第一篇:對智能材料的感想
對智能材料的感想與認識
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,材料學科在近些年來也有非常大的發(fā)展,其中最典型,最具有發(fā)展?jié)摿Φ木褪牵褐悄懿牧?。但并不是所有的材料都叫智能材料,智能材料的材料:智能材料,是一種能感知外部刺激,能夠判斷并適當處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料,是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一,將支撐未來高技術(shù)的發(fā)展,使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化??茖W家預言,智能材料的研制和大規(guī)模應用將導致材料科學發(fā)展的重大革命。一般說來,智能材料有七大功能,即傳感功能、反饋功能、信息識別與積累功能、響應功能、自診斷能力、自修復能力和自適應能力。具體來說,智能材料需具備以下內(nèi)涵:具有感知功能,能夠檢測并且可以識別外界(或者內(nèi)部)的刺激強度,如電,光,熱,應力,應變,化學,核輻射等;具有驅(qū)動功能,能夠響應外界變化;能夠按照設定的方式選擇和控制響應;反應比較靈敏,及時和恰當;當外部刺激消除后,能夠迅速恢復到原始狀態(tài)。
一般來說智能材料由基體材料、敏感材料、驅(qū)動材料和信息處理器四部分構(gòu)成?;w材料擔負著承載的作用,一般宜選用輕質(zhì)材料。一般基體材料首選高分子材料,因為其重量輕、耐腐蝕,尤其具有粘彈性的非線性特征。其次也可選用金屬材料,以輕質(zhì)有色合金為主。敏感材料擔負著傳感的任務,其主要作用是感知環(huán)境變化(包括壓力、應力、溫度、電磁場、PH值等)。常用敏感材料如形狀記憶材料、壓電材料、光纖材料、磁致伸縮材料、電致變色材料、電流變體、磁流變體和液晶材料等。因為在一定條件下驅(qū)動材料可產(chǎn)生較大的應變和應力,所以它擔負著響應和控制的任務。常用有效驅(qū)動材料如形狀記憶材料、壓電材料、電流變體和磁致伸縮材料等。可以看出,這些材料既是驅(qū)動材料又是敏感材料,顯然起到了身兼二職的作用,這也是智能材料設計時可采用的一種思路。其它功能材料包括導電材料、磁性材料、光纖和半導體材料等。
現(xiàn)如今,智能材料的應用十分的廣泛。如在建筑方面,科學家正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設施以及地下管道等能自診其“健康”狀況,并 能自行“醫(yī)治疾病”的材料。在醫(yī)療方面,智能材料和結(jié)構(gòu)可用來制造無需馬達控制并有觸覺響應的假肢。這些假肢可模仿人體肌肉的平滑運動,利用其可控的形狀回復作用力,靈巧地抓起易碎物體,如盛滿水的紙杯等。因為智能材料結(jié)構(gòu)不僅象一般功能材料一樣可以承受載荷,而且它還具有了其他功能材料所不具備的功能,即能感知所處的內(nèi)外部環(huán)境變化,并能通過改變其物理性能或形狀等做出響應,借此實現(xiàn)自診斷、自適應、自修復等功能。所以,智能材料在軍事應用中具有很大潛力,它的研究、開發(fā)和利用,對未來武器裝備的發(fā)展將產(chǎn)生重大影響。智能材料的軍事應用主要涉及到以下幾個方面:智能蒙皮,結(jié)構(gòu)監(jiān)測和壽命預測減振降噪,環(huán)境自適應結(jié)構(gòu)。美國的一項研究表明,在機翼結(jié)構(gòu)中使用磁致伸縮致動器,可使機翼阻力降低85%。美國波音公司和麻省理工學院聯(lián)合研究在槳葉中嵌入智能纖維,電致流變體時可使槳葉扭轉(zhuǎn)變形達幾度。美國陸軍在開發(fā)直升機旋翼主動控制技術(shù),將用于RAH-66武裝直升機。美國防部和航空航天局也在研究自適應結(jié)構(gòu),包括翼片彎曲、彎曲造型/控制面造型等。
相信,隨著以后材料科學的發(fā)展以及智能材料的突破,我們的醫(yī)療設備,住宅,馬路,大橋,各類發(fā)電站,各類電器都會廣泛的使用智能材料。相信到時候我們將會生活在一個智能化與信息化結(jié)合的新時代,這也意味著我們的生活會越來越美好,越來越舒適,越來越安全。
何小偉
2012國際貿(mào)易
第二篇:對智能儀器的認識與感想
對智能儀器的認識與感想
認識簡介
智能儀器是含有微型計算機或者微型處理器的測量儀器,擁有對數(shù)據(jù)的存儲運算邏輯判斷及自動化操作等功能。
科學技術(shù)的發(fā)展對現(xiàn)代儀器提出了越來越高的要求,以現(xiàn)代科學儀器(如掃描電鏡、光譜儀、能譜儀等)為例。人們不僅要求及時、精密、可靠地獲得有關物質(zhì)成分的結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù),還要求對物質(zhì)的價態(tài)、結(jié)構(gòu)、表面、成分及其賦存的狀態(tài)燈進行縱深分析。近年來,通信科技、Internet網(wǎng)絡、多媒體技術(shù)及相關服務業(yè)的劇增,也進一步推動了智能儀表的發(fā)展。
智能儀器儀表的發(fā)展概況
一、80年代,微處理器被用到儀器中,儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展,測量系統(tǒng)常通過ieee488總線連接。不同于傳統(tǒng)獨立儀器模式的個人儀器得到了發(fā)展。
二、90年代,儀器儀表的智能化突出表現(xiàn)在以下幾個方面:微電子技術(shù)的進步更深刻地影響儀器儀表的設計;dsp芯片的問世,使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強;微型機的發(fā)展,使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力;圖像處理功能的增加十分普遍;vxi總線得到廣泛的應用。
三、近年來,智能化測量控制儀表的發(fā)展尤為迅速。國內(nèi)市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣智能化測量控制儀表,例如,能夠自動進行差壓補償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計,能夠進行程序控溫的智能多段溫度控制儀,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字pid和各種復雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器,以及能夠?qū)Ω鞣N譜圖進行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等。
智能儀器儀表發(fā)展趨勢
一、微型化
二、多功能化
三、人工智能化
四、融合ISP和EMIT技術(shù),實現(xiàn)儀器儀表系統(tǒng)的Internet接入(網(wǎng)絡化)
五、虛擬儀器是智能儀器發(fā)展的新階段
智能儀器的應用舉例
一、智能配電器
在有智能儀表之前,大家都是用抄表的方式來計量使用水的多少,自從有了智能儀表,從根本上改變了這種方式,在節(jié)省人力物力的基礎上,給能源部門帶來了經(jīng)濟效益和社會效益。智能化儀表在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中帶給我們很大的便利。
(一)、對能源供應部門來說:
1、節(jié)省了大量的抄表、錄入、收費等人力和財力。
2、解決了抄表難、收費難等長期存在的問題。既能保證用戶使用,也能對惡意拖欠實施徹底的關閥。
3、管路有跑漏,能及時發(fā)現(xiàn),不浪費寶貴資源。
4、表計數(shù)字隨時掌握,為科學調(diào)度提供科學依據(jù)。
(二)、對用戶來說:
1、不再受抄表和表的維護所打擾。
2、不再為繳費、刷卡而來回跑,交了錢,閥門就立刻開通。經(jīng)濟能力允許的話,一次可交足一年的錢,省得月月交費而煩惱。
3、當家里忘了關龍頭時,可借助抄表網(wǎng)絡平臺,遠程關掉自家的閥門。
4、可低成本擴充增值服務:如家庭防火、防盜的報警。
(三)、對儀表制造企業(yè)來說
1、生產(chǎn)適銷對路的產(chǎn)品,顯然是企業(yè)的初衷。
2、研發(fā)各種公用事業(yè)管理平臺,為公用事業(yè)管理方提供便利。
3、根據(jù)數(shù)據(jù)報表,進行市場決策和產(chǎn)品調(diào)整。
二、醫(yī)學智能儀器
隨著現(xiàn)代工程技術(shù)尤其是電子技術(shù),微型計算機技術(shù)應用于醫(yī)學領域,出現(xiàn)了不少智能醫(yī)學儀器。所謂的“智能醫(yī)學儀器”實際上就是指帶微機的醫(yī)學儀器。與以往的儀器不同,它本身具有一定的邏輯判斷能力,有力的醫(yī)學儀測到人體斷層放射出來的微弱核磁共振信號送計算機處理成象,從而準確判別人體各器官的健康情況,對疾病的預防起到了舉足輕重的作用。醫(yī)學上使用的智能儀器功能齊全,種類繁多,如:(一)、微型心電圖機
心血管疾病是一種較為普遍的疾病,隨著生活節(jié)奏的加快,生活水平和健康意識的提高,人們需要隨時對心臟進行健康監(jiān)護并且能在比較危急的情況下進行及時的診治。心電圖機是診斷心臟病的重要儀器之一,目前市場上有多種心電圖機,心電圖機具有強大的功能:顯示監(jiān)測、存儲、回放、打印、記錄管理、電源報警、電話或者互聯(lián)網(wǎng)絡傳輸。大大方便了人們預防疾病,也減輕了了醫(yī)務人員的負擔,同時也能做到準確判斷疾病并提前處理。(二)、SH-A16智能SPA太空艙
SH-A16智能控制系統(tǒng)SPA太空艙是用于美容美體的專業(yè)spa養(yǎng)生設備,五合一美體敷體艙是SPA養(yǎng)生館、美容休閑會所應具配的現(xiàn)代科技產(chǎn)品,適用于蒸汽、護膚的療法,使人全身放松,再現(xiàn)青春活力,達到美體、塑身的效果(三)、核磁共振CT掃描儀
醫(yī)療上使用CT機非常方便:一張帶有軟墊的檢查床宛如一輛推車,按動電鈕,檢查床就會緩慢向前或向后移動。在CT機身的一旁還有一個裝有電子計算機的柜式控制臺,上邊安裝著大大小小的按鈕和開關??刂婆_頂上豎放著一架電視顯示器。在控制臺的操縱下,CT機開始工作,顯示器屏幕上便會顯示出檢查結(jié)果的圖像。檢查工作完畢后,醫(yī)生還可以從CT機里取出拍攝好的X線照片,照片上的圖像與檢查過程中顯示器屏幕上顯示的一模一樣。核磁共振成像技術(shù)使醫(yī)學革命更向前推進了一步,因而被譽為20世紀醫(yī)學診斷領域所取得的最重大的突破之一。
三、LabVIEW智能虛擬儀器仿真中的應用
在虛擬儀器的基礎上開發(fā)虛擬儀器實驗室,與傳統(tǒng)的實驗室相比,虛擬儀器實驗室可以大大減少實驗設備資金的投入。并且在一臺計算機上可以實現(xiàn)諸如示波器、函數(shù)發(fā)生器、電壓表、頻譜分析儀等儀器的功能,節(jié)約了儀器成本,虛擬儀器基于軟件的體系結(jié)構(gòu)大大節(jié)省了開發(fā)和維護的費用。在大學教學中通過引入基于LabVIEW虛擬儀器的教學,便于開放式管理,擴大教學規(guī)模,也可以促進虛擬儀器在教學、實驗和工程領域的推廣。
總結(jié)
智能儀器已經(jīng)應用于我們生活的方方面面,大到工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn),航空、航天等領域,小到個人家居生活,智能儀器都漸漸取代了人工勞作,為我們的生活帶來了很多便捷,智能儀器的發(fā)展,將使我們的生活變得更簡單美好。
第三篇:智能機械實驗室參觀感想
實驗室參觀報告
本周六,在老師的帶領之下,我與其他同學一起有幸見識了武漢理工大學機電工程學院的實驗室。能有幸參觀國家級的實驗室,日阿國內(nèi)拓展了我的視野,讓我受益匪淺。實驗室里的研究生學姐與學長耐心的給我們講解了他們正在研究課課題和已經(jīng)取得的成果,以及他們未來的研究方向,讓我著實羨慕不已,能一心一意的搞自己喜歡的研究,實在是人生幸事。而且我還見識到了許多實驗所需要的珍貴設備與儀器。通過本次實驗室的參觀之旅,讓我對實驗室有了大致的了解,讓我對本專業(yè)有了許多的認識,下面僅對給我留下深刻印象的結(jié)個實驗做一下報告。
給我留下深刻印象的實驗非磁懸浮軸承莫屬。老師嫻熟的操作以及神奇的實驗現(xiàn)象讓我過目不忘。利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中,使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機械接觸,磁懸浮軸承顛覆了我對傳統(tǒng)軸承的認識,磁懸浮軸承是振動大大的減小,而且是噪聲大大的降低,仿佛是具有魔力一般。相信大家也和我一樣有一點陌生,簡單的說,其原理是磁感應線與磁浮線成垂直,軸芯與磁浮線是平行的,所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運轉(zhuǎn)的軌道上,利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個轉(zhuǎn)子懸空,在固定運轉(zhuǎn)軌道上。
為了詳細了解磁懸浮軸承工作的原理,我翻閱了一些資料,收獲不小,磁懸浮軸承是一個復雜的機電耦合系統(tǒng)。在早期的研究過程中, 它由機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)組成。計算機技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化提供了條件, 將計算機加到系統(tǒng)中得到磁懸浮軸承系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中, 利用計算機可以更方便地從外界拾取信號, 并對其進行智能處理, 實現(xiàn)軸承的穩(wěn)定運行與控制機械系統(tǒng)由轉(zhuǎn)子和定子組成,都是由鐵磁疊片構(gòu)成的。轉(zhuǎn)子疊片裝在軸徑 上, 定子疊片上開有槽, 并纏繞著線圈以提供磁力??刂葡到y(tǒng)指控制轉(zhuǎn)子位置的電氣系統(tǒng),簡單的控制系統(tǒng)由傳感器、控制器和功率放大器組成。傳感器: 即檢測元件, 是磁懸浮軸承的重要組成部分, 位置傳感器用于檢測轉(zhuǎn)子的偏移情況, 速度傳感器用于檢測轉(zhuǎn)子的運動速度;控制器: 是個整個磁懸浮軸承的核心, 其性能決定了磁懸浮軸承的好 壞, 其作用是對傳感器檢測到的位置偏差信號進行適度的運算, 使得轉(zhuǎn)子有高精度的定位,在外力的干擾作用下能通過迅速而恰當?shù)碾?流變化使轉(zhuǎn)子回到基準位置;功率放大器: 其作用是向電磁鐵提供產(chǎn)生電磁力所需的電流。磁懸浮軸承工作的基本原理: 通過位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子的軸偏差信號, 將該信號送入控制器, 通過功率放大器控制電磁鐵中的電流, 從而產(chǎn)生電磁力的變化使轉(zhuǎn)子懸浮于規(guī)定的位置。磁懸浮軸承可以按磁懸浮方式和結(jié)構(gòu)等多種方法來分類, 有很多類型。按懸浮方式可分為主動式和被動式;按結(jié)構(gòu)可分為立式、臥式、內(nèi)轉(zhuǎn)子型和外轉(zhuǎn)子型;按作用力可分為吸引式和排斥式;按接觸方式可分為完全非接觸型和部分接觸型;按電磁鐵類型可分為超導式、交流控制式和直流控制式.目前, 在磁懸浮軸承研究領域主要以主動的直流控制式磁懸浮軸承為研究對象.需要指出的是: 與主動磁懸浮軸承相比,被動磁懸浮軸承具有系統(tǒng)設計簡單, 并在無控制環(huán)節(jié)的情況下即可穩(wěn)定.但是它不能產(chǎn)生阻尼, 亦即缺少像機械阻尼或像主動軸承那樣的附加手段, 因此這個系統(tǒng)的穩(wěn)定域是很小的, 外界干擾的變化也會使它趨于不穩(wěn)定。
我國在磁懸浮軸承相關領域的研究工作起步較晚,進展較緩慢,遠遠落后于國外。不過相關研究一直在高校和企業(yè)中開展,并在理論分析方面取得了許多研究成果,產(chǎn)品應用則剛剛起步。2005年8月,第一屆中國磁懸浮軸承學術(shù)會議在北京順利召開,2010年8月第12屆國際磁懸浮軸承學術(shù)會議由武漢理工大學、西安交通大學舉辦,匯集了國內(nèi)外各家磁懸浮軸承研究單位的近期研究成果和相關學科方面研究的最新進展、動向等,對推動我國相關先進技術(shù)進步有著重要的意義,了解到理工大在磁懸浮領域的研究處于全國先進水平,更是讓我自豪,讓我充滿了來實驗室學習的憧憬。
另一個給我留下深刻印象的是一種材料,即碳纖維材料。什么是碳纖維呢?通過老師的講解,我認識到碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
我通過資料,還了解到,碳纖維有其他材料無法比擬的優(yōu)勢,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。正是有了這些特點,使之在軍工和民用上有了許多用處。
本次實驗室參觀之旅,使我了解了許多新知識,讓我獲益匪淺,讓我想到了許多,我們在書本上學習的知識,是死的,只有通過實驗,我們才能真正的了解世界的客觀規(guī)律,我感悟到,我們不僅要多讀書,更要多實驗,將理論運用的實踐當中,我們才能真正的掌握這門知識。
第四篇:對智能運輸系統(tǒng)的認識
對智能運輸系統(tǒng)的認識
1.概述
八十年代以來,在各發(fā)達國家雖然已經(jīng)基本建成了四通八達的現(xiàn)代化國家公路網(wǎng),但隨著 社會經(jīng)濟的發(fā)展,路網(wǎng)通過能力日益滿足不了交通量增長的需要,交通擁擠、阻塞現(xiàn)象日趨嚴重,交通污染與事故越來越引起社會普遍的關注。經(jīng)過長期和廣泛的研究,這些國家已從主要依靠修建更多的公路,擴大路網(wǎng)規(guī)模來解決日益增長的交通需求,而轉(zhuǎn)移到用高新技術(shù)來改造現(xiàn)有公路運輸系統(tǒng)及其管理體系,從而達到大幅度提高路網(wǎng)通行能力和服務質(zhì)量的目的。日本、美國和西歐等發(fā)達國家競相投入大量資金和人力,開始大規(guī)模地進行公路交通運輸智能化的研究試驗。起初,稱為“智能車輛道路系統(tǒng)(IVHS)”,進行道路功能和車輛智能化的研究。隨著研究的不斷深入,系統(tǒng)功能擴展到公路交通運輸?shù)娜^程及其有關服務部門,發(fā)展成為帶動整個公路交通運輸現(xiàn)代化的“智能運輸系統(tǒng)(ITS)。目前,智能運輸系統(tǒng)已經(jīng)”成為世界運輸領域中高新技術(shù)開發(fā)和應用的最熱門的方向。同樣在中國近幾年也開始跟蹤國際上的這種技術(shù)發(fā)展趨勢,但是我們的跟蹤同以前的技術(shù)跟蹤一樣,又可能要走到技術(shù)模仿的老路上去了。其根本的原因就是沒有從社會的、哲學的以及技術(shù)的各個層次和角度全面觀察國外的這個技術(shù)發(fā)展,而僅僅是從技術(shù)和應用的角度出發(fā),這就有可能使得我國在不遠的將來會發(fā)現(xiàn),這個技術(shù)我們還沒有真正的用上,而發(fā)達國家又推出了新的東西,我們又要去跟蹤別的了。2.交通控制的目的
那么對于智能運輸系統(tǒng)的深層次的含義是什么呢?探討哲學問題,離不開對歷史的回顧,任何系統(tǒng)不論是物理的、非物理的還是混合的,都是一定時期社會與經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物,或者說是與當時的社會和經(jīng)濟相適應的。交通運輸系統(tǒng)也不例外,當?shù)缆泛蛙囕v發(fā)展到一定的水平時,人們需要通過適當?shù)目刂?,使系統(tǒng)的無序走向有序,根本的目的是提高效率,但是永
遠不可能達到完全有序,實際上,總是有新的車輛加入系統(tǒng),同時又有離開的,使得系統(tǒng)總是不完全平衡,這實際是系統(tǒng)的活力所在。此時的技術(shù)和設備應用是建立在以下假設基礎上的,首先,假設人是理性的,即每一個交通的參與者(包括駕駛員、乘客、行人等)都會在交通規(guī)則的指導下運動,社會教育他們這樣他們可以得到最大的利益(時間、費用、安全等),其次,交通的管理者將交通系統(tǒng)假設成符合某種物理系統(tǒng)模型,它的輸入符合某種概率分布,在這里使用的是經(jīng)典的數(shù)學方法,微積分和概率論(即便是后來使用的一些新的數(shù)學方法,如模糊數(shù)學等,也沒有脫離原來的假設)來求系統(tǒng)的最優(yōu)解,能夠達到(或接近)這個最優(yōu)解的前提是交通的參與者會按照求解者的假定去做,這種假定往往是在對交通參與者的抽樣統(tǒng)計基礎上作出的。這就是信息革命以前交通控制和管理的基本思路。
實際上交通的參與者不會是完全按照這種假設來運動的,因為人的趨利性往往超過其理性 的一面,同時人還有非理性的一面(即非系統(tǒng)性),這表現(xiàn)在交通活動中雖然車輛是機械的,但是它的運行仍然表現(xiàn)為人的行為特點,因此整個交通系統(tǒng)并不是按照事先的設計和約定行的,這就使按照一定的概率統(tǒng)計設計的控制系統(tǒng)的作用大打折扣。只是由于路網(wǎng)資源較豐富,車輛數(shù)目與路網(wǎng)資源相比還不是很多時,沒有表現(xiàn)出來罷了。但是隨著車輛數(shù)目的增加,無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家,車和路的矛盾越來越突出,其表現(xiàn)就是塞車、事故多、染嚴重。用數(shù)學的語言來描述就是在以前的假設條件和約束條件下,系統(tǒng)輸出與系統(tǒng)的目標偏離越來越大,實際上最后系統(tǒng)的輸出是發(fā)散的,系統(tǒng)崩潰了。這種系統(tǒng)控制的方法已經(jīng)不適用了,它走過了由量變到質(zhì)變的一個過程。那么能否通過大量的修筑道路來挽救呢?根據(jù)世界各國幾十年的統(tǒng)計,道路的增長率總是低于汽車的增長率,在發(fā)達國家,道路的增長已經(jīng)接近于停滯,而1995年世界汽車的增長率仍然有3.5%(汽車的保有量超過8億輛)。在中國,1996年與1978年相比,機動車增加了27倍,而公路通車里程僅增加了0.32倍。因此僅靠興建新的道路是不可能解決問題的。
3.智能運輸系統(tǒng)的實質(zhì)
世界上的事物發(fā)展是無止境的,運動的過程是永遠不會完結(jié)的,經(jīng)濟是要發(fā)展的,汽車仍 然會增長的,人總是要找出解決問題的辦法。盡管道路的增長比汽車的增長慢,但是現(xiàn)有路網(wǎng)是否得到了充分的利用了呢?沒有,我們實際的經(jīng)驗也可以證明這一點,如果我們能夠全面的充分的了解路網(wǎng)上的交通信息,無疑將會有利于我們的出行。因此美國前運輸部長談到將來的發(fā)展時說:“這個國家(指美國,引用者注)將還會修建更多的公路,但是我們僅想到水泥和鋼材,我們將錯過全球的通信革命”(引自U.S.Department of Transportation News Release , Jan.10, 1996)。世界上的事物發(fā)展也有許多水到渠成的例子,信息技術(shù)、通信技術(shù)的革命性突破使得交通系統(tǒng)的發(fā)展沿著信息革命和通信革命的方向走了出來。首先,計算機技術(shù)的高度發(fā)展,已經(jīng)使它從高深的科學走向了平民百姓;其次,我們今天已經(jīng)有可能在任何的時間和地點都方便地得到所需的信息;第三,今天的技術(shù)發(fā)展,使得信息的邏輯中心與物理中心分離,甚至物理的中心已經(jīng)不明顯了,信息資源及其物質(zhì)的載體分布在網(wǎng)絡的各個節(jié)點上,單單看一個節(jié)點,它已經(jīng)形不成中心了。由此出發(fā),可以重新考慮我們的交通系統(tǒng),這里我們?nèi)匀患俣ㄈ耸抢硇缘亩移鋬r值取向是基本穩(wěn)定的,即用盡量短的時間,安全的達到目的地。但是人還有非理性的一面,人有沖動和下意識的行為,因此交通參與者的行為是千變?nèi)f化的,我們無法也沒有必要一定要用數(shù)學模型來描述。智能運輸系統(tǒng)在系統(tǒng)框架的哲學層面設計中,從體制層和運輸層出發(fā),加上一個通信層,將信息及智能處理按照分布結(jié)構(gòu)布置,甚至將信息的接收、處理和存儲分散到每一個車輛或交通參與者可以使用的信息終端中,使得整個系統(tǒng)的運行有可能比傳統(tǒng)的集中式控制更符合人的本性,這時交通參與者在綜合考慮交通基礎設施和交通狀況信息的基礎上按照利益最大的取向來決定自己的運動,在有足夠資源的條件下,系統(tǒng)的運行可以向最優(yōu)接近,這個最優(yōu)是交通基礎設施(包括道路、車輛、服務設施等)資源得到充分的利用,而交通參
與者的總體平均旅行時間接近最小值??梢钥吹?,這種系統(tǒng)的運行方式與以前的有本質(zhì)上的區(qū)別,傳統(tǒng)的交通控制和管理系統(tǒng)運用傳統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)典數(shù)學,以假設條件和約束條件下的數(shù)學模型和公式為基礎,以管理者的角度出發(fā),按照集中管理的方式對道路使用者進行控制和規(guī)范,在這里管理者是主動的,而道路的使用者是被動的,各種交通工程設施是在物理上迫使使用者這樣做或不那樣做。而智能運輸系統(tǒng),更加重視人的能動性,它不是力圖將帶有較多社會和人類行為特點的交通系統(tǒng)描述成某種數(shù)學的模型,而是向道路的使用者提供各種各樣的信息,讓道路的使用者從不同的方案中選擇自己所認可的那一種,以誘導為主,而不是以強迫為主,在人的理性與價值取向基礎上,使人們的出行得到滿足,可以說智能運輸系統(tǒng)是將當今世界上最新的科技發(fā)展成果和人的本性的研究相結(jié)合,加在以前的交通系統(tǒng)之上而形成的一種反映了21世紀方向的系統(tǒng)。
事物的發(fā)展是不斷走向高級階段的,在以上所論及的系統(tǒng)之后又會發(fā)展到什么方向去如果我們不能在較高的層次上有所探索,我們將永遠在后面。事物的發(fā)展有時會走向反面,有 時似乎會回到原來的位置,如果路網(wǎng)的資源也沒有多余的可以利用怎么辦?有人已經(jīng)提出自動公路的設計而且正在進行試驗,在這種公路上汽車是不受駕駛員的控制的,車上的計算通過路邊和路面下的以及車上的傳感器和通信裝置進行信息的交換,從而控制車輛的運行,這樣在自動公路上各種車輛均以同一速度行駛,車輛間的距離可以縮短(100km/h時,間距以小于1m),車輛不用超車,就象火車運行一樣,這樣道路的通行能力又可以大大的提高??梢钥闯觯@種控制的方法又回到了純物理系統(tǒng)的控制,但是這個系統(tǒng)又有了質(zhì)的變化,此時每一個運動的單元都要有大量的信息交換,其復雜程度是你現(xiàn)在還可能想象不出來的。
第五篇:智能車競賽感想(共)
智能車競賽感想
在幾個月的的“飛思卡爾”智能車的制作和研究過程中,從賽道的電源制作、信號檢測模塊再到小車的主板的制作;從小車可以勉強跑動到嘗試各種算法,分析其可行性來讓小車得到提速。我們一步一步地走過來,從中學到了不少的知識,總結(jié)了不少的經(jīng)驗。在每個階段中,我們都盡量地將小車改進和完善,爭取達到最優(yōu)效果。
在智能車的制作過程中,我們的小車曾經(jīng)出現(xiàn)過很多問題,如小車在行駛的中途突然停車,起跑線判斷出錯,電機驅(qū)動燒毀,因為信號微弱經(jīng)常沖出賽道等問題,或多或少拖慢了我們的進度,但經(jīng)隊員們不斷的努力,和指導老師的幫助,我們從硬件和軟件上做了一步步的改良和升級,漸漸對各模塊有了深入的認識,對整體有了清晰的把握,我們在不斷的前進的同時,小車也不斷的加速前進。
從小車總體性能各因素考慮,小車系統(tǒng)分為采集、處理、控制三部分。對于采集部分:由于電磁組特點決定了小車的前瞻比較小,而前瞻的大小對速度是有著很大的影響。在這個過程中,我們分析了電感的各種擺放方式對磁場的檢測結(jié)果。電磁組的傳感器的擺放具有比較大的靈活性,這是優(yōu)點。但對采集回來的信息如何進行有效處理是個難題。由于我們對空間磁場的具體分布的認識不足,也沒找到比較好的分析方法,只是運用最簡單的左右手法則來確定。這是我們隊不足的地方,沒有科學的分析方法。關于處理和控制部分:傳感器的擺放決定了控制算法。由于沒有太多的時間與分析,我們采用的是最簡單的擺放方式,但也是很有效的方式,因為信號變化在區(qū)間內(nèi)單調(diào),而雙排傳感器的擺放能夠得到一定的前瞻距離(電磁組的車長度不限)。但長度不是越長越好,太長的話容易在過彎的時候檢測到臨近的賽道而沖出跑道。在控制算法上,有待嘗試多種思路進行比較。當小車行駛較快的時候,機械問題突出,嚴重影響了小車的運行,制約了小車的提速空間。
一個成功的小車必有三個團結(jié)合作的伙伴,尺有所長,寸有所短,只有相互結(jié)合,互相合作我們才能走得更高更遠。我們小組有軟件實力強的伙伴和硬件不錯的,還有細心耐心自信的我,大家都喜歡實驗,喜歡專業(yè),想要了解更多知識,沒事我給大家鼓勁加油,相互溝通,相互學習,整理學習資料,收集信息,雖然我們都還有許多不懂,但我相信,困難是暫時的,成功是必然的。我自信、我堅持!