淺議智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：智能控制是機(jī)電一體化中與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的主要區(qū)別之一，也是2l世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。智能控制技術(shù)的發(fā)展也是日新月異，如何將其與機(jī)電一體化技術(shù)以及傳統(tǒng)控制理論結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的高度智能化還有很長的距離，需要堅(jiān)持不懈地探索和研究。

關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)電一體化；控制技術(shù)

智能控制技術(shù)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(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。常用的智能技術(shù)包括模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)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(jī)電一體化的發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)對控制的技術(shù)水平要求越來越高，原來的控制技術(shù)已經(jīng)不能滿足機(jī)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(dá)到機(jī)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(qiáng)的組織能力和學(xué)習(xí)能力，其在機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展是當(dāng)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(jī)電一體化技術(shù)有遺傳算法、專家算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，這些方法在實(shí)際的應(yīng)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(jīng)進(jìn)入到了智能化階段。但是機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能控制是一門新的技術(shù)，然而，隨著計(jì)算機(jī)的普及和發(fā)展，智能控制必將迎來一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。智能掌控體系和以往使用的掌控體系并非排斥的關(guān)系，智能掌控中一般都有平時(shí)使用的掌控，并且智能掌控也會(huì)使用這些平時(shí)掌控的最根本的措施解決一些低端問題，同時(shí)還會(huì)對平常的掌控技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)張，并且智能掌控體系擁有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)、組織還有適應(yīng)性能，可以戰(zhàn)勝生產(chǎn)背景所擁有的不穩(wěn)定以及復(fù)雜行因素，最終進(jìn)行實(shí)用的掌控。

二、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

從20世紀(jì)90 年代后期開始，機(jī)電一體化就開始向智能控制方向發(fā)展，這開辟了機(jī)電一體化系統(tǒng)的新篇章。機(jī)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(jī)電一體化的整體水平。目前，智能控制運(yùn)用的主要方法為遺傳算法控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(jī)電一體化系統(tǒng)中有著廣泛的使用。智能控制的基礎(chǔ)為運(yùn)籌學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)和控制理論。

（一）數(shù)據(jù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國機(jī)電數(shù)控領(lǐng)域中的機(jī)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(shù)完成很多的智能化控制，還需要根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來不斷的延伸、擴(kuò)展，從而達(dá)到智能控制、智能監(jiān)控的目標(biāo)。比如，對其中難以確定的算法利用智能控制方法在機(jī)電一體化系統(tǒng)中進(jìn)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(dǎo)性的建議。

（二）機(jī)械制造過程中的應(yīng)用

機(jī)電一體化是機(jī)械制造過程中一個(gè)重要的過程，當(dāng)前在我國較為先進(jìn)的機(jī)電一體化就是將智能控制與計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)合起來，從而引導(dǎo)機(jī)電系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。其最終的目標(biāo)就是為了利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來代替一定的人力勞動(dòng)，從而來減輕人類的工作壓力。同時(shí)，智能控制利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計(jì)算的方法對機(jī)電一體化制造的現(xiàn)狀進(jìn)行了模擬，通過計(jì)算機(jī)將機(jī)械制造所收集到的有關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而改善機(jī)械設(shè)備控制中的參數(shù)數(shù)據(jù)。機(jī)械制造的智能控制包括：對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的控制、機(jī)械故障的診斷、智能傳感器等。

（三）建造行業(yè)中的應(yīng)用

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

（四）機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)是當(dāng)前推動(dòng)我國工業(yè)化發(fā)展的重要技術(shù)手段。智能控制作為當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，因此智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的智能控制有下面幾個(gè)方面的作用： 優(yōu)化流程：多數(shù)智能控制系統(tǒng)運(yùn)用的是模塊設(shè)計(jì)的方法，其中設(shè)計(jì)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(diào)整能夠滿足相關(guān)的要求；提高程序的控制力度：機(jī)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(chǎn)品的實(shí)際情況來編寫程序從而來提高機(jī)電的智能控制水平； 改進(jìn)加工：在機(jī)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(shí)間，減少勞動(dòng)力。提高精度：精度對于機(jī)電一體化的智能控制來說是衡量技術(shù)的一個(gè)重要指標(biāo)，直接影響了企業(yè)生產(chǎn)效率的高低。和傳統(tǒng)的設(shè)備相比，智能控制融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，促進(jìn)了智能控制的精度。實(shí)現(xiàn)了智能控制的加工效果，機(jī)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(dòng)力，優(yōu)化加工程序。

三、結(jié)束語

智能控制的組織功能、適應(yīng)功能和學(xué)習(xí)功能比傳統(tǒng)控制要強(qiáng)，對不確定的和高度復(fù)雜的被控環(huán)境和對象有較強(qiáng)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(xué)表示混合控制過程，用知識(shí)描述非數(shù)學(xué)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(jié)合的體現(xiàn)。在實(shí)際的應(yīng)用中，很多機(jī)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(diǎn)，這給機(jī)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(jī)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(jī)電一體化系統(tǒng)的角度出發(fā)，對機(jī)電一體化控制中的智能控制加以應(yīng)用。

作者簡介：賈飛，河北省保定市。endprint