智能控制及其在機電一體化系統(tǒng)中的應用

張宇+徐蒙

摘 要：智能控制是機電一體化中與傳統(tǒng)機械自動化技術的主要區(qū)別之一，也是2l世紀機電一體化技術發(fā)展的主要方向。智能控制技術的發(fā)展也是日新月異，如何將其與機電一體化技術以及傳統(tǒng)控制理論結合起來實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的高度智能化還有很長的距離，需要堅持不懈地探索和研究。

關鍵詞：智能控制;機電一體化;控制技術

智能控制技術是控制理論發(fā)展的新階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。常用的智能技術包括模糊邏輯控制、神經網絡控制、專家系統(tǒng)、學習控制、分層遞階控制、遺傳算法等。以智能控制為核心的智能控制系統(tǒng)具備一定的智能行為。隨著機電一體化的發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)對控制的技術水平要求越來越高，原來的控制技術已經不能滿足機電一體化系統(tǒng)的要求，因此，人們開始將目光投向發(fā)展比較迅速的智能控制，期望通過智能控制，達到機電一體化系統(tǒng)的控制目的。

一、智能控制的發(fā)展趨勢分析

智能控制具有較強的組織能力和學習能力，其在機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展是當前智能控制發(fā)展的重要趨勢?，F(xiàn)階段在我國比較常見的機電一體化技術有遺傳算法、專家算法、神經網絡等，這些方法在實際的應用過程中是相互依存的。近年來，隨著我國智能控制系統(tǒng)的廣泛發(fā)展，已經進入到了智能化階段。但是機電一體化系統(tǒng)的智能控制是一門新的技術，然而，隨著計算機的普及和發(fā)展，智能控制必將迎來一個新的發(fā)展時期。智能掌控體系和以往使用的掌控體系并非排斥的關系，智能掌控中一般都有平時使用的掌控，并且智能掌控也會使用這些平時掌控的最根本的措施解決一些低端問題，同時還會對平常的掌控技術進行擴張，并且智能掌控體系擁有很強的學習、組織還有適應性能，可以戰(zhàn)勝生產背景所擁有的不穩(wěn)定以及復雜行因素，最終進行實用的掌控。

二、智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用

從20世紀90 年代后期開始，機電一體化就開始向智能控制方向發(fā)展，這開辟了機電一體化系統(tǒng)的新篇章。機電一體化的未來發(fā)展必將是以智能化為發(fā)展方向的，智能控制的優(yōu)劣直接影響著機電一體化的整體水平。目前，智能控制運用的主要方法為遺傳算法控制、神經網絡控制、模糊系統(tǒng)控制、專家系統(tǒng)控制、分級遞階控制、組合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理論等等。前四種方法在機電一體化系統(tǒng)中有著廣泛的使用。智能控制的基礎為運籌學、人工智能、計算機科學和控制理論。

（一）數(shù)據(jù)領域中的應用

隨著科學技術的發(fā)展，我國機電數(shù)控領域中的機電一體化對智能控制提出了更高的要求，這不僅僅需要數(shù)控技術完成很多的智能化控制，還需要根據(jù)科學技術的發(fā)展來不斷的延伸、擴展，從而達到智能控制、智能監(jiān)控的目標。比如，對其中難以確定的算法利用智能控制方法在機電一體化系統(tǒng)中進行處理，再利用推理的規(guī)則將一些信息故障加以推行，從而來獲得一些指導性的建議。

（二）機械制造過程中的應用

機電一體化是機械制造過程中一個重要的過程，當前在我國較為先進的機電一體化就是將智能控制與計算機技術系統(tǒng)的結合起來，從而引導機電系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。其最終的目標就是為了利用計算機技術來代替一定的人力勞動，從而來減輕人類的工作壓力。同時，智能控制利用計算機網絡系統(tǒng)計算的方法對機電一體化制造的現(xiàn)狀進行了模擬，通過計算機將機械制造所收集到的有關信息數(shù)據(jù)進行處理，從而改善機械設備控制中的參數(shù)數(shù)據(jù)。機械制造的智能控制包括：對機械設備運行的控制、機械故障的診斷、智能傳感器等。

（三）建造行業(yè)中的應用

在建造行業(yè)中的智能化控制中，其應用主要表現(xiàn)在下面二個方面：一是在照明燈方面合理運用，它主要是通過互聯(lián)網輔助控制的方法，對制造行業(yè)中每一個時段的照明系統(tǒng)進行控制，其中主要表現(xiàn)在對照明系統(tǒng)、照明時間的控制上;二是，對冬季使用的空調進行智能控制，冬季和夏季空調的模式是不同的，所以必須通過比例積分調節(jié)器閉環(huán)的方式來將模式進行調整，這樣可以智能地將空調的風閥進行調節(jié)，從而保證建筑內空氣的溫度，同時還能夠減少能量的消耗。

（四）機電一體化系統(tǒng)中的應用

機電一體化系統(tǒng)是當前推動我國工業(yè)化發(fā)展的重要技術手段。智能控制作為當前科學技術發(fā)展的必然趨勢，因此智能控制在機電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，機電一體化系統(tǒng)中的智能控制有下面幾個方面的作用： 優(yōu)化流程：多數(shù)智能控制系統(tǒng)運用的是模塊設計的方法，其中設計到了很多方面，如果單一的采用群控系統(tǒng)，對于相同的系統(tǒng)完全可以借助各種操作流程，從而保證系統(tǒng)的調整能夠滿足相關的要求;提高程序的控制力度：機電一體化系統(tǒng)中的操作程序是智能控制的主要指令，根據(jù)加工產品的實際情況來編寫程序從而來提高機電的智能控制水平; 改進加工：在機電一體化系統(tǒng)中的智能控制可以很大程度上行縮短加工的時間，減少勞動力。提高精度：精度對于機電一體化的智能控制來說是衡量技術的一個重要指標，直接影響了企業(yè)生產效率的高低。和傳統(tǒng)的設備相比，智能控制融合了計算機技術，促進了智能控制的精度。實現(xiàn)了智能控制的加工效果，機電通過智能控制提高了多控制加工的需求，可以有效地減少勞動力，優(yōu)化加工程序。

三、結束語

智能控制的組織功能、適應功能和學習功能比傳統(tǒng)控制要強，對不確定的和高度復雜的被控環(huán)境和對象有較強的克服能力。智能控制系統(tǒng)還具備仿人智能和擬人智能。此外，智能控制系統(tǒng)還可以用數(shù)學表示混合控制過程，用知識描述非數(shù)學的廣義模型，采用多模態(tài)控制方式，這種方式是定性決策、定量控制和開閉環(huán)控制相互結合的體現(xiàn)。在實際的應用中，很多機電一體化系統(tǒng)中的智能控制具有多層次、不確定性等特點，這給機電一體化的智能控制帶來了很大的影響。職能控制系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，為機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。文章從智能控制和機電一體化系統(tǒng)的角度出發(fā)，對機電一體化控制中的智能控制加以應用。

參考文獻：

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[2] 王敏.機電一體化系統(tǒng)的智能化[J].太原科技，2014.