人工智能技術(shù)在磁懸浮中的應(yīng)用與研究

王露遙

（西安工程大學(xué)， 陜西 西安 710048）

隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用有效地提高了人們的生活水平和生活質(zhì)量。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，用戶的需要發(fā)生了巨大變化，計(jì)算機(jī)功能和簡單問題的解決不再能夠滿足人們的實(shí)際需要。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)為人們解決了很多問題，已經(jīng)應(yīng)用在生活的方方面面，為人們提供智慧和人性化。下面就人工智能技術(shù)在磁懸浮中的應(yīng)用進(jìn)行研究探討，以明確人工智能技術(shù)在磁懸浮中的應(yīng)用方向。

1 人工智能與磁懸浮

1.1 人工智能技術(shù)

人工智能涉及多種學(xué)科，如語言、生理學(xué)、心理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)。其主要目標(biāo)是確保機(jī)器具有人工智能功能，從而取代人類從事危險(xiǎn)和復(fù)雜的工作，并有效地保障工作人員的生命安全，提高工作效率。對(duì)于人工智能，它可以區(qū)分自然智能和人類智能，并使用系統(tǒng)設(shè)備模擬人類活動(dòng)，以有效地執(zhí)行操作者的指示[1]。它具有以下特征：一是處理不確定的信息。使用網(wǎng)絡(luò)分析和模糊處理來打破固定程序的界限，模擬人類智能活動(dòng)，有效處理不確定信息，跟蹤和理解系統(tǒng)實(shí)時(shí)資源的總體或局部條件，以便向用戶提供所需信息。二是促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的智能管理。人工智能在網(wǎng)絡(luò)管理中的應(yīng)用可以提高信息處理的效率和準(zhǔn)確性，并且可以利用其存儲(chǔ)器功能來建立一個(gè)固體信息庫和方便信息存儲(chǔ)。同時(shí)，信息數(shù)據(jù)庫被用作信息綜合、解釋和綜合的有效平臺(tái)，以確保先進(jìn)信息的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，并有效地提高網(wǎng)絡(luò)管理水平。三是高寫作能力。人工智能可以優(yōu)化和集成資源，傳輸和共享每個(gè)用戶的資源，有機(jī)地整合代理寫入方法和網(wǎng)絡(luò)管理，提高網(wǎng)絡(luò)管理的效率。

1.2 磁懸浮技術(shù)

磁懸浮技術(shù)系統(tǒng)由四個(gè)部分組成：轉(zhuǎn)子、傳感器、控制器和致動(dòng)器。假設(shè)在參考位置上，轉(zhuǎn)子通過向下擾動(dòng)而偏離其參考位置。在該時(shí)刻，傳感器檢測到轉(zhuǎn)子從基準(zhǔn)點(diǎn)的移動(dòng)，并且當(dāng)控制器的微處理器檢測到的移動(dòng)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)時(shí)，將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制電流，在致動(dòng)磁體中產(chǎn)生磁力，從而使轉(zhuǎn)子返回到其原始平衡位置。因此，不管轉(zhuǎn)子向下或向下受到干擾，轉(zhuǎn)子仍然可以處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。其主要應(yīng)用于磁懸浮列車中。

根據(jù)線圈導(dǎo)體的性能，磁懸浮技術(shù)可以分成正常和超導(dǎo)類型；根據(jù)懸浮原理，磁懸浮技術(shù)可以分成電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）和電懸浮系統(tǒng)（EDS）。原則上，磁懸浮技術(shù)可分為兩種主要模式：“導(dǎo)電+EMS”（“導(dǎo)電性磁吸引類型”）和“超導(dǎo)+EDS”（“超導(dǎo)性磁排斥類型”）。德國的TR 技術(shù)使用“4-EMS 導(dǎo)體”，而日本的ML 技術(shù)則使用“4-EDS 超導(dǎo)”，這兩種技術(shù)分別代表目前在國際上適用的兩種磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)[2]。

雖然人工智能技術(shù)和磁懸浮技術(shù)都發(fā)展的比較成熟，但兩者的結(jié)合并不常見，下面就幾種人工智能技術(shù)在磁懸浮中應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行簡要介紹。

2 人工智能技術(shù)在磁懸浮中應(yīng)用實(shí)例

2.1 磁懸浮智能旋轉(zhuǎn)筆筒

在通電狀態(tài)下，智能磁懸浮旋轉(zhuǎn)筆可以在空氣中旋轉(zhuǎn)并保持穩(wěn)定性，將筆放置在筆筒中時(shí)，不會(huì)影響筆的穩(wěn)定性，它的應(yīng)用比較成熟，克服了傳統(tǒng)筆筒的不穩(wěn)定性以及磁懸浮技術(shù)的不穩(wěn)定性。

作為智能旋轉(zhuǎn)筆筒的主體，磁懸浮物被供給，磁懸浮物有多種形式的磁懸浮技術(shù)，可以分為被動(dòng)懸浮物、系統(tǒng)自身穩(wěn)定和系統(tǒng)不穩(wěn)定的主動(dòng)懸浮物。磁懸浮技術(shù)系統(tǒng)由四個(gè)部分組成：浮子、傳感器、控制器和致動(dòng)器。假設(shè)在參考位置上，浮標(biāo)將通過向下擾動(dòng)而偏離其參考位置。在該時(shí)刻，傳感器檢測從基準(zhǔn)點(diǎn)浮動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)控制器將檢測到的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)時(shí)，微處理器檢測到浮動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，然后功率放大器將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制電流，該控制電流在磁體中產(chǎn)生磁力。致動(dòng)器，從而使浮動(dòng)器返回到其原來的平衡位置。因此，無論浮標(biāo)向下或向下擾動(dòng)，浮標(biāo)始終可以處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。使用磁懸浮技術(shù)將浮子固定在筆桶下面，這樣浮子就可以驅(qū)動(dòng)浮筆桶。

與傳統(tǒng)的筆筒相比，這一產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是：基座中的磁體的磁場與基座上的大磁體的磁場相互作用，以形成一種稱為電位井的圓形潛在能量。當(dāng)鋼筆門的磁鐵試圖向右水平移動(dòng)時(shí)，鋼筆門的桿不再站著，而是沿著本地磁場線向右稍微傾斜。同樣，當(dāng)鋼筆桶試圖向左水平移動(dòng)時(shí)，鋼筆桶的軸與本地磁力線輕微向左傾斜，使得鋼筆桶中的磁體能夠沿著地面磁線的方向調(diào)整軸的方向，這樣就能穩(wěn)定下來轉(zhuǎn)動(dòng)了。自由狀態(tài)磁體從上向下倒置，將排斥力轉(zhuǎn)化為吸引力，從而使懸掛不穩(wěn)定。因此，使用一個(gè)大的、小的和兩個(gè)永久磁鐵將磁懸浮浮在陀螺形狀中，以確保磁懸浮在運(yùn)行中的極性不會(huì)逆轉(zhuǎn)，并且其穩(wěn)定性高于市場上普通磁懸浮產(chǎn)品的穩(wěn)定性。此外，當(dāng)磁懸浮筆門由于鋼筆門的材料和形狀而初始完成時(shí)，并且當(dāng)浮標(biāo)位置的選擇不理想時(shí)，筆筒的穩(wěn)定性可能不夠高，因此有不同形狀和尺寸的筆桶可供選擇，由于浮標(biāo)的位置是獨(dú)立變量，筆桶可以承受作為依賴變量的傾斜筆的數(shù)量。使用控制變量方法進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)分析，找到了鋼筆桶的大小和浮標(biāo)位置，可以最大限度地提高鋼筆桶的穩(wěn)定性。

2.2 磁懸浮盆栽

磁懸浮盆栽是一種具有簡單結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，可供用戶使用和觀看，主要用于園藝展覽和家庭安置?？梢云≡诳諝庵修D(zhuǎn)動(dòng)它可以自行轉(zhuǎn)向光線以幫助植物生長和游客觀看。

2.3 磁懸浮智能家居

在人工智能家居中引入磁懸浮元素也是可行的，根據(jù)各種家具需要，如單人懸掛沙發(fā)、單人座椅等，設(shè)計(jì)相應(yīng)的程序系統(tǒng)，加入自動(dòng)開發(fā)傳感器模塊和算法，以便及時(shí)、準(zhǔn)確和有效地收集客戶所需的數(shù)據(jù)[3]。使產(chǎn)品安全舒適且具有觀賞性。

3 結(jié)語

將磁懸浮技術(shù)與人工智能技術(shù)結(jié)合在一起，開發(fā)一系列基于磁懸浮旋轉(zhuǎn)筆筒、磁懸浮花盆、懸浮座椅等的智能房屋，為現(xiàn)代生活添加新的元素，讓所有人發(fā)現(xiàn)智能家居提供的技術(shù)含義。