探討智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

谷榮強(qiáng)++劉季++劉志虎

摘 要：隨著中國(guó)特色社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化已經(jīng)逐漸成為推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化的重要技術(shù)，有效避免了傳統(tǒng)模式中成本大和效率低等問(wèn)題的出現(xiàn)。在如今科技不斷發(fā)展的社會(huì)里，機(jī)電一體化技術(shù)得到了進(jìn)一步的應(yīng)用和推廣?！爸悄芑弊鳛楝F(xiàn)在科技的發(fā)展方向，其能夠顯著改善一體化控制中的許多不足，確保一體化控制系統(tǒng)的順利運(yùn)行。智能控制在機(jī)電一體化中有著十分誘人的前景。本文分析了智能控制及智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并總結(jié)了智能控制在機(jī)電一體化中的應(yīng)用體會(huì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；智能化；應(yīng)用效果

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展以及微電子技術(shù)與信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，大規(guī)模的集成電路也隨之產(chǎn)生，并且得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而與此同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)也獲得了飛速的發(fā)展，其在工業(yè)生產(chǎn)中也表現(xiàn)出越來(lái)越優(yōu)越的性能。其可以從多方面提升工程的可靠性，并且可以充分滿足高效性需求。首先，其可以有效減少由于工人操作而產(chǎn)生的失誤，提高生產(chǎn)的高精度；其次，可以充分確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。因此，加強(qiáng)智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，對(duì)智能化生產(chǎn)水平的提升具有非常重要的意義。

一、機(jī)電一體化的概述

（一）機(jī)電一體化系統(tǒng)

所謂的機(jī)電一體化系統(tǒng)即為可以將傳感器技術(shù)、電子電工技術(shù)、信息技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并且將其科學(xué)、合理地運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)與生活中的一種綜合性技術(shù)。其工作原理主要是基于所有技術(shù)的結(jié)構(gòu)耦合完成對(duì)信息的有效控制，并且最終實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。

（二）智能控制

作為一種自動(dòng)控制技術(shù)，所謂的智能控制即為利用計(jì)算機(jī)模擬人類智能，在無(wú)人干預(yù)的條件下，自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器，使其完成一些比較復(fù)雜與多樣的控制目的以及控制任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的技術(shù)。其可以有效地控制那些比較復(fù)雜的系統(tǒng)，其具有非線性特性以及變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其工作重心主要集中在高層控制，能夠有效地完成多樣性的目標(biāo)，可以有效滿足高效能的要求等等。目前，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步，智能控制也迎來(lái)了良好的發(fā)展契機(jī)，其不僅更加實(shí)用化以及工程化，而且可以與其它現(xiàn)代化技術(shù)互相依存，促進(jìn)彼此的不斷發(fā)展與完善。

二、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）智能控制能夠幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)完善性能

和傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比，智能控制有其優(yōu)越性，這種優(yōu)越性主要表現(xiàn)在可以幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)更加地完善發(fā)展，因此，成為了機(jī)械工業(yè)與微電子工業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要方向和趨勢(shì)。

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制可以自己進(jìn)行中間模型分析，能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化做出相應(yīng)的調(diào)整，形成控制指令，在控制器的作用下，高效、快捷、精確地完成工作任務(wù)。

（二）智能控制能夠幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)提高效率

智能控制技術(shù)是依據(jù)操作人員發(fā)出的命令編碼而使得機(jī)械設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，在這個(gè)過(guò)程中，人工只需要發(fā)出命令編碼，而不直接參與到工作勞動(dòng)之中。所以人工因?yàn)椴僮鞑划?dāng)所引起的失誤和損失就可以大大地減少，工作效率就可以大大地提高。在智能控制的幫助下，人力只需要編制出正確的工作編碼和指令即可，智能控制可以按照指令流程來(lái)準(zhǔn)確流暢地完成工作任務(wù)，這保證了機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全和效率。

（三）智能控制能夠幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)增加安全可靠性

在接受人類的工作指令后，智能控制系統(tǒng)可以合理地調(diào)控設(shè)備中的結(jié)構(gòu)或運(yùn)行程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于運(yùn)行系統(tǒng)的管理和監(jiān)督，最大限度地保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全可靠。

三、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）智能控制在機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用

機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)前最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)就是將智能控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有機(jī)結(jié)合，向智能機(jī)械制造技術(shù)的方向發(fā)展。其最終目標(biāo)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)取代一部分腦力勞動(dòng)，從而模擬人類制造機(jī)械的活動(dòng)。同時(shí)，智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計(jì)算的方法對(duì)機(jī)械制造的現(xiàn)狀進(jìn)行動(dòng)態(tài)地模擬，通過(guò)傳感器融合技術(shù)將采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：機(jī)械故障智能診斷、機(jī)械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控與檢測(cè)、智能傳感器及智能學(xué)習(xí)等。

（二）智能控制在數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求，不僅需要完成很多的智能功能，還需要擴(kuò)展、模擬、延伸等新的智能功能，從而使得數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫(kù)等目標(biāo)，運(yùn)用智能控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。比如說(shuō)，利用專家系統(tǒng)可以數(shù)控領(lǐng)域中難以確定算法與結(jié)構(gòu)不明確的一些問(wèn)題進(jìn)行綜合處理，再運(yùn)用推理規(guī)則將數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)的一些數(shù)控故障信息進(jìn)行推理，從而獲得維修數(shù)控機(jī)械的一些指導(dǎo)性建議。

（三）智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

在動(dòng)力學(xué)方面，機(jī)器人往往表現(xiàn)為非線性的、強(qiáng)耦合，并且時(shí)變，而多信息和多變量則是在傳感器信息和控制參數(shù)等反面的表現(xiàn)，而智能控制的應(yīng)用正需要這些特質(zhì)。在機(jī)器人領(lǐng)域的方方面面，智能控制技術(shù)都已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

（四）智能控制在交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用

作為機(jī)電一體化典型產(chǎn)品的重要組成部分，伺服驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)控制質(zhì)量、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和功能有著決定性的影響。交流伺服系統(tǒng)是一種很復(fù)雜的系統(tǒng)，它的參數(shù)可以隨時(shí)變動(dòng)、伴隨著負(fù)載的擾動(dòng)，與此同時(shí)交流電動(dòng)機(jī)的本身與被控對(duì)象具有很強(qiáng)的非線性等諸多不確定的因素，所以想要建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型是很困難的。于是把智能控制應(yīng)用于交流伺服系統(tǒng)當(dāng)中，并且結(jié)合現(xiàn)代交流伺服將有可能得到較高的性能指標(biāo)。

總之，智能控制技術(shù)是在傳統(tǒng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)，是二十一世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的最新方向。智能控制技術(shù)的優(yōu)劣在很大程度上影響著機(jī)電一體化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過(guò)模糊系統(tǒng)、遺傳算法、專家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等四項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)非常順利地實(shí)現(xiàn)了智能化的控制，從而促進(jìn)了我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)的健康長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳明錄.淺議機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2013（04）.

[2]周華昌.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].才智， 2011（31）.

[3]陳雪梅.機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)智能控制的有效應(yīng)用的幾點(diǎn)思考[J].河南科技，2010（14）.