智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

冀建龍

摘要：在機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用過程中，環(huán)境對象變得越來越復(fù)雜，這就需要加強(qiáng)智能控制技術(shù)的應(yīng)用，為企業(yè)安全生產(chǎn)提供技術(shù)支持。文章首先分析了機(jī)電一體化和智能控制技術(shù)的概念，然后探討了智能控制的特點(diǎn)，最后研究了智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，具體內(nèi)容供大家參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：智能控制技術(shù)；機(jī)電一體化；應(yīng)用

前言

機(jī)電一體化技術(shù)包括各種新型的技術(shù)方法，比如信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及微電子技術(shù)等，其具有較強(qiáng)的實(shí)用性，對于社會的和企業(yè)的發(fā)展具有十分重要的作用。而為了提高機(jī)電一體化技術(shù)水平，將智能控制技術(shù)應(yīng)用到其中，能夠提高機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平，幫助其獲得新的發(fā)展機(jī)遇。

1智能控制技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)淺析

智能控制的產(chǎn)生基礎(chǔ)是傳統(tǒng)理論。智能控制技術(shù)是相對開放的，同時(shí)具有分布特征，對各種信息進(jìn)行綜合處理。在使用智能控制技術(shù)來促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)提升時(shí)，不應(yīng)把眼光局限在機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動化處理及高度自控方面，而需要對技術(shù)整體展開優(yōu)化。另外智能控制技術(shù)涉及眾多學(xué)科，比如運(yùn)籌學(xué)、自動控制理論及人工智能技術(shù)等，其滿足非線性、不確定性或復(fù)雜程度較強(qiáng)的任務(wù)目標(biāo)，這是傳統(tǒng)控制方法不能比擬的。

機(jī)電一體化系統(tǒng)在我國起步時(shí)間相對較晚，在時(shí)代大形勢的推動下，先是光學(xué)以及通信技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)中，再是微細(xì)加工方法在其中得到了很好的應(yīng)用，進(jìn)而產(chǎn)生了光電一體化及微機(jī)電一體化這兩個(gè)新的發(fā)展方向，現(xiàn)在，人工智能控制技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、光纖等高精尖技術(shù)也融入到機(jī)電一體化系統(tǒng)，使機(jī)電一體化技術(shù)獲得了很大的發(fā)展空間，與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也得到了較快發(fā)展。

2智能控制技術(shù)的主要特點(diǎn)和方法

2.1智能控制是對傳統(tǒng)控制理論的發(fā)展

目前而言，傳統(tǒng)的理論已經(jīng)成為智能控制理論的一部分，其有著多方面的優(yōu)勢，它的先進(jìn)性、開放性、層級性等對機(jī)電一體化的發(fā)展有著更加全面的推動作用。人們通常存在一個(gè)誤區(qū)，就是認(rèn)為智能控制技術(shù)的發(fā)展不是在速度、質(zhì)量上得到提高，而是對機(jī)電一體化的全面優(yōu)化，將機(jī)電一體化從傳統(tǒng)發(fā)展模式中解脫出來，具有劃時(shí)代的意義。

2.2智能控制技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科的集中領(lǐng)域

數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理等學(xué)科都是其重要的組成部分，智能控制屬于控制理論的高級發(fā)展階段，將以前的不足和缺陷彌補(bǔ)起來，用來解決更加復(fù)雜的任務(wù)和目標(biāo)。理論基礎(chǔ)主要從剛開始傅京遜的“二元論”到“三元論”再到蔡自興的“四元論”，逐漸的走向完善，從根本上為智能控制的發(fā)展提供支持。

2.3多方面控制

智能控制的主要方面是在內(nèi)部程序的設(shè)計(jì)，將環(huán)境因素和數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確的輸入其中。從多方面混合的控制，知識并不只是停留在基礎(chǔ)之上，而是將最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)滲透，讓智能技術(shù)不會停下前進(jìn)的腳步。人才是非常重要的，只有高技術(shù)的人才儲備支持才會為設(shè)計(jì)的更新?lián)Q代得到保障，將多學(xué)科的知識應(yīng)用其中，實(shí)現(xiàn)智能控制在多領(lǐng)域的發(fā)展。

3智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

3.1智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械制造過程中的應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)作為機(jī)械制造中眾多環(huán)節(jié)中最重要的環(huán)節(jié)之一，主要包括智能學(xué)習(xí)、智能監(jiān)控與檢查、智能診斷機(jī)械故障及智能傳感器等方面的技術(shù)。目前最領(lǐng)先的機(jī)械制作技能就是將計(jì)算機(jī)輔佐技能和智能操控技能進(jìn)行有機(jī)融合的一種技術(shù)。在以前人們靠單純的腦力來進(jìn)行機(jī)械制造，使人們長期處在高度思想集中的工作中，不利于人們長期工作。但是隨著現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展，越來越多的技術(shù)融合了智能控制，在機(jī)械制造方面人們最大的目標(biāo)便是借助科學(xué)的計(jì)算機(jī)技能替代部分腦力勞動，通過將人們的思維融入在計(jì)算機(jī)程序中，讓機(jī)器來代替人力，讓機(jī)器來模仿人們有關(guān)機(jī)械制作的相關(guān)方式，為機(jī)械制造的數(shù)字化進(jìn)程起到推動作用。

3.2基于機(jī)器人的智能控制

機(jī)器人控制的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，模糊控制為主的智能技術(shù)發(fā)揮了核心作用，多元化的操作性工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入到市場，對傳統(tǒng)人工操作進(jìn)行了良好的替代，自動化操作也成為了時(shí)代的主流。現(xiàn)階段，機(jī)器人應(yīng)用中融合了不少技術(shù)，使得智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)揮了更大的作用，例如：多傳感器信息處理、路徑規(guī)劃、檢索掃描以及定位等等。機(jī)器人領(lǐng)域的智能控制應(yīng)用主要體現(xiàn)在模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)主要方面，為系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立性和適應(yīng)性帶來了巨大的提升。

3.3交流伺服系統(tǒng)的使用

交流伺服技術(shù)對于機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要性偏高，交流伺服驅(qū)動設(shè)備已經(jīng)成為眾多機(jī)電一體化系統(tǒng)中必不可少的一部分。交流伺服驅(qū)動設(shè)備能夠使電信號轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的機(jī)械動作，這樣整個(gè)機(jī)電一體化裝置的動態(tài)性能會受到直接的影響，機(jī)電一體化裝置的運(yùn)行效果也會受到制約。只有智能控制技術(shù)不斷的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行效果才會得以提升，以使直流伺服系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)化為交流伺服系統(tǒng)。通過交流伺服技術(shù)以及智能控制技術(shù)兩者的有效融合，提升交流伺服系統(tǒng)的運(yùn)行效果，使其可以應(yīng)對參數(shù)時(shí)變情況、耦合性問題等，這樣交流伺服系統(tǒng)即可以利用不完善的模型建立起相當(dāng)完善的PID參數(shù)，從而達(dá)到高性能、高精準(zhǔn)度指標(biāo)需求。

通過結(jié)合運(yùn)用智能控制方法以及常規(guī)的PID控制技術(shù)，建立起智能PID系統(tǒng)，為此需要使人工智能技術(shù)以及控制器得到很好的融合，這就需要用到非線性控制技術(shù)，使融合后的系統(tǒng)可以通過數(shù)學(xué)模型以及控制器參數(shù)即做到自動化的調(diào)整，大大提升了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。若是只能夠投入模糊控制算法，同樣可以使交流伺服系統(tǒng)具有更強(qiáng)的抗干擾性，使其具有更快的動態(tài)以及靜態(tài)響應(yīng)速度。

3.4在數(shù)控機(jī)床方面的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)大量應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，是提高數(shù)控加工質(zhì)量和精度的重要手段。由于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床過于依賴人為操作，缺乏智能技術(shù)，造成機(jī)床的精度不合格或產(chǎn)品的加工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等，但智能數(shù)控技術(shù)包含了眾多CPU控制系統(tǒng)及高新RISC芯片，使得機(jī)床精度得到了很大程度的提升。

為保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行質(zhì)量，需要技術(shù)人員從策劃環(huán)節(jié)著手，做好模塊化策劃工作。這是由于模塊化會涉及到眾多方面，同時(shí)剪裁功能較為良好，使各種產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量及型號均能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)在對群孔體系成果進(jìn)行管理時(shí)，可以把各種類型群孔體系的各個(gè)操縱進(jìn)行同一水平層次的規(guī)避，從而使調(diào)節(jié)體系滿足相關(guān)需求。

為保證數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，操縱程序是非常重要的一部分，其主要程序?yàn)榱吮ＷC工件產(chǎn)品的制作成果可以滿足智能化要求，應(yīng)當(dāng)通過操縱程序按要求對各個(gè)工件進(jìn)行嚴(yán)密的編程。過去，只可以應(yīng)用普通機(jī)床設(shè)備進(jìn)行工件的制作，工件的制作質(zhì)量受到人為因素的影響較大，但現(xiàn)在通過操縱程序的使用，在程序中輸入具體的步驟同時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)床裝置之后，則會對工件的制造過程進(jìn)行自動化改造。

結(jié)束語

綜上所述，我國目前機(jī)電一體化技術(shù)同西方發(fā)達(dá)國家之間存在很大差距，因此，技術(shù)人員應(yīng)該在本土自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)之上，積極引進(jìn)和吸收國外先進(jìn)技術(shù)，同我國機(jī)電一體化發(fā)展的實(shí)際情況相結(jié)合，創(chuàng)造出一套適合中國機(jī)電一體化智能發(fā)展的道路。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔祥順，郝田，馬騰.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（07）：157.

[2]趙傳生.智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2018（06）：223-224.

[3]朱國權(quán).機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（04）：59.

[4]喬方方，李杰.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國高新區(qū)，2018（03）：18.

[5]郝忠孝.機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（10）：94-95.