自适应模糊神经网络与bp神经网络的区别

汽车悬架系统的历史

汽车悬架控制系统发展概述1.前言悬架依据其可控性可以分为不可控的被动悬架和可控的智能悬架两大类。

在多变环境或性能要求高且影响因素复杂的情况下，被动悬架难以满足期望的性能要求；而智能悬架能够对行驶路面、汽车的工况和载荷等状况进行监测，进而控制悬架本身特性及工作状态，使汽车的整体行驶性能达到最佳。

智能悬架中主动、半主动悬架在近年来得到了迅速发展，较好地解决了安全性和舒适性这一对卜矛盾，将其缓和至相对较低。

2.主动悬架与半主动悬架主动悬架是一个动力驱动系统，包括测量系统、反馈控制中心、能量源和执行器四个部分。

其原理是测量系统通过传感器获得车辆振动信息，传递给控制中心进行处理，进而由控制中心发出指令给能量源产生控制力，再由执行器进行控制，衰减悬架的振动。

由于主动悬架结构复杂，成本高，需要很大的能量消耗，它的发展受到了一定的制约，只在少数高级轿车中有所应用。

与之相比，半主动悬架具有结构简单、成本较低、基本不需要消耗能量等优点，而对振动的控制效果在一定程度上却可以接近主动悬架，远远优于被动悬架，因而越来越受到业界的重视，得到了飞速发展。

图1为主动悬架的原理图，其中F代表力发生器。图2为一种典型半主动悬架的结构示意图。半主动悬架与主动悬架结构相似，只是半主动悬架用可调刚度的弹性元件或是可调阻尼的减振器代替主动悬架的力发生器。

图2的半主动悬架系统中，一个连续可调的阻尼器与一个传统的普通弹簧并联，需要假定系统中的阻尼器能够完全独立于悬架的相对运动，且能根据力控制信号做出反应。

悬架控制系统的发展概况可以从控制策略、执行机构以及实际应用几个方面来分析。

3.控制策略研究目前应用于悬架控制系统的控制理论比较多，主要有天棚控制、最优控制、预测控制、模糊控制、自适应控制、神经网络控制以及复合控制等等。

3.1天棚阻尼与开关阴尼控制思想1974年，美国学者karnopp等提出了天棚阻尼控制思想。

原理是在车身上安装一个与车身振动速度成正比的阻尼器，可以完全防止车身与悬架系统产生共振，达到衰减振动的目的。

在天棚控制方式中，控制力取决于车体的绝对速度的反馈，不需要很多传感器也不需要复杂的数学模型，可靠性较好。控制力可以表示为：式中Csky为比例系数；x为车体垂直振动速度。

但是天棚阻尼是理论上的理想状态。karnopp为实现“天棚”控制思想又提出了开关阻尼的概念。原理是根据控制信号调节阻尼器阻尼的“软”、“硬”设置，进而调整阻尼力的大小。

其优点是作动器消耗振动能量。最早应用于实车的是美国lord公司的产品，反映效果良好。

开关阻尼控制思想的阻尼力算法可用以下公式表示：式中：Fd为阻尼力；c为比例系数；x为簧载质量的垂直运动速度，y为非簧载质量的垂直运动速度。目前开关阻尼的控制已经有所应用。

3.2最优控制在车辆上运用的最优控制方法常用的有线性最优控制、H∞最优控制等。

线性最优控制理论是早期经典控制理论的代表，已经过了理论到实践的考验，是目前比较成熟和完整的半主动悬架控制理论。

其中使用LQR算法的理论及实践应用比较成熟，算法概要如下：设悬架自由度弹簧阴尼系统动力方程为：f（t）表示外部激励的（r）阶向量u（t）是（m）维控制力向量；D是（nXm）控制力位置矩阵；E是（n×r）外部激励位置矩阵。

状态空间表达式的形式为：式中：x（t）为状态向量（2n）；A为系统矩阵（2nX2n）；B为控制力位置矩阵（2nXm）；H为外部激励位置矩阵（2n×r）。

采用LQR模态控制算法设计主动最优控制力：国内在相关领域研究比较深人的是装甲兵工程学院关于履带车辆悬挂系统的半主动控制策略研究。

3.3预测控制预测控制方法提出比较早，它可以预先确定前方路面的信息，并利用这一信息和车辆当时信息来决定控制行为。

由于预测控制是利用车辆前轮的扰动信息预估路面的干扰输入，将车辆的前轮悬架的状态参数值反馈给控制器进行控制，因此，控制系统有一定的时间来采取措施。

然而信息的获得来自前轮，因此要求系统对信息进行处理并由控制器采取动作历时很短。鉴于此，目前最优预测控制多采用超声波传感器等测量方法对车辆前方道路的实际情况进行采集，用此信息来控制悬架执行机构的动作。

1984年日产公司研制出声纳式半主动悬架，它能通过声纳装置预测前方路面信息，及时调整悬架减振器的状态。

预测控制的问题表现在预测距离是一定的，因此预测提前时间取决于车速，这样必然具有时变性，而预测控制仍以线性时不变系统为研究对象，测量、参数的时变性和非线性对系统的影响还没有得到解决。

另外，用预测信息来控制悬架执行机构的动作的核心技术是信号的获取精度问题，要求不受干扰地真实反映路面信息，这往往导致成本、可靠性方面的投人相应增大，应用中要重点考虑。

3.4自适应控制策略自适应控制方法应用于汽车悬架控制系统的有自校正控制和模型参考自适应控制两类。

自适应控制考虑了车辆系统参数的时变性，通过自动检测系统的参数变化来调节控制策略，从而使系统实时逼近最优状态。自校正控制是一种将受控对象参数在线识别与控制器参数整定相结合的控制方法。

自适应控制存在的问题表现在自校正控制过程需要在线辨识大量的结构参数，所以导致计算量大，实时性不好。而模型参考自适应控制方法涉及路面信息获得的精度问题，这一点与预测控制存在的问题相似。

另外，当悬挂系统参数由于突然的冲击而在较大的范围变化时，自适应控制的鲁棒性将变坏。

3.5模糊控制与神经网络控制在过去的20年中，基于专家知识和经验的模糊控制及神经网络控制逐步成为解决具有非线性、复杂和不确定因素系统的有效方法。

在车辆悬架控制领域较早应用模糊控制的是Yoshimura教授，他将模糊控制方法应用到汽车主动、半主动悬架当中。该车辆系统由非线性微分方程模型描述，通过模糊推理从若干类阻尼力中选择合适的阻尼力。

仿真结果显示应用模糊控制的半主动悬架系统大大减小了车身振动加速度。随后进行的实车试验取得了较为理想的结果。

模糊控制和神经网络控制是建立在专家知识和经验的基础上的，因此人为因素在其中占据着很重要的角色。

专家的知识在一定程度上是“主观”的，如果专家知识的集合不能真实或准确地反应车辆的状态，那么控制就失去了准确性。

3.6复合控制当前应用于汽车悬架振动控制的控制策略很多，而得到的效果只能说是优越于被动悬架。

原因是各种控制策略都有自身无法弥补的缺陷，解决办法就是将两种甚至多种控制策略相结合，对悬架进行复合控制。

纵观车辆主动、半主动控制领域，只运用一种控制策略的成功案例并不多见，而采用复合控制策略的成功应用却很多。

近期的文献记载的控制策略设计有应用于越野车辆（坦克等）的自适应控制与LQG控制的联合控制，最优预见控制与神经网络控制的复合，以及模糊控制与神经网络控制的复合等等。

研究表明，利用复尸合控制方法更适用于汽车、悬架这样复杂非线性系统的建模与控制，可以预见复合控制方法是今后控制策略研究的一个重要方向。

4.执行机构研究控制策略最终是通过执行机构对悬架的振动特性进行调解的，因此，执行机构往往代表着半主动悬架系统的发展状态。

根据半主动悬架的结构特点，执行机构分为两种，即悬架刚度调解系统和减振器阻尼力调节系统。对悬架刚度的调节是通过对悬架弹簧的弹性系数进行调节，应用较多的为空气弹簧。相比之下，阻尼调节应用较多。

其中阻尼连续可调减振器被认为比较有发展前景。如增大摩擦力的办法改变阻尼力；采用压电陶瓷材料改变悬架阻尼；改变减振器节流孔开度以及改变减振器工作液（智能材料）粘度来改变阴尼力等。

调解阻尼最常用的一种方式还是使用粘性连续可控的新型智能材料（电流变或磁流变液体等）作为减振器工作液，从而实现阻尼连续调节。

磁流变液阻尼器是当今被认为最有发展前景的，虽然其发展晚于电流变液阻尼器，但是已经得到了飞速的发展和广泛的应用。磁流变液是一种随着外加磁场强度的改变其流变性能随着改变的智能材料。

由于磁流变液体是非牛顿液体，其剪切应力是由液体的粘性和屈服应力两部分组成的。流变特性的改变随着磁场强度的增加而增加，对外加磁场强度的控制可以在毫秒级对其流变特性进行改变，由液态变为半固态。

磁流变液优点很多：其剪切应力较大，可达到50-100kPa；剪切应力具有对温度的稳定性和对不存介质的不敏感性；通过对磁场强度的控制来控制剪切应力，耗能很低，同时更安全。

磁流变液也存在着一定的应用问题，主要是减振器内液体紊流产生的噪声较大和产生强磁场需要的金属线圈重量问题，这些问题有关研究人员正在研究解决。

5.应用实例近十多年以来，悬架控制系统的发展日新月异，成果较多。如福特公司生产的雷鸟轿车上的行驶平顺性程序控制悬架系统（PRC）。

PRC中的减振器配置了一种快速作用旋转式螺管电磁开关，在传感器和一台6805微处理器为基础的电子系统的配合下，根据驾驶员的指示和车辆的运行状态，电磁开关可以调节阻尼。

其他成功的应用还有奔驰车的自适应阻尼控制悬架系统、凯迪拉克轿车的路感悬架系统（RSS），以及对阻尼和刚度进行综合控制的丰田电子悬架控制系统和凌志LS400的电子控制空气悬架系统等。

在军用汽车领域，磁流变液阻尼器得到了应用。美国内华达大学的研究人员将磁流变阻尼器应用于美军高机动多用途轮式车辆（HMMWV），图3为该车应用的阻尼器。

为了对应用磁流变阻尼器的车辆性能进行评估，试验人员将安装磁流变阻尼器的“悍马”与使用传统被动悬架的HMMWV进行了对比试验，分别在平顺性、操纵稳定性等方面作了比较。

结果显示，应用磁流变半主动悬架的车辆行驶平顺性和操纵稳定性比使用传统悬架的车辆均有所提高。可见，军用轮式车辆领域是半主动悬架系统的一个重要应用方向。

更高层次的改进是将ABS，TCS，ASR等控制系统与悬架控制系统的集成，即组成汽车动力学集成控制系统，这将是车辆悬架系统与车辆其他控制系统集成化发展的方向。

6.结论与展望从悬架控制系统的发展状况可以看出，当前的研究主要集中于控制策略和执行机构。将来的发展应该从这两方面人手，并加快实车应用的进度。

6.1控制规律的复合我们看到，各种控制方法对悬架的振动控制都有一定的有效性，但是都存在着固有的缺陷，这是由其控制原理所决定的。

由于汽车悬架系统属于复杂的非线性系统，单一的控制手段已经不能满足要求，需要两种甚至多种控制策略的协同控制，因此，复合控制应该是今后研究工作的一个重点。

6.2集中力量加快以磁流变减振器为执行机构的半主动悬架的研发进程当前磁流变液减振器半主动悬架的发展最为整个汽车工业界所关注。

在这方面国外成果及应用实例较多，国内还处于理论研究和试验阶段，应用实例很少，问题主要是磁流变液减振器的工作性仍然不稳定，成本较高。

因此，当前乃至今后应该以此为重点，展开技术攻关，从研制高性能磁流变材料、优化磁路及结构设计入手，为磁流变半主动悬架的开发作先期基础性研究。

6.3越野汽车将是半主动悬架的重要应用领域目前，半主动悬架技术主要应用在高级轿车上，原因是该技术的实现成本较高。而对该技术需求更为迫切的是越野汽车行业，集中体现在军用越野汽车领域。

随着车辆装备信息化建设的逐渐深入，军用越野汽车也逐渐形成了自身鲜明的发展方向，高机动性就是其发展特色之一，表现在车辆行驶的地域更加广泛，通过崎岖、苛刻路面的能力增强，这就要求车辆的行驶平顺性与之相适应。

任何一项尖端技术从出现到应用到实际都有一个，漫长的过程，半主动悬架技术在国内已经有着广泛的研究基础，相关研究机构应该积极开展预研工作，以越野汽车的悬架系统为切人点，将该领域的技术逐渐推广。

汽车主动悬架的发展及其最新技术--------------------------------------------------------------------------------作者：-自从汽车发明以来，工程师们就一直在研究如何将汽车的悬架系统设计得更好。

最初的汽车悬架系统是使用马车的弹性钢板，效果当然不会很好。1908年螺旋弹簧开始用于轿车，当时就曾经有两种截然不同的意见。

第一种意见主张安装刚性较大的螺旋弹簧，以使车轮保持着与路面接触的倾向，提高轮胎的抓地能力。但是这样的弊端是乘坐汽车时有较强烈的颠簸感觉。

另一种意见认为应该采用较软的螺旋弹簧，以适应崎岖不平的路面，提高乘坐汽车时的平稳性及舒适性。但是这样的汽车操纵性较差。到了三四十年代，独立悬架开始出现，并得到很大发展。

减振器也由早期的摩擦式发展为液力式。这些改进无疑提高了悬架的性能，但无论怎样改良，此时的悬架仍然属于被动式悬架，仍然在很多方面有很大局限性。

衡量悬架性能好坏的主要指标是汽车行驶的平顺性和操纵稳定性，但这两个方面是相互排斥的性能要求，往往不能同时满足。怎样在二者之间取得合理的平衡以达到最好的效果，一直是工程师们的研究课题。

平顺性一般通过车体或车身某个部位(如车底板、驾驶员座椅处)的加速度响应来评价，操纵稳定性则可以通过车轮的动载来度量。

例如，若降低弹簧的刚度，则车体加速度减少使平顺性变好，但同时会导致车体位移的增加。

由此产生车体重心的变动将引起轮胎负荷变化的增加，对操纵稳定性产生不良影响；另一方面，增加弹簧刚度会提高操纵稳定性，但硬的弹簧将导致汽车对路面不平度很敏感，使平顺性降低。

所以，理想的悬架应该在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼，既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。但是普遍使用的被动悬架不可能达到设计师们的理想要求。

被动悬架因为具有固定的悬架刚度和阻尼系数，在结构设计上只能是满足平顺性和操纵稳定性之间矛盾的折衷，无法达到悬架控制的理想境界。

在使用上，为了使被动悬架能够对不同的路面具有一定的适应性，通常将悬架的刚度和减振器的阻尼设计成具有一定程度的非线性，比如采用变节距螺旋弹簧和三级阻力控制的液压减振器。

表1可变特性悬架主要部件动能表部件名称功能作用衰减力转换稳定器刚性转换手动选择开关●●选择挡位，变换悬架特性显示器●●显示手动选择开关挡位减振器驱动器●驱动减振器内回转阀前支柱、后减振器●内装回转阀，可变化衰减力稳定器驱动器●通过稳定器缆绳，开闭稳定器杆内的油路稳定器缆绳●连接稳定器驱动器和稳定器杆，传递驱动器动作稳定器杆●具有油缸的结构，可变换稳定器刚性电子控制装置●●根据手动选择开关状态，控制各驱动器注：“●”为此部件具有此功能。

表2手动选择开关挡位特点挡位减振器的衰减力稳定器的刚性特点“SPORT”挡位增强提高具有高级跑车的优良转弯性能与灵活的操纵性能“TOURING”挡位减弱降低具有高级旅行车的高速操纵稳定性与舒适性由于被动悬架设计的出发点是在满足汽车平顺性和操纵稳定性之间进行折衷，对于不同的使用要求，只能是在满足主要性能要求的基础上牺牲次要性能。

所以尽管被动悬架在设计上以不断改进被动元件而实现了低成本、高可靠性的目标，但始终无法解决同时满足平顺性和操纵稳定性之间相矛盾的要求。

为此，自五六十年代起产生了主动悬架的概念，它能够根据悬架质量的加速度，利用电控液压部件主动地控制汽车的振动。在这方面的研究，各大汽车制造公司均不遗余力。

典型的例子，早期有雪铁龙公司在1955年发展的一种液压-空气悬架系统，可以使汽车具有较好的行驶性能和舒适性，但是它的制造工序太复杂，最终难以普及。

到90年代，日产公司在无限Q45轿车上应用了新式主动悬架，进一步提高了轿车适应崎岖路面的能力。随着电子技术的发展，出现了可变特性悬架控制系统。

它可根据运行条件与路面状况，以手动控制悬架特性变化。手动开关可选择两种挡位：1.“SPORT”挡位，刚性高，相当于高级跑车的悬架特性。2.“TOURING”挡位，柔性，相当于高级旅行车的悬架特性。

图1为可变特性悬架的构造，表1为其主要部件功能，表2为手动选择开关挡位特点。

现时引人注意的是奔驰公司发展的ABC(ActiveBodyControl)系统，可算是相对先进的主动悬架系统代表。

ABC系统的设计人员从一开始就没有将注意力放在传统的思路上，而是另辟蹊径，集中研究车身在行驶时的跳动。

他们认为，从稳定性考虑，通过抑制车身在行驶时的起伏、倾斜及跳动，可以最大限度地提高舒适性，而且更简单直接。对驾驶而言，采用刚性较大的螺旋弹簧，可以使汽车优越的操纵驾驶性得到保证。

早在多年前，研究人员已经进行过这方面的验证。随着近年来电子技术及电脑控制在轿车上大量应用，这种新型主动悬架变为现实的条件越来越成熟。

最新面世的系统采用了大量电子控制技术，奔驰公司称之为主动式车身控制系统，简称ABC。

传统的悬架系统工作方式主要是通过厚重的车身跳动，推压液压油，通过阻尼减振器抑制车身的振动，并由螺旋弹簧将跳动能量吸收。这种完全被动的方式当然有许多不足之处。

而ABC系统则通过感应最轻微的车轮及车身动作，在任何大的车身振动之前及时对悬架系统作出调整，保持车身的平衡。

该系统能够很好地适应各种路面情况，即使在异常崎岖不平的地方，轿车也能保持优越的操纵性、舒适性及方向稳定性。

为了达到理想的效果，ABC系统在各条悬架滑柱内装有一套新型的液力调节伺服器，可动态调整的液压缸根据不同的路面情况自动调节螺旋弹簧座的位置，这一点很重要。

当车轮遇到障碍物时，ABC系统通过传感器感知，自动调节弹簧座，并在弹簧座上施加压力，使之能最大限度地抵消传递给车身的跳动能量。同样的方法，ABC系统还能够避免轿车在制动、加速及转弯时产生的车身倾斜。

当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形，悬架传感器会检测出车身的倾斜度和横向加速度。

微电脑根据传感器的信息，与预先设定的数值进行比较计算，并立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬架上，使车身的倾斜减到最小。几乎可以说，车身在任何状态下都能保持水平位置。

ABC系统的控制感应装置由两个微型处理器及13个传感器组成，每10μs对悬架系统作一次扫描和调整。

各传感器分别向微处理器传送车速、车轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较。

同时，电脑能独立控制每一个车轮上的执行元件，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬架运动以适应汽车的每一种行驶状况。

ABC系统使汽车对侧倾、俯仰、横摆、跳动和车身高度的控制都能更加迅速、精确，即使在路况较差的路面上，汽车的跳动也很小。而且汽车高速行驶和转弯的稳定性大大提高。

车身的侧倾小，车轮外倾角度变化也小，轮胎就能较好地保持与地面垂直接触，使轮胎对地面的附着力提高，以充分发挥轮胎的驱动制动作用。

此外汽车的载重量无论如何变化，汽车始终能保持一定的车身高度，所以悬架的几何关系也可以确保不变。

目前，这种主动式车身控制系统已经应用在奔驰最新的C系列轿车上，虽然价格不菲，但也赢得极佳的口碑，被誉为是动力性能和乘坐舒适性改进的一个里程碑。

opencv的人脸识别基于什么特征

常见的神经网络结构。

基于几何特征的人脸识别方法基于特征的方法是一种自下而上的人脸检测方法，由于人眼可以将人脸在不此研究人员认为有一个潜在的假设：人脸或人脸的部件可能具有在各种条件下都不会改变的特征或属性，如形状、肤色、纹理、边缘信息等。

基于特征的方法的目标就是寻找上述这些不变特征，并利用这些特征来定位入脸。这类方法在特定的环境下非常有效且检测速度较高，对人脸姿态、表情、旋转都不敏感。

但是由于人脸部件的提取通常都借助于边缘算子，因此，这类方法对图像质量要求较高，对光照和背景等有较高的要求，因为光照、噪音、阴影都极有可能破坏人脸部件的边缘，从而影响算法的有效性。

模板匹配算法首先需要人TN作标准模板(固定模板)或将模板先行参数化(可变模板)，然后在检测人脸时，计算输入图像与模板之间的相关值，这个相关值通常都是独立计算脸部轮廓、眼睛、鼻子和嘴各自的匹配程度后得出的综合描述，最后再根据相关值和预先设定的阈值来确定图像中是否存在人脸。

基于可变模板的人脸检测算法比固定模板算法检测效果要好很多，但是它仍不能有效地处理人脸尺度、姿态和形状等方面的变化。

基于外观形状的方法并不对输入图像进行复杂的预处理，也不需要人工的对人脸特征进行分析或是抽取模板，而是通过使用特定的方法(如主成分分析方法(PCA)、支持向量机(SVM)、神经网络方法(ANN)等)对大量的人脸和非人脸样本组成的训练集(一般为了保证训练得到的检测器精度，非人脸样本集的容量要为人脸样本集的两倍以上)进行学习，再将学习而成的模板或者说分类器用于人脸检测。

因此，这也是j种自下而上的方法。这种方法的优点是利用强大的机器学习算法快速稳定地实现了很好的检测结果，并且该方法在复杂背景下，多姿态的人脸图像中也能得到有效的检测结果。

但是这种方法通常需要遍历整个图片才能得到检测结果，并且在训练过程中需要大量的人脸与非人脸样本，以及较长的训练时间。近几年来，针对该方法的人脸检测研究相对比较活跃。

基于代数特征的人脸识别方法在基于代数特征的人脸识别中，每一幅人脸图像被看成是以像素点灰度为元素的矩阵，用反映某些性质的数据特征来表示人脸的特征。

设人脸图像),(yxI为二维NM×灰度图像，同样可以看成是NMn×=维列向量，可视为NM×维空间中的一个点。

但这样的一个空间中，并不是空间中的每一部分都包含有价值的信息，故一般情况下，需要通过某种变换，将如此巨大的空间中的这些点映射到一个维数较低的空间中去。

然后利用对图像投影间的某种度量来确定图像间的相似度，最常见的就是各种距离度量。在基于代数特征的人脸识别方法中，主成分分析法（PCA）和Fisher线性判别分析（LDA）是研究最多的方法。

本章简要介绍介绍了PCA。

完整的PCA(PrincipalComponentAnalysis)人脸识别的应用包括四个步骤：人脸图像预处理；读入人脸库，训练形成特征子空间；把训练图像和测试图像投影的上一步骤中得到的子空间上；选择一定的距离函数进行识别。

详细描述如下：4.1读入人脸库一归一化人脸库后，将库中的每个人选择一定数量的图像构成训练集，设归一化后的图像是n×n，按列相连就构成n2维矢量，可视为n2维空间中的一个点，可以通过K-L变换用一个低维子空间描述这个图像。

4.2计算K．L变换的生成矩阵训练样本集的总体散布矩阵为产生矩阵，即或者写成:式中xi为第i个训练样本的图像向量，|l为训练样本的均值向量，M为训练样本的总数。

为了求n2×n2维矩阵∑的特征值和正交归一化的特征向量，要直接计算的话，计算量太大，由此引入奇异值分解定理来解决维数过高的问题。

4.3利用奇异值分解(AVD)定理计算图像的特征值和特征向量设A是一个秩为r的行n×r维矩阵，则存在两个正交矩阵和对角阵：其中凡则这两个正交矩阵和对角矩阵满足下式：其中为矩阵的非零特征值，4.4把训练图像和测试图像投影到特征空间每一副人脸图像向特征脸子空间投影，得到一组坐标系数，就对应于子空间中的一个点。

同样，子空间中的任一点也对应于～副图像。这组系数便可作为人脸识别的依据，也就是这张人脸图像的特征脸特征。

也就是说任何一幅人脸图像都可以表示为这组特征脸的线性组合，各个加权系数就是K．L变换的展开系数，可以作为图像的识别特征，表明了该图像在子空间的位置，也就是向量可用于人脸检测，如果它大于某个阈值，可以认为f是人脸图像，否则就认为不是。

这样原来的人脸图象识别问题就转化为依据子空间的训练样本点进行分类的问题。基于连接机制的人脸识别方法基于连接机制的识别方法的代表性有神经网络和弹性匹配法。

神经网络(ANN)在人工智能领域近年来是一个研究热门，基于神经网络技术来进行人脸特征提取和特征识别是一个积极的研究方向。

神经网络通过大量简单神经元互联来构成复杂系统，在人脸识别中取得了较好的效果，特别是正面人脸图像。常用的神经网络有：BP网络、卷积网络、径向基函数网络、自组织网络以及模糊神经网络等n¨。

BP网络的运算量较小耗时也短，它的自适应功能使系统的鲁棒性增强。神经网络用于人脸识别，相比较其他方法，其可以获得识别规则的隐性表达，缺点是训练时间长、运算量大、收敛速度慢且容易陷入局部极小点等。

Gutta等人结合RBF与树型分类器的混合分类器模型来进行人脸识别乜螂1。

Lin等人采用虚拟样本进行强化和反强化学习，采用模块化的网络结构网络的学习加快，实现了基于概率决策的神经网络方法获得了较理想结果，。此种方法能较好的应用于人脸检测和识别的各步骤中。

弹性匹配法采用属性拓扑图代表人脸，拓扑图的每个顶点包含一个特征向量，以此来记录人脸在该顶点位置周围的特征信息¨引。

拓扑图的顶点是采用小波变换特征，对光线、角度和尺寸都具有一定的适应性，且能适应表情和视角的变化，其在理论上改进了特征脸算法的一些缺点。

基于三维数据的人脸识别方法一个完整的人脸识别系统包括人脸面部数据的获取、数据分析处理和最终结果输出三个部分。

图2-1显示了三维人脸识别的基本步骤：1、通过三维数据采集设备获得人脸面部的三维形状信息；2、对获取的三维数据进行平滑去噪和提取面部区域等预处理；3、从三维数据中提取人脸面部特征，通过与人脸库中的数据进行比对；4、用分类器做分类判别，输出最后决策结果。

基于三维数据的方法的代表性是基于模型合成的方法和基于曲率的方法。基于模型合成的方法，它的基本思想为：输入人脸图像的二维的，用某种技术恢复(或部分恢复)人脸的三维信息，再重新合成指定条件下的人脸图像。

典型代表是3D可变形模型和基于形状恢复的3D增强人脸识别算法。

3D可变形模型首先通过200个高精度的3D人脸模型构建一个可变形的3D人脸模型，用这个模型来对给定的人脸图像拟合，获得一组特定的参数，再合成任何姿态和光照的人脸图像n卜捌。

基于形状恢复的3D增强人脸识别算法是利用通用的3D人脸模型合成新的人脸图像，合成过程改变了一定的姿态与光源情况。

曲率是最基本的表达曲面信息的局部特征，因而最早用来处理3D人脸识别问题的是人脸曲面的曲率。Lee禾lJ用平均曲率和高斯曲率值，将人脸深度图中凸的区域分割出来。

如果你是开发者的话，可以去Tel一下colorreco，更好地技术解答。

想问一下有没有比较方便的人脸识别算法，求推荐

特征脸方法步骤一：获取包含M张人脸图像的集合S。在我们的例子里有25张人脸图像（虽然是25个不同人的人脸的图像，但是看着怎么不像呢，难道我有脸盲症么），如下图所示哦。

每张图像可以转换成一个N维的向量（是的，没错，一个像素一个像素的排成一行就好了，至于是横着还是竖着获取原图像的像素，随你自己，只要前后统一就可以），然后把这M个向量放到一个集合S里，如下式所示。

步骤二：在获取到人脸向量集合S后，计算得到平均图像Ψ ，至于怎么计算平均图像，公式在下面。就是把集合S里面的向量遍历一遍进行累加，然后取平均值。

得到的这个Ψ 其实还挺有意思的，Ψ 其实也是一个N维向量，如果再把它还原回图像的形式的话，可以得到如下的“平均脸”，是的没错，还他妈的挺帅啊。

那如果你想看一下某计算机学院男生平均下来都长得什么样子，用上面的方法就可以了。步骤三：计算每张图像和平均图像的差值Φ  ，就是用S集合里的每个元素减去步骤二中的平均值。

步骤四：找到M个正交的单位向量un ，这些单位向量其实是用来描述Φ  （步骤三中的差值）分布的。

un 里面的第k（k=1,2,3...M)个向量uk 是通过下式计算的，当这个λk（原文里取了个名字叫特征值）取最小的值时，uk  基本就确定了。

补充一下，刚才也说了，这M个向量是相互正交而且是单位长度的，所以啦，uk  还要满足下式：上面的等式使得uk 为单位正交向量。

计算上面的uk 其实就是计算如下协方差矩阵的特征向量：其中对于一个NxN（比如100x100）维的图像来说，上述直接计算其特征向量计算量实在是太大了（协方差矩阵可以达到10000x10000），所以有了如下的简单计算。

步骤四另解：如果训练图像的数量小于图像的维数比如（M。

神经网络的特点

不论何种类型的人工神经网络，它们共同的特点是，大规模并行处理，分布式存储，弹性拓扑，高度冗余和非线性运算。因而具有很髙的运算速度，很强的联想能力，很强的适应性，很强的容错能力和自组织能力。

这些特点和能力构成了人工神经网络模拟智能活动的技术基础，并在广阔的领域获得了重要的应用。

例如，在通信领域，人工神经网络可以用于数据压缩、图像处理、矢量编码、差错控制（纠错和检错编码）、自适应信号处理、自适应均衡、信号检测、模式识别、ATM流量控制、路由选择、通信网优化和智能网管理等等。

人工神经网络的研究已与模糊逻辑的研究相结合，并在此基础上与人工智能的研究相补充，成为新一代智能系统的主要方向。

这是因为人工神经网络主要模拟人类右脑的智能行为而人工智能主要模拟人类左脑的智能机理，人工神经网络与人工智能有机结合就能更好地模拟人类的各种智能活动。

新一代智能系统将能更有力地帮助人类扩展他的智力与思维的功能，成为人类认识和改造世界的聪明的工具。因此，它将继续成为当代科学研究重要的前沿。

ACC自适应巡航系统是什么？

什么是ACCacc它的全称叫AdaptiveCruiseControl自适应巡航控制系统，它是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。

在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。

当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。

通过车距传感器的反馈信号，ACC控制单元可以根据靠近车辆物体的移动速度判断道路情况，并控制车辆的行驶状态。

通过反馈式加速踏板感知的驾驶者施加在踏板上的力，ACC控制单元可以决定是否执行巡航控制，以减轻驾驶者的疲劳。

ACC的组成ACC系统通过对路况实时监测（前车车速，距离，位置等），车辆自行控制其速度和加速度，实现辅助驾驶。系统主要由传感器、控制单元和执行器组成。

传感器（一般是雷达）用于探测路况，发射出去的雷达波束碰到物体表面后会被反射回来，确定车距；通过多普勒效应可以探测与前车距离；雷达信号呈叶片状向外扩散，根据反馈角度可确定前车位置。

在实际行车中（如在高速公路、多车道路面以及转弯时），雷达的视野中会出现多辆车。

这时需要根据转向角传感器、横摆率传感器信号、车轮转速传感器信号等确定车道，另外由摄像头来识别车道识别线，但在稍微复杂的路况下，传感器对路况的准确判断就非常艰难。

控制系统包括ACC系统本身的控制模块和车辆的ECU。完成对雷达信号的处理和自适应巡航控制流程后，通过CAN 数据总线与车辆主控ECU 相连，作用到执行器。

就像电机的核心技术在控制器，ACC系统的核心技术也在于此，虽然原理大致相同，但各大厂商系统控制的细节区别很大，有经典的PID控制，也有采用LQ 最佳控制，LQG最佳控制，也有模糊控制、神经网络控制等，所有的控制方式目的都是使系统更加稳定，适合复杂的路况，反应更加灵敏准确。

雷达在ACC系统中，测距雷达用于测量自车与前方车辆的车头距、相对速度、相对加速度，是自适应巡航控制系统中的关键设备之一，也是决定该系统造价的主要元件。

当前应用到ACC 系统上的雷达主要有毫米波雷达、激光雷达以及红外探测雷达等。毫米波雷达原理：利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置，毫米波频率高，波长段。

性能：探测性能稳定，不易受对象表面颜色和形状的影响，也不受大气流的影响；环境适应性能好，雨、雪、雾等对之干扰小。

单脉冲雷达原理：雷达每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。

（脉冲：一个物理量在短持续时间内突变后迅速回到其初始状态的过程）性能：全天候雷达，可以适用各种天气情况，具有探测距离远、探测角度范围大、踪目标多等优点，但价格高。

微波雷达原理：微波雷达对运动物体的精确速度检测基于微波多普勒（Doppler）效应。通过测量回波信号相对发射信号的时间延迟来测距。

性能：着安装维护方便、使用寿命长、几乎不受光照度、灰尘以及风、雨、雾、雪等天气的影响。激光雷达原理：激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。

接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。

性能：对工作环境的要求较高，对天气变化比较敏感，在雨雪天、风沙天等恶劣天气探测效想探测范围有限，跟踪目标较少，但其最大的优点在于探测精度比较高，价格低，易于控制和进行二次开发。

红外探测雷达原理：不同种类的物体发射出的红外光波段是有其特定波段的，人们可以利用这种特定波段的红外光来实现对物体目标的探测与跟踪。性能：在恶劣天气条件下性能不稳定，探测距离较短，价格最便宜。

摄像头应用雷达测距，需要防止电磁波干扰，雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波对其测距性能都有影响，但随着硬件的发展，出现了更多像ACC这样的辅助驾驶系统，比如主动刹车、偏航预警等等，这些新技术完善了ACC的功能，带有主动刹车的车辆在ACC开启的时候安全性更高，一旦ACC判断失误，还有第二道甚至第三道安全防护。

越来越多的车型采用摄像头作为传感器，感知周边环境，相比雷达，摄像头分辨率更高，可以获取足够多的环境细节，根据数据库，描绘物体的外观和形状、读取标志等，这些功能其他传感器无法做到。

摄像头按照镜头数分类主要分为单目和双目摄像头。

单目摄像头成本相对于双目摄像头更低，双目摄像头基于三角测距原理，两个摄像头之间的距离不能发生任何变化，因此对于制造工艺的要求极高，成本也比单目摄像头要高得多。因此，单目摄像头得到了更多车企的青睐。

控制器ECU它是ACC 系统的中央处理器，是系统的核心部分。它负责将传感器送来的数据（包括相对距离、相对速度）进行处理，然后按照控制算法进行计算，最后形成指令控制作动器工作。

它主要包含目标车头距计算，决定与前车的距离；车头距控制器，它计算获得目标车头距的车速、加速度命令；车速控制器，它决定制动作动器和节气门作动器的工作。

作动器节气门和制动器的组合在ACC自适应巡航里有一个专业名词叫做“作动器”。作动器是ACC 系统的执行机构，控制器ECU计算出汽车的加速度，再将控制命令传递到节气门和制动器，实现汽车的加速或减速。

其余组成部分巡航控制开关，车速设定器，车距设定器，状态显示器，报警器……ACC的工作原理雷达传感器探测主车前方的目标车辆，并向电控单元提供主车与目标车辆间的相对速度、相对距离、相对方位角度等信息。

电控单元根据驾驶员所设定的安全车距及巡航行驶速度，结合雷达传送来的信息确定主车的行驶状态。

当本车前方无行驶车辆时，本车将处于普通的巡航行驶状态，电控单元根据设定信息，可通过控制电子油门（发出指令给驱动电机，并由驱动电机控制节气门的开度，以调整可燃混合气的流量）对整个车辆的动力输出实现自动控制功能。

当本车前方有目标车辆，且目标车辆的行驶速度小于设定速度时，电控单元计算实车距和安全车距之比及相对速度的大小，选择减速方式；同时通过报警器向驾驶员发出警报，提醒驾驶员采取相应的措施。

当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。

电控单元还可以通过控制集成式电子真空助力器(EVB) 系统，在当驾驶员不制动时，EVB 开始工作时, 其中的电磁铁将代替驾驶员对真空助力器内部的真空阀和大气阀进行操作, 进而达到调节制动压力的目的。

ACC的历史自适应巡航系统的历史可以追溯至上个世纪70年代。1971年，美国EATON（伊顿）公司便已从事这方面的开发。

其雏形是日本三菱公司提出的PDC（PreviewDistanceControl）系统，它将雷达与其他处理器结合在一起，可以侦测出车距变化，并对驾驶员发出警告，系统还可以控制节气门开度调节发动机功率。

此后丰田、本田、通用、福特、戴姆勒、博世等公司也投入到了研发行列。1995年，三菱汽车首先在旗下提供一种叫做“预见式距离控制”系统。

那是一种基于激光测距的ACC系统，但整套系统只通过油门和档位进行控制，并不进行刹车。基于激光的系统明显比雷达为基础的系统成本低，但基于激光在恶劣天气条件下会受到很大影响。

因此目前基本使用基于雷达的ACC系统。1997年8月，丰田开始在雷克萨斯上使用“雷达巡航控制系统”，并且在2000年加入刹车功能，2004年加入“低速跟踪模式”。

低速跟踪模式属于一种额外的模式，需要驾驶员启动，如果前车出现制动或者停下，该模式也可以让车辆减速乃至停车，不过这套系统很快就被停用，估计是存在一定的设计漏洞，并不完善所致。

1998年底，奔驰在旗下S系车型中引入Distronic距离控制系统，跟我们现在理解的自适应巡航没有太大的差别。

2006年，奔驰进一步完善了该系统，在必要的情况下能够将车辆完全停止，因此又称为增强型限距控制系统（DISTRONICPLUS）。

这个功能有点像现在沃尔沃倡导的全力制动系统：在必要的时候全力刹车，直至车辆挺住。而奥迪在国外普遍使用博世提供的自适应系统。包括A4、A6、A8和Q7都有配备。

在2006年，雷克萨斯将新一代ACC系统装备在其旗舰车型LS460上。这套系统可以在0-100公里时速范围内工作，并且可以反复启停，即使高速公路拥堵也可以应付。

2010年，奥迪在A8上搭载了全球第一款具备GPS功能ACC系统。2015年，随着特斯拉ModelS的推出，ACC系统开始作为半自动驾驶进入普通大众的视线。

ACC的作用1、通过车距传感器的反馈信号，ACC控制单元可以根据靠近车辆物体的移动速度判断道路情况，并控制车辆的行驶状态；通过反馈式加速踏板感知的驾驶者施加在踏板上的力，ACC控制单元可以决定是否执行巡航控制，以减轻驾驶者的疲劳。

2、自适应巡航控制系统一般在车速大于25km/h时才会起作用，而当车速降低到25km/h以下时，就需要驾驶者进行人工控制。

通过系统软件的升级，自适应巡航控制系统可以实现“停车/起步”功能，以应对在城市中行驶时频繁的停车和起步情况。自适应巡航控制系统的这种扩展功能，可以使汽车在非常低的车速时也能与前车保持设定的距离。

当前方车辆起步后，自适应巡航控制系统会提醒驾驶者，驾驶者通过踩油门踏板或按下按钮发出信号，车辆就可以起步行驶。3、自适应巡航控制系统使车辆的编队行驶更加轻松。

ACC控制单元可以设定自动跟踪的车辆，当本车跟随前车行驶时，ACC控制单元可以将车速调整为与前车相同，同时保持稳定的车距，而且这个距离可以通过转向盘附近的控制杆上的设置按钮进行选择。

ACC作为高级驾驶辅助系统（ADAS）的一种，是将来自动驾驶功能的过渡配置之一。有许多人都对ACC有一种笼统的认识：ACC就是自动巡航，可以自动加减速。

从官方的各种宣传来看，我们也只看到ACC给人们驾驶带来的便利，但是，ACC并不能保证在所有的道路情况下都有效，您仍然要负责保持合适的车距和车速，并在可能发生危险时进行干预。

作为最终的使用者，首先要清楚ACC在哪些情况下会失效或性能下降，这样才能安全地去享受到ACC功能带来的便利。

周边环境目前，ACC传感器为毫米波雷达，相比红外、激光传感器，其穿透雾、烟、灰尘的能力更强，具备全天候工作的特点，但是，对于极端恶劣天气，如下大雨、下雪等，毫米波雷达会受到较大影响，导致ACC可能失效。

传感器本体ACC的毫米波雷达传感器的安装位置一般为前进气格栅logo附近、前logo正后方、保险杠下方。绝大部分车型都只用一个雷达，而像奥迪系列则使用两个，分别安装在左右雾灯的位置。

雷达作为ACC的“眼睛”是非常重要的，如果被异物遮挡，将会直接影响到ACC的性能，甚至是ACC功能。

除了遮挡，雷达的固定角度也会影响整个ACC系统，一旦雷达的固定角度发生较大变化（如雷达安装位置处发生了碰撞），必须重新标定，以保证ACC功能和性能都不受影响。

目标识别对于ACC的毫米波雷达来说，主要利用发送和接受信号的频率差和时间差分别得到目标物体的相对速度和距离（多普勒效应）。

因此，对于信号的反射强度就有一定的要求，例如行人、动物、自行车、摩托车、三轮车等产生的微弱的反射波就极其容易被其他杂波所埋没（据说能有效识别行人的76Ghz/79Ghz雷达产品即将推出），从而无法被有效识别。

除了对于上述目标没有反应外，对于接近的（迎面驶来）、横向行驶、缓慢移动或者静止的车辆，ACC同样不会采取任何措施。对于一些装有特殊物品的大货车，ACC的识别能力并不那么灵敏。

特定场景由于ACC雷达一般都是中距雷达，检测区域是有限的，再加上雷达相对位置固定，检测角度和方向相对不变，因此，某些情况下，对于前方车辆的检测存在盲区，ACC无法有效识别目标，存在碰撞的风险，而在有些情况下，ACC则存在误识别，造成不必要的减速。

ACC无法有效识别目标，存在追尾的风险结语：曾经高大上的ACC，现在已经下探到了20万元以下市场，成本的降低，使得ACC将得到进一步地普及。

ACC给驾驶者带了诸多便利，但是在享受便利的同时，驾驶者并不能放松警惕，毕竟ACC仍然还只是驾驶辅助，并没有达到完全自动的水平，哪怕只是跟车这个简单的动作，ACC系统还是存在许多局限性。

安全驾驶，控制车距和车速，永远是现阶段驾驶者的责任！

高速脉冲输出指令在自动生产线中的作用？

PLC的高速脉冲输出指令主要是控制步进电机和伺服电机使用的，可以根据高速脉冲输出指令的频率控制电机的转速，可以根据高速脉冲输出的脉冲个数进行定位控制。

在自动生产线中，有时经常需要进行变速控制，定位控制，因此就需要PLC的高速脉冲输出指令了。望采纳。。。。。。

数控机床编程与操作的就业前景怎么样?

数控系统发展趋势从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了半个世纪历程。

随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能已经非常强大，与此同时加工技术以及一些其他相关技术的发展对数控系统的发展和进步提出了新的要求。

趋势之一：数控系统向开放式体系结构发展20世纪90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快的更新换代。

世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软、硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、网络化。

近几年许多国家纷纷研究开发这种系统，如美国科学制造中心(NCMS)与空军共同领导的“下一代工作站/机床控制器体系结构”NGC，欧共体的“自动化系统中开放式体系结构”OSACA，日本的OSEC计划等。

开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。

开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行的系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。

同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不变。

趋势之二：数控系统向软数控方向发展现在，实际用于工业现场的数控系统主要有以下四种类型，分别代表了数控技术的不同发展阶段，对不同类型的数控系统进行分析后发现，数控系统不但从封闭体系结构向开放体系结构发展，而且正在从硬数控向软数控方向发展的趋势。

传统数控系统，如FANUC0系统、MITSUBISHIM50系统、SINUMERIK810M/T/G系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。

但由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。

“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统，如FANUC18i、16i系统、SINUMERIK840D系统、Num1060系统、AB9/360等数控系统。

这是一些数控系统制造商将多年来积累的数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品。它具有一定的开放性，但由于它的NC部分仍然是传统的数控系统，用户无法介入数控系统的核心。

这类系统结构复杂、功能强大，价格昂贵。“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统　它由开放体系结构运动控制卡和PC机共同构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。

它本身就是一个数控系统，可以单独使用。它开放的函数库供用户在WINDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统。因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。

如美国DeltaTau公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC数控系统、日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC64构造的MAZATROL640CNC等。

SOFT型开放式数控系统　这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。

就像计算机中可以安装各种品牌的声卡和相应的驱动程序一样。

用户可以在WINDOWSNT平台上，利用开放的CNC内核，开发所需的各种功能，构成各种类型的高性能数控系统，与前几种数控系统相比，SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。

通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代数控系统发展的重要趋势。其典型产品有美国MDSI公司的OpenCNC、德国PowerAutomation公司的PA8000NT等。

趋势之三：数控系统控制性能向智能化方向发展智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。

随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。

伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。

趋势之四：数控系统向网络化方向发展数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。

数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。

数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。

数控系统的网络化进一步促进了柔性自动化制造技术的发展，现代柔性制造系统从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展。

柔性自动化技术以易于联网和集成为目标，同时注重加强单元技术的开拓、完善，数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展，网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

趋势之五：数控系统向高可靠性方向发展随着数控机床网络化应用的日趋广泛，数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。

对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在P(t)＝99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。

我们只对某一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。

此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。如果对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。

当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。

趋势之六：数控系统向复合化方向发展在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。

柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。

普通的数控系统软件针对不同类型的机床使用不同的软件版本，比如Siemens的810M系统和802D系统就有车床版本和铣床版本之分。复合化的要求促使数控系统功能的整合。

目前，主流的数控系统开发商都能提供高性能的复合机床数控系统。

趋势之七：数控系统向多轴联动化方向发展由于在加工自由曲面时，3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，因此，各大系统开发商不遗余力地开发5轴、6轴联动数控系统，随着5轴联动数控系统和编程软件的成熟和日益普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点。

最近，国外主要的系统开发商在6轴联动控制系统的研究上已经取得和很大进展，在6轴联动加工中心上可以使用非旋转刀具加工任意形状的三维曲面，且切深可以很薄，但加工效率太低一时尚难实用化。

电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床产业的蓬勃发展，也促进了现代制造技术的快速发展。

数控机床性能在高速度、高精度、高可靠性和复合化、网络化、智能化、柔性化、绿色化方面取得了长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。