人工智能技术在磁悬浮中的应用与研究

2020-02-16王露遥

四川水泥 2020年5期

王露遥

（西安工程大学，陕西西安 710048）

随着社会的发展和时代的进步，网络技术和信息技术的普及和广泛应用有效地提高了人们的生活水平和生活质量。在网络时代，用户的需要发生了巨大变化，计算机功能和简单问题的解决不再能够满足人们的实际需要。人工智能技术的出现为人们解决了很多问题，已经应用在生活的方方面面，为人们提供智慧和人性化。下面就人工智能技术在磁悬浮中的应用进行研究探讨，以明确人工智能技术在磁悬浮中的应用方向。

1 人工智能与磁悬浮

1.1 人工智能技术

人工智能涉及多种学科，如语言、生理学、心理学和计算机科学。其主要目标是确保机器具有人工智能功能，从而取代人类从事危险和复杂的工作，并有效地保障工作人员的生命安全，提高工作效率。对于人工智能，它可以区分自然智能和人类智能，并使用系统设备模拟人类活动，以有效地执行操作者的指示[1]。它具有以下特征：一是处理不确定的信息。使用网络分析和模糊处理来打破固定程序的界限，模拟人类智能活动，有效处理不确定信息，跟踪和理解系统实时资源的总体或局部条件，以便向用户提供所需信息。二是促进网络的智能管理。人工智能在网络管理中的应用可以提高信息处理的效率和准确性，并且可以利用其存储器功能来建立一个固体信息库和方便信息存储。同时，信息数据库被用作信息综合、解释和综合的有效平台，以确保先进信息的科学性和准确性，并有效地提高网络管理水平。三是高写作能力。人工智能可以优化和集成资源，传输和共享每个用户的资源，有机地整合代理写入方法和网络管理，提高网络管理的效率。

1.2 磁悬浮技术

磁悬浮技术系统由四个部分组成：转子、传感器、控制器和致动器。假设在参考位置上，转子通过向下扰动而偏离其参考位置。在该时刻，传感器检测到转子从基准点的移动，并且当控制器的微处理器检测到的移动转换为控制信号时，将控制信号转换为控制电流，在致动磁体中产生磁力，从而使转子返回到其原始平衡位置。因此，不管转子向下或向下受到干扰，转子仍然可以处于稳定的平衡状态。其主要应用于磁悬浮列车中。

根据线圈导体的性能，磁悬浮技术可以分成正常和超导类型；根据悬浮原理，磁悬浮技术可以分成电磁悬浮系统（EMS）和电悬浮系统（EDS）。原则上，磁悬浮技术可分为两种主要模式：“导电+EMS”（“导电性磁吸引类型”）和“超导+EDS”（“超导性磁排斥类型”）。德国的TR 技术使用“4-EMS 导体”，而日本的ML 技术则使用“4-EDS 超导”，这两种技术分别代表目前在国际上适用的两种磁悬浮运输技术[2]。

虽然人工智能技术和磁悬浮技术都发展的比较成熟，但两者的结合并不常见，下面就几种人工智能技术在磁悬浮中应用实例进行简要介绍。

2 人工智能技术在磁悬浮中应用实例

2.1 磁悬浮智能旋转笔筒

在通电状态下，智能磁悬浮旋转笔可以在空气中旋转并保持稳定性，将笔放置在笔筒中时，不会影响笔的稳定性，它的应用比较成熟，克服了传统笔筒的不稳定性以及磁悬浮技术的不稳定性。

作为智能旋转笔筒的主体，磁悬浮物被供给，磁悬浮物有多种形式的磁悬浮技术，可以分为被动悬浮物、系统自身稳定和系统不稳定的主动悬浮物。磁悬浮技术系统由四个部分组成：浮子、传感器、控制器和致动器。假设在参考位置上，浮标将通过向下扰动而偏离其参考位置。在该时刻，传感器检测从基准点浮动的运动，当控制器将检测到的运动转换为控制信号时，微处理器检测到浮动的运动，然后功率放大器将控制信号转换为控制电流，该控制电流在磁体中产生磁力。致动器，从而使浮动器返回到其原来的平衡位置。因此，无论浮标向下或向下扰动，浮标始终可以处于稳定的平衡状态。使用磁悬浮技术将浮子固定在笔桶下面，这样浮子就可以驱动浮笔桶。

与传统的笔筒相比，这一产品的优点是：基座中的磁体的磁场与基座上的大磁体的磁场相互作用，以形成一种称为电位井的圆形潜在能量。当钢笔门的磁铁试图向右水平移动时，钢笔门的杆不再站着，而是沿着本地磁场线向右稍微倾斜。同样，当钢笔桶试图向左水平移动时，钢笔桶的轴与本地磁力线轻微向左倾斜，使得钢笔桶中的磁体能够沿着地面磁线的方向调整轴的方向，这样就能稳定下来转动了。自由状态磁体从上向下倒置，将排斥力转化为吸引力，从而使悬挂不稳定。因此，使用一个大的、小的和两个永久磁铁将磁悬浮浮在陀螺形状中，以确保磁悬浮在运行中的极性不会逆转，并且其稳定性高于市场上普通磁悬浮产品的稳定性。此外，当磁悬浮笔门由于钢笔门的材料和形状而初始完成时，并且当浮标位置的选择不理想时，笔筒的稳定性可能不够高，因此有不同形状和尺寸的笔桶可供选择，由于浮标的位置是独立变量，笔桶可以承受作为依赖变量的倾斜笔的数量。使用控制变量方法进行了许多实验，通过数据分析，找到了钢笔桶的大小和浮标位置，可以最大限度地提高钢笔桶的稳定性。