综合管理是环境的必然要求。

环境是系统存在、变化、发展的外部条件；系统与环境相互作用、相互影响，进行信息、能量或物质的交换。

综合管理是指确保系统的所有资源根据其目的而有效运营的所 有手段，它是系统与环境相统一的产物。有关综合管理的平台也在不断涌现和改进，如基于事件（event）的驱动轮询方案，基于CORBA平台的方案。

转贴于 4一体集成的动态性

事物的发展是m相对稳定的，在相对稳定的情况下，随着环境的需要仍在不断的发展和完善。智能建筑系统一体化集成的动态性是基于分布式的管理系统，也只有分布式的管理系统才能更好地实现其动态化。

动态化有两个含义：其一是故障的检测与动态重组恢复；其二是系统具有可扩展性。分布式系统具有故障诊断软件包，采用互查技术来检测系统发生故障的部位，并进行处理，动态地分配或重组系统，使系统工作于可靠状态。分布式系统采用并行处理技术，可满足智能大厦分阶段建筑使用的要求，边组织，边开通，从而减少了一次性开通的难度和避免了一次性投资的方式。另外分布式系统的硬件和软件都是模块化的，模块的连接嵌入比较方便，能够很好地配合日益扩大的系统需求，便于提高和完善系统的性能，保障了系统的动态先进性。系统的动态化要求使用动态的管理策略，由于Java和CORBA的迅速发展，动态管理技术也在日趋成熟。

5前期仿真

智能大厦的建设除了要达到预期的目标，即提供安全、舒适、快捷的优质服务，建立先进、科学的综合管理机制，节省能源和降低成本，还要达到系统的优化配置以减少投资。这就需要在工程实施前对系统设计的基本要求和功能进行考核，以便查漏补缺和修正。另外，因为智能大厦的网络集成不同于研究试验网，网络系统可靠性、开放性等要素对大厦的智能化管理和提高运行效率具有十分重要的意义，所以，对智能大厦的前期仿真就显得不仅十分必要而且十分重要。

由美国的Cleve和Moler博士在1980年前后创立的、正在蓬勃发展的Matlab为系统的动态仿真提供了良好的环境[6]。Matlab的家族成员之一的Simulink为系统的仿真更是提供了极大的方便，综合其它软件的使用可以使该软件在智能建筑的CAD中发挥更大的作用；此软件也能为其它软件提供良好的接口，便于SynchroHome等智能化集成系统软件的调用[2]。该软件有两个明显的功能；连接与仿真。首先利用鼠标在模型窗口上画出所需的系统模型。然后利用软件提供的功能对系统直接进行仿真，在系统的任何节点上可以输出波形，从而更好地监控系统的工作过程，并实时地对系统模型进行修改以达到预期目的。这种思想和方法适合于智能大厦一体化集成的仿真与分析，相信基于Simulink的仿真技术必将在智能建筑的CAD中打开一个崭新的局面。