模糊数学在人工智能中的应用

模式识别是计算机应用的重要领域之一。人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题。如计算机使用模糊数学，便能大大提高模式识别能力，可模拟人类神经系统的活动。

在工业控制领域中，应用模糊数学，可使空调器的温度控制更为合理，洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理中，运用模糊数学的方法，有可能形成更加有效的决策。

扩展资料：

一、相关应用

模糊数学是一门新兴学科，它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。

在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机智能，不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。

二、研究内容

第一，研究模糊数学的理论，以及它和精确数学、随机数学的关系。

查德以精确数学集合论为基础，并考虑到对数学的集合概念进行修改和推广。

第二，研究模糊语言学和模糊逻辑。

人类自然语言具有模糊性，人们经常接受模糊语言与模糊信息，并能做出正确的识别和判断。

第三，研究模糊数学的应用。

模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复杂事物的需要，查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化，从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来，过去精确数学、随机数学描述感到不足之处，就能得到弥补。

参考资料来源：百度百科-模糊数学

运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。

电动平衡车系统常采用有刷直流电机或无刷直流电机，有刷电机特点是起动快、制动灵敏、可大范围里平滑调速、控制电路简单，适用于一般的动力设备，可连续工作5000小时，常规寿命两到三年，但连续工作1000小时，需更换碳刷；

无刷电机是电机和驱动器的整体，不用更换电刷，属机电一体化设备，可连续运行20000小时常规寿命七到十年，数字变频控制调速更容易，耗电量是有刷电机的三分之一，但造价高对控制精度的要求比较高，适用于对速度控制要求比较高的设备中。

驾驶方法

类似人体自身的平衡系统，当身体重心前倾时，为了保证平衡，需要往前走，重心后倾时同理。同时，电动平衡车的转向由把手握及伸缩杆来实现，摆动把手握会连带着伸缩杆使车辆左右两个车轮产生转速差（例如伸缩杆向左摆动时，右轮的转速会比左轮快），达到转向的效果。

车辆的能量来源是一个锂电池组，单次充电可保证20-70km的续航里程和20km的最高时速。在骑行时，将方向 *** 纵杆指向需要前进的方向，车体将会朝着指向的方向行驶。当方向 *** 纵杆处于车体正中间位置时，系统将朝正前方行驶。当转方向 *** 纵杆时，系统会相应地控制左右两边的速度差，实现转向，让身体跟随方向 *** 纵杆倾斜的方向倾斜，将会获得更好的转向体验。

张衡发明的“侯风地动仪”是铜铸成的，形状很像一个大酒桶，顶上有盖可以打开。桶的外壁上铸有八条龙，龙头按八个方向排列。每个龙嘴里衔著一个小铜球，每条龙下面都蹲著一只铜制的、仰头张嘴的蛤蟆。仪器内部有一根铜柱，这根柱子周围由横杠分别和八个龙头衔接。 发生地震时，震波传来，铜柱就会倒向那个方向，推动横杠，横杠又牵动龙头，龙嘴里的铜球就会掉到蛤蟆嘴里，发生响声，人们就可以知道哪里发生地震了。 这架地动仪相当灵敏准确。西元138年的一天，地动仪正对西方的龙嘴张开，铜球落下来。可是洛阳人没有感到地动，有人因此认为地动仪不灵。没想到几天以后，从1000多里外陇西来的人报告说，那里几天前发生了地震。此后，人们都十分叹服地动仪的奇妙。 张衡不仅发明了地动仪，他还提出了浑天说，发明了浑天仪。他还是世界上最早的天文学家。欧洲人直到1880年才制造出地震仪（地动仪）比张衡晚了1700多年。 原文装址: kidsyam/why/article/article735

张衡 chiculture/0811c43/0811c43 候风地动仪，是东汉科学家张衡于公元132年发明的。据《后汉书·张衡传》记载：「阳嘉元年，复造候风地动仪。以精铜铸成，员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动尊则震，龙发机，吐丸而蟾蜍衔之。震声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方向，乃知震之所在。」 这段文字自19世纪下半叶以来曾引起世界各国许多学者的注意和研究。大家公认，这是世界上最早关于地震仪的文字记载，用它可以测定震源的方位。 候风地动仪的关键机构，是一根称为「都柱」的倒立摆，其重心高于摆动中心。在受地震横波袭击时，由于惯性力作用，它将倒向震源方向，从而带动该方向的传动部件，使相应方向的龙口上额起挠，龙口中的铜丸便掉落在蟾蜍口中。 都柱是候风地动仪的动力部件，传动部件就是「傍行八道、施关发机」。张衡创制的候风地动仪，灵敏度与精确度都很高。据载，发生在陇西的一次地震，而安置在洛阳的该仪器准确无误地将它测出。于是，京师学者「皆服其妙」。当然，地动仪本身必须与地层或地面有牢固紧密的连接，或者说，使它成为地面的一部分。再则，对于地震纵波，候风地动仪可能不大起作用，因为都柱在地面纵波冲击下，倾倒的方向是难以预料的。 在机械制造方面，张衡除创制了世界上第一具地震仪外，还制造了指南车或记里鼓车、「腹中施机、能飞数里」的木鸟、演示天象的水转浑仪和日历机械「瑞轮蓂荚」等等。故而后人将他和马钧并称为「木圣」。

东汉大科学家张衡惊人的功绩 张衡(西元七十八年～一三九年)活跃于洛阳一带，与提倡天动说、希腊主义最后的大科学家托勒密(译注：希腊天文学家、地理学家)大约同一时期。 张衡是洛阳郊外的灵台(天文台，占地四万四千平方公尺，基座五十平分公尺)台长，在他所写的《灵宪》一书里记载着：1宇宙是无限的；2区分由火般物质所构成、会发光的太阳、以及不会发光的月亮，以科学性的观点说明日蚀、月蚀；3指出在洛阳附近可以观测到的星星有二千五百颗、无法观测到的小星星有一万一千二百五十颗。 还有，他在《浑天仪图注》一书里，说天像一颗圆形鸡蛋，而地就像蛋黄一般被包在里面。西元一一七年，他制造了显示天体运行的地球仪，即利用水力一昼夜转一圈的「浑天仪」。浑天仪是显示北极、南极、黄道、赤道、恒显圈、恒隐圈、星官(星座)、地平圈、子午圈等的巨大机器，周长一丈四尺(约四‧二公尺)。 西元一三二年，他制造了青铜制酒樽形的地震仪，该地震仪在六年后的西元一三八年，测量到在洛阳谁都没有感觉到的地震，数日后，从一千里(约四千公里)远的陇西(甘肃省南部)传来这起地震的报告，证明真的发生过地震。这件事后来被记载在《后汉书》〈张衡传〉里。该地震仪后来由中国历史博物馆的王振铎修复，日本东京上野的国立历史博物馆也有其复制品。 张衡同时也非常有文才。他三十岁所写的名作〈二京赋〉(吟咏西汉首都长安和东汉首都洛阳的赋)被收录在《文选》里，也流传到了日本。

参考: 宫崎正胜著，叶婉奇译，〈第2章、秦汉帝国和匈奴帝国〉，《图解东亚史》，(台北：易博士文化，2007)，页74。

breaking基本动作有这些：

三角撑（baby freeze）：最基础的招式；

1990s：即单手倒立快速旋转，俗称单手转；

2000s：双手倒立旋转，比90s看起来速度会更快，世界纪录27圈；

AIRPLANES：风车加上双手向两旁尽量伸展高到你可以抓住它们；

AIRSWIPES：即360，双手交替使身体旋转，俗称小回环，和大回环不同之处是一只脚是碰地的；

BACKSPIN：背转，用背部上方，双脚蜷缩进行快速旋转；

BACK SWIPE：和airswipe是相同的即转到一半定住又转回去；

BARRELS：风车，双手环抱在前。即环抱风车；

BLLYMILL：用肚皮转的风车；

BHUDDA：和UFO类似，除了膝盖是在伸直的双手中，然后双脚是离开地面的；

BOOMERANG：开始时坐在地上，双脚在身前形成V字形。然后手撑在双脚间，接下来撑起身体，只有手能碰地。然后转圈；

BRONCO：先从脚开始，然后是只有一只手向下，脚往后踢然后脚又再次放下，重复所有的动作。

CRICKETS：飞机跳，双手飞机撑连续旋转跳跃。

FLARE：托马斯，是基础powermove之一。对腰力要求较高。

HEADSPIN：用你的头转。要用手和脚去开始旋转

Breaking是以托马斯、风车、头转、倒立等各种高难度技巧配合，再融合舞蹈律动和节奏的一种舞蹈。

基本动作

一、Top Rock

Top Rock分解一的动作方法(如下图)

1、双手于胸前交叉，收腹，左腿抬起，身体右倾，中心在右腿;

2、双臂向上张开，腹部向前顶出，同时带动左腿向斜前方踏出，此时身体由于惯性左倾;

3、保持身体左倾状态，环抱手臂于胸前，收腹，右腿抬起;

4、双臂再次张开，反方向重复步骤2，此动作为左右对称动作，课反复做。

Top Rock分解二的动作方法(如下图)

1、踢出右腿，手臂自然挥动;

2、换腿，右腿落地，左腿抬起，同时身体重心移向右腿;

3、挥动上臂，提胯，带动左腿空中划半圆落地，同时右腿抬起，此时身体右倾，重心落于左腿;

4、挥动手臂，换腿，右腿落地，踢左腿，同时把身体调整到正面;

5、换腿，左腿落地，右腿抬起，同时身体重心移向左腿，手臂自然挥动;

6、挥动上臂，提胯，带动右腿空中划半圆落地，同时左腿抬起，身体左倾，重心落于右腿。

二、Up Rock

Up Rock的动作方法(如下图)

1、双手环抱于头顶斜上方，腰部向前顶出，左腿向前迈一步;

2、李勇收腹的力量，把右腿拉起(尽量高)，同时左手环抱右腿，右手可扶头;

3、挺腰，右腿向后方踏下，双手自然放回腰间;

4、收腹，使身体前倾，此过程为过渡动作，占半拍;

5、下蹲，同时双腿并拢，双手可放于膝盖上，动作结束。

三、Foot Work

Foot Work的动作方法(如下图)

1、起势，双手(用手指支撑)与双脚(前脚掌)撑地，腹部收紧，双腿弯曲，膝盖内收;

2、左腿向身体右侧迈出，带动腰部一起运动，右腿不动，变为左手撑地;

3、保持身体姿势不变，左脚位置不动，右腿跟上左腿，迫使左腿弯曲;

4、右脚位置不变，左腿带动腰部一起运动，划半圆到身体正前方，同时右手接触地面，编成双手撑地;

5、左脚位置不变，右腿带动腰部一起划半圆到身体左前方，左手抬起;

6、身体姿势及右脚位置不变，左腿带动腰部一起运动，滑向斜后方;

7、右腿滑向身体斜后方，左手触底，还原呈起势。

候风地动仪是世界上第一架测验地震的仪器。中国东汉时期天文学家张衡于汉顺帝阳嘉元年（132）制成，候风地动仪用精铜制成，直径27米，其外形像一个大型酒樽。地动仪里面有精巧的结构，主要为中间的都柱（相当于一种倒立型的震摆）和它周围的八道（装置在摆的周围的8组机械装置）。在樽的外面相应地设置8条口含小铜珠的龙，每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果发生较强的地震，都柱因受到震动而失去平衡，这样就会触动八道中的一道，使相应的龙口张开，小铜珠即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震发生的时间和方向。据史料记载，候风地动仪曾成功地记录了138年发生在甘肃的一次强烈地震，从而证明了它的准确性和可靠性。

[编辑本段]历史记载

在中国科学史上，没有什么比候风地动仪更为引人注目。它的发明者是东汉大科学家张衡。

《后汉书·张衡传》详细记载了张衡的这一发明：

“阳嘉元年，复造候风地动仪，以精铜铸成。员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，旁行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振，龙机发，吐丸而蟾蜍衔之，振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方向，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。尝一龙机发，而地不觉动，京师学者咸怪其无征，后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。自此以后，乃令史官记地动所从方起。”

显然，所谓候风地动仪，是用来测报地震的仪器。围绕这一名称，学界曾有不同意见。一种认为候风地动仪包括了候风仪和地动仪两种仪器，“候风仪”是用于测风的，“地动仪”才是用于测地震的。另一种观点则认为，所谓“候风”，即是“候气”，古人认为地震是由于地“气”变动所引起的，所以叫“候风地动仪”。从引文来看，“候风地动仪”应为一件仪器，而不是两件。这里我们把它作为一件仪器进行介绍。

根据引文，“候风地动仪”制成于东汉阳嘉元年（132年），是用青铜铸造的。仪体形状就像汉代酒樽。樽上装饰有篆文山龟鸟兽之形，樽的内部立一根铜柱，张衡称之为都柱。都柱周围有八条滑道，称为“八道”。仪体的外部装有八条龙，分布在八个方位，龙口各含铜丸一个，龙头下方各放置一个张口向上的铜蛙（蟾蜍）。仪体内部装有机关，与体外龙头相连，一旦发生地震，机关被触发，龙口打开，铜丸落入铜蛙口中，发出声音，使掌管人知晓，并能判明地震来源的方向。

显然，地动仪是利用物体惯性制成的仪器。张衡通过自己巧妙的设计，使地震时仪体与都柱之间产生相对运动，利用这一运动触发仪内机关，从而将地震报出。张衡地动仪的灵敏度很高，《张衡传》列举了一个具体例子：曾有一次，地动仪朝向西边的那条龙突然吐丸，但当时洛阳城里并无震感，人们议论纷纷，都说地动仪不可靠。过了几日，送信人来到洛阳，报告说甘肃发生了大地震，大家这才信服了地动仪的精妙。

[编辑本段]结构分析

那么，地动仪的内部结构究竟什么样子呢？有不少学者对此作过探讨。早在南北朝时，北齐信都芳撰《器准》，隋初临孝恭作《地动铜仪经》，都对之有所记述，并传有它的图式和制作方法。可惜的是唐代以后，二书均失传。今人的研究则以王振铎之说影响最大。王振铎根据前人的猜测，讨论了地动仪内部可能有的各种结构，最后推断都柱的工作原理与近代地震仪中倒立式震摆相仿。具体说来，都柱就是倒立于仪体中央的一根铜柱，八道围绕都柱架设。都柱竖直站立，重心高，一有地动，就失去平衡，倒入八道中的一道。八道中装有杠杆，叫做牙机。杠杆穿过仪体，连接龙头上颌。都柱倾入道中以后，推动杠杆，使龙头上颌抬起，将铜丸吐出，起到报警作用。(图左)

王振铎的推断得到了广泛赞同。中国历史博物馆陈列的张衡地震仪模型，就是根据王振铎的设计复原的。但是，也有学者提出不同意见。中国科学技术大学李志超就曾对倒立摆结构提出过异议，他以全新的视角，提出了自己对候风地动仪的理解（参见李志超，《天人古义》，河南教育出版社，1995年版）。

李志超认为，从文献角度来看，汉代字书《释名》解释“柱”，说“柱，住也”，表明柱字原义是建筑中不动的支撑件。由此，倒立摆结构不得称“柱”，只合称锥。“都”是集总之义，说明不是孤柱，应该还附带八套机关，而立锥却只能是光杆。这样，仅由“都柱”这一名称来看，倒立摆之说也不能成立。

李志超进一步指出，倒立锥的设计使原文所述其他一切部件皆成画蛇添足。尤其是庞大的铜尊，毫无道理可言。再者，从物理评价角度来看，任何测量仪器的性能一般都可用两个互相矛盾的指标表征：灵敏度和稳定度。倒立锥的设计正好突出了精密计量技术这一主要矛盾。例如，为提高地动仪的灵敏度，就要把倒立锥的锥底做得很小，使之形成一个锥尖，但很小的锥尖承受巨大的重力压强，在不可避免的微小震动作用中必将逐渐形成不可逆的变形，其趋向是锥尖下面的支承面形成坑窝，锥尖变得圆滑。这一过程不可逆，而且是加速的。这样，倒立锥最终要倒下来，不管有无地震。如果为提高稳定度，将锥尖做成宽到实际不变形，那它的灵敏度必然很低，感知量比人所能察觉的还要大，地动仪也就失去了它的存在价值。

[编辑本段]复制研究

在这些分析的基础上，李志超提出了自己的设计：与王振铎设计相仿，底座和尊仍然是连地的刚体，都柱是可动的惯性体，但不再是倒立结构，而是处于稳定的平衡态。都柱有八个伸出的底脚，其下设八个青铜硬球，球下面是尊的底。球的上下都用坚硬青铜作垫，要足够平滑。这样一旦发生地震，尊将随地移动，而都柱由于与尊底座间摩擦力小而不能随尊移动，于是二者之间产生相对运动，触发机关，使龙将铜丸吐出。

都柱的尺寸推想为高一丈、直径二尺，这可与总体协调。都柱与尊一样，都有足够的重量，这样才可以从地震获取充足的能量，不愁“施关发机”所必需的力不够大。另外，尊的巨大质量能起到屏蔽作用，减少都柱受到的干扰，防止误报。地动仪的全部“牙机巧制”则装设在都柱及其座脚上，这样符合“都”字本义。铜尊是一个带盖的大桶，尊的侧壁上对称地设八个圆孔，孔的直径略小于铜丸，孔外饰以龙首，孔即为龙的喉，喉外为龙舌，舌有浅窝以置铜丸，铜丸靠在喉孔上，既不会掉入尊内，又把喉孔盖紧了。龙首和龙体都只是装饰浮雕。一旦地震，都柱与尊发生相对位移，“施关发机”，龙机将铜丸推出，落入蟾蜍口中，起到报警作用。为了改善蟾蜍的声学效应，还可以考虑在蟾蜍腹内另设响器，如方响之类，这可以更接近原文所描述的“振声激扬”的效果。原文中提到的“牙机巧制”，李志超将其复原为两级放大杠杆。而所谓“关”，则被设计成分立横棒，一端顶紧前级杠杆的输入端，一端顶紧尊的上沿。“关”的作用在于当都柱与尊发生相对位移时触发放大杠杆。

为了与原文“龙机”的说法一致，李志超把推动铜丸的杠杆设计成龙形，让它的下面有两条腿（图上没有表示出来，因为是在垂直图画方向上重叠着的）站在转轴上，尾巴横折又上翘，构成受控的牙。它的上身有两只“手”，是执行自锁功能的。设置自锁机构的目的是为了实现原文所说的“虽一龙发机而七首不动”。李志超称该机构为龙锁。其结构如图3所示，是一个悬吊水平环，该环用八条垂直细钩吊在尊沿上，又用八条水平细钩牵着都柱，所以只能作小角度转动，但足够自由。环上有16个小立柱，每一对小立柱对着一龙的双“手”，龙“手”是装在龙体前的一对爪，爪是有斜缝的掌面，在向前运动时嵌入龙锁小柱，并拨动龙锁转一个小角度，于是其余七对小柱与对应的龙爪偏离，就把它们闭锁住了。在整复时，落丸龙“手”被推复位，也把龙锁带动复位。

李志超对这一设计的灵敏度做了定量估算。他指出：假定柱与尊的相对平移量为001毫米，用杠杆作200倍放大，得2毫米，这就足以控制机牙了。都柱的运动产生滚动摩擦，摩擦系数量级为0001，这样，克服摩擦促成相对运动的大地加速度要大于0001g（g为重力加速度），近似为10毫米／秒^2。以此加速度获得001毫米位移需要005秒。这些数字都是粗数，仅供半定量估算，其中001毫米是机构设计的主导数据，地震学灵敏性标志是10毫米／秒^2，这是三级烈度的弱震数据。加速度延时005秒的设想有些保守，此数增加则位移量将以倍数平方增加，足以弥补其他数据之不足，如机牙宽度增大、杠杆放大量减少等。由此，张衡的地动仪对于烈度为三级的弱震，是可以测报出来的。

根据这样的分析，对张衡地动仪关于震源方向的测报就可以加以讨论了。从现代地震学知识来看，地震过程复杂多变，前震后震强弱不同，方向也相异，要寻找震源只可能从多个台站的记录依时间差推算，这在古代是不可能的。但是张衡的地动仪在设计中的确考虑了方向因素，“寻其方面，乃知震之所在”，就反映了这一点。这也并非完全不可能。如果候风地动仪做到了感知微震（1～2级），它应对远处震中传来的初波（P波）敏感。初波的地面移动方向与震源方向一致，是纵向波，所以龙吐丸的方位应能显示一定量的方向信息。当然，这并非绝对，因为为了减少误报，地动仪的灵敏度也会有一定限制，这样，当地震的前锋纵波不够强时，地动仪可能会对之无动于衷，但后继横波却有可能把铜丸震落，这样落丸方向与震源就没什么关系了。

李志超还讨论了地动仪的其他设计方案，经过分析比较，他认为图2所示的都柱推动牙机控制方案，从其内涵与史料呼应来说，较为完备。他据此设计制作了一个缩小简化的双道模型，尺寸为原大的五分之一，只有左右相对两臂的机关系统，前后面为有机玻璃板，便于演示观察。该模型很灵敏，完全证实了他的分析。

候风地动仪是中国古代一项重要的科学发明，它比欧洲出现地震仪的时间要早一千五百年左右。但由于实物的失传以及原始文献记载的简略，使得今人对其内部结构有不同的理解，这是正常的。但无论如何，张衡的地动仪具有很高的灵敏度，这是大家一致的意见。在此基础上，通过精心的分析考证、广泛的学术讨论以及合理的模拟实验，这个问题一定能够得到解决。

利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。

扩展资料

增强电动平衡车平衡能力的部件：

1、利用电机来加强改进平衡：在此基础上，自平衡电动独轮车加以改进，靠电机驱动的，采用陀螺仪与驱动电路控制保持不倒。

把身体向前倾斜就可以启动。速度则是由身体的倾斜程度来控制的，想要加速则向前倾，减速则向后倾。抛开人的主动 *** 控，独轮平衡车保证正常工作一定离不开加速度传感器和角速度传感器（陀螺仪）。

2、加速度传感器：加速度传感器可以测量由地球引力作用或者物体运动所产生的加速度。只需要测量其中一个方向上的加速度值，就可以计算出车倾角。

比如使用X 轴向上的加速度信号，车直立时，固定加速度器在X轴水平方向，此时输出信号为零偏电压信号。当车发生倾斜时，重力加速度g 便会在X 轴方向形成加速度分量，从而引起该轴输出信号的变化。

但在实际车运行过程中，由于平衡车本身的运动所产生的加速度会产生很大的干扰信号叠加在上述测量信号上，使得输出信号无法准确反映真正的倾角。因此对于直立控制所需要的姿态信息不能完全由加速度传感器来获得。

3、角速度传感器：陀螺仪可以用来测量物体的旋转角速度。平衡车上安装陀螺仪，可以测量车倾斜的角速度，将角速度信号进行积分处理便可以得到车的倾角。

参考资料来源：百度百科—电动平衡车

毕 业 论 文

一、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意

(一)机电一体化"的发展历程

1数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;

2微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机;

3可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;

4激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶

(二)机电一体化"发展趋势

1光机电一体化一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统光机电一体化是机电产品发展的重要趋势

2自律分配系统化——柔性化未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

二、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

(一)我国“机电一体化”工作面临的形势

1 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

2 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。

3 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二) 我国“机电一体化”工作的任务

我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。

四、我国发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

结束语：本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料，才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。

希望我的答案可以帮得上楼主！

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