智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

彭長(zhǎng)輝

摘 要：近年來，機(jī)電一體化系統(tǒng)在我國科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展的情況下也逐漸發(fā)展了起來，雖然相較于其他發(fā)達(dá)國家我國機(jī)電一體化系統(tǒng)起步較為落后，但是其發(fā)展速度有目共睹，且相關(guān)的技術(shù)也開始逐漸的完善起來。同時(shí)我國智能控制也開始進(jìn)入了人們的視野，并應(yīng)用于各行各業(yè)中，受到了人們的認(rèn)可與青睞。而智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用也在一定程度上推動(dòng)了我國機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。文章對(duì)智能控制技術(shù)的基本改變和發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹后，對(duì)智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行了深入的分析。

關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)電一體化；應(yīng)用

改革開放以后，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度有目共睹，我國經(jīng)濟(jì)為了滿足發(fā)展的需求，也開始向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。然而市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的復(fù)雜性加劇了各個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)想要在市場(chǎng)中生存下去，轉(zhuǎn)型和對(duì)自身缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化是唯一的方法。而機(jī)電一體化系統(tǒng)作為我國應(yīng)用范圍最廣的系統(tǒng)，隨著研究的深入得到了極大的優(yōu)化，然而在實(shí)際應(yīng)用過程中，依然存在著這樣那樣的問題，其中最為顯著的問題在于農(nóng)業(yè)和工業(yè)中的機(jī)電一體化由于該行業(yè)中存在不確定性、多層次性以及非線性等特征，影響了機(jī)電一體化的正常運(yùn)行。而智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用則能夠有效的解決問題，同時(shí)有利于提高機(jī)電一體化的操作效率。

1 智能控制技術(shù)的基本概念

智能控制技術(shù)從本質(zhì)上來看，其也是一種機(jī)械的自動(dòng)控制方式，能夠讓機(jī)械設(shè)備在無人控制的情況下自動(dòng)運(yùn)行。智能控制主要由三個(gè)部分組成，分別是人工智能、自動(dòng)控制以及運(yùn)籌學(xué)。其中人工智能就是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)，具備對(duì)信息進(jìn)行處理，并對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶等功能。而自動(dòng)控制則是一種具有動(dòng)力學(xué)特性的動(dòng)態(tài)反饋系統(tǒng)；運(yùn)籌學(xué)簡(jiǎn)單來說就是一種優(yōu)化的方法，主要由線形規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃管理以及科學(xué)調(diào)度等組成，其能夠?qū)C(jī)械進(jìn)行定量處理。這三個(gè)部分是智能控制技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，能夠有效的解決系統(tǒng)中時(shí)間、線性等問題，進(jìn)而提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行控制水平。

2 發(fā)展趨勢(shì)

隨著專家學(xué)者對(duì)智能控制研究不斷的深入，目前我國智能控制已經(jīng)具備學(xué)習(xí)、組織等功能，將其應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中將會(huì)大大提升我國機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用的水平。而遺傳算法、專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為機(jī)電一體化系統(tǒng)最常見的智能控制技術(shù)，其廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。然而隨著智能控制技術(shù)在國內(nèi)外出現(xiàn)并應(yīng)用的時(shí)間較長(zhǎng)，但是人們對(duì)于智能控制這一技術(shù)的認(rèn)識(shí)還是不足的，因此這門新興的理論技術(shù)依然需要一定的發(fā)展過程，才能更加成熟與完善。智能控制相比于傳統(tǒng)的控制，其在許多方面都有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如智能控制具備總體自尋特征，智能控制具有非線性特征等。智能控制雖然是一門新興的技術(shù)，但是其能夠更好的滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的要求。

3 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

3.1 智能控制在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用分析

機(jī)械制造作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部分，對(duì)于機(jī)械制造技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和智能控制相結(jié)合的機(jī)械技術(shù)是目前我國最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造的智能化。機(jī)械制造技術(shù)的智能化主要是通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬人體大腦運(yùn)行的情況，以此來完成機(jī)械制造中部分的腦力勞動(dòng)，進(jìn)而完成機(jī)械制造的過程。在此過程中，首先是使用智能控制技術(shù)來使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬機(jī)械制造的實(shí)時(shí)情況，并將采集來的信息使用傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行相關(guān)的處理，并修改控制模式中的一些參數(shù)與數(shù)據(jù)。目前在我國機(jī)械制造領(lǐng)域中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍十分的廣泛，其主要應(yīng)用于智能學(xué)習(xí)、智能傳感器以及智能診斷機(jī)械故障等方面，大大推動(dòng)了我國機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展。

3.2 智能控制在數(shù)控中的應(yīng)用

近年來我國科學(xué)技術(shù)水平正在不斷的發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)也是如此。而數(shù)控技術(shù)作為機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展中十分重要的部分，其不僅能夠幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)完成各項(xiàng)智能功能，同時(shí)其在擴(kuò)展、延伸以及模擬等方面也發(fā)揮著十分重要的作用。因此使用數(shù)控技術(shù)能夠讓機(jī)電一體化系統(tǒng)在實(shí)際操作中完成智能監(jiān)控、智能編程以及監(jiān)理智能數(shù)據(jù)庫等工作，同時(shí)還能有助于機(jī)電一體化系統(tǒng)完成一些日常目標(biāo)。舉例來說：數(shù)控技術(shù)能夠針對(duì)一些算法不明確或者是不具備明確結(jié)果的問題利用推理規(guī)則來對(duì)這些問題進(jìn)行解決。

3.3 智能控制在機(jī)器人中的應(yīng)用

對(duì)于機(jī)器人而言，機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)才是其運(yùn)行的關(guān)鍵。而機(jī)器人的運(yùn)行系統(tǒng)還具備許多的特性，例如非線性、時(shí)變性以及強(qiáng)耦合等。此外，在機(jī)器人控制參數(shù)系統(tǒng)中，由于其存在多邊變性以及多任務(wù)性特點(diǎn)，十分符合智能控制技術(shù)對(duì)于應(yīng)用條件的要求。而將智能控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人操作中，其主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人四個(gè)方面的智能控制；一是利用專業(yè)控制系統(tǒng)來建模、監(jiān)測(cè)、定位以及規(guī)劃控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)環(huán)境；二是智能控制機(jī)器人手臂的姿態(tài)以及動(dòng)作等；三是智能規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的行走軌跡以及行走路徑等；四是智能控制機(jī)器人的傳感器信息融合以及視覺處理等。

3.4 智能控制在建筑工程中的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們的生活質(zhì)量有著質(zhì)的飛躍，因此人們開始對(duì)生活方式和環(huán)境提出了更高的要求。而在建筑工程中應(yīng)用智能控制技術(shù)來提高建筑的智能化，并為人們提供更為便捷的生活。因此智能建筑成為了我國建筑行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。智能控制在建筑工程中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在照明通信系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)兩個(gè)方面。首先是照明通信系統(tǒng)。所謂的通信系統(tǒng)簡(jiǎn)單來說就是互聯(lián)網(wǎng)通信，而智能通信系統(tǒng)能夠利用控制器來實(shí)時(shí)監(jiān)控小區(qū)用戶的通訊線路，可以在發(fā)生故障時(shí)，第一時(shí)間對(duì)故障線路進(jìn)行檢修和維護(hù)，從而為小區(qū)用戶的穩(wěn)定通訊提供保障。而照明系統(tǒng)顧名思義就是對(duì)建筑中的照明進(jìn)行有效的控制，照明系統(tǒng)控制的主要內(nèi)容包括了照明時(shí)間、照明邏輯以及照明系統(tǒng)節(jié)能燈等方面；最后就是空調(diào)系統(tǒng)的控制。智能空調(diào)系統(tǒng)能夠模擬四級(jí)的溫度變化，并利用風(fēng)閥對(duì)空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，有利于凈化室內(nèi)的控制，并提高能源的使用效率。

3.5 智能控制在交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用

對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)而言，交流伺服系統(tǒng)在其中發(fā)揮著十分重要的作用。所謂的交流伺服系統(tǒng)就是一種轉(zhuǎn)化電信號(hào)來對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制的轉(zhuǎn)換裝置系統(tǒng)。而在交流伺服系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)，一方面有利于提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，同時(shí)也能大大降低生產(chǎn)的成本。在交流伺服系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于其運(yùn)行情況較為復(fù)雜，因此容易出現(xiàn)負(fù)載擾動(dòng)、運(yùn)行參數(shù)變化或者強(qiáng)耦合等問題，不利于該系統(tǒng)的運(yùn)行。一般情況下，為了解決這一問題，要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的情況來建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，然而數(shù)學(xué)模型的精確度是無法保證的，然而這時(shí)無法滿足工業(yè)生產(chǎn)下交流伺服系統(tǒng)運(yùn)行的高要求的。而智能控制技術(shù)的應(yīng)用有效的解決了該問題，一方面提高了數(shù)學(xué)模型的精確度，同時(shí)還對(duì)各種運(yùn)行的指標(biāo)進(jìn)行了合理的調(diào)整，大大滿足了工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于交流伺服系統(tǒng)運(yùn)行的要求。

4 結(jié)束語

機(jī)電一體化系統(tǒng)作為我國科學(xué)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，其還在不斷的改進(jìn)與完善中。隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用了智能控制技術(shù)，不僅有效的解決了機(jī)電一體化系統(tǒng)中實(shí)踐過程中難以避免的難題外，同時(shí)還能幫助工作人員減少工作量，促進(jìn)我國各行各業(yè)的發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)的向前發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

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