機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能化

朱子川

摘要：在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，合理地應(yīng)用智能控制技術(shù)，不但可以有效降低人工操作失誤，而且可以有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。本文主要介紹了機(jī)電一體化系統(tǒng)與智能控制的基本概念與特點(diǎn)，提出了智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用策略，希望可以有效提升智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用水平，進(jìn)而有效提升機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行效率與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；智能；應(yīng)用

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的大規(guī)模集成電路被應(yīng)用到日常生產(chǎn)和生活中，所以機(jī)電一體化技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其性能也日趨優(yōu)越。它不僅有效提高了工程的可靠性，同時(shí)還能確保工程的高效性；此外它還能有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。所以，機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用能有效提升智能化生產(chǎn)水平。

一、智能控制的基本特點(diǎn)

研究智能控制理論的特點(diǎn)，已經(jīng)基于傳統(tǒng)控制理論而言，通過(guò)與傳統(tǒng)控制理論比較，可以將智能控制理論概括為以下幾個(gè)方面：

1.1 智能控制是在傳統(tǒng)控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，是控制理論發(fā)展的高級(jí)階段，具有開放的、分級(jí)的以及分布式的結(jié)構(gòu)，能夠有效處理綜合信息，對(duì)提高信息處理質(zhì)量具有十分重要的作用。而且智能控制不以追求系統(tǒng)高度為目的，而是著重于系統(tǒng)的全局優(yōu)化。

1.2 智能控制理論集多學(xué)科于一體，智能控制理論是由人工智能、自動(dòng)控制理論以及信息論結(jié)合而成，主要以信息反饋控制為核心，是非常完善、成熟的控制理論體系。

1.3 適用范圍廣，相對(duì)傳統(tǒng)控制理論而言，智能控制可以解決傳統(tǒng)控制中對(duì)象和任務(wù)模型不確定性、復(fù)雜的難以控制的問(wèn)題，對(duì)提高控制效果具有十分重要的作用。

1.4 使用方法有所不同，傳統(tǒng)控制理論主要通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、動(dòng)力學(xué)方程等數(shù)學(xué)模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述，而智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于對(duì)數(shù)學(xué)模型的描述，具有混合控制的特點(diǎn)，將非數(shù)學(xué)的廣義模型用知識(shí)進(jìn)行表示，充分發(fā)揮出多模態(tài)控制方式的重要作用。

二、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)與作用

2.1 使其性能更加完善。智能控制系統(tǒng)可以讓機(jī)電一體化的性能更加的完善，因?yàn)橹悄芸刂葡到y(tǒng)主要是通過(guò)控制器等實(shí)現(xiàn)其功能與作業(yè)，這就使得機(jī)電一體化在分析數(shù)據(jù)時(shí)變得更加快速和準(zhǔn)確，智能控制可以準(zhǔn)確的發(fā)布指令給機(jī)電一體化，然其在特定的程序下完成自身的工作。同時(shí)智能控制系統(tǒng)還可以改正機(jī)電一體化系統(tǒng)中存在的錯(cuò)誤指令，這就讓機(jī)電一體化系統(tǒng)的準(zhǔn)確率和完成率大大提高。

2.2 提高其安全性能。機(jī)械等在工作時(shí)最重要的一點(diǎn)就是其安全性，因?yàn)橐话愕臋C(jī)電儀器所含有的能量較高，體積，密度與質(zhì)量等都較大。一旦機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障，如引起爆炸等，會(huì)對(duì)周邊的生物，建筑等造成極大的毀壞，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和生命威脅。而智能控制則可以很好的解決這種問(wèn)題，在智能控制中加入安全檢查及報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到機(jī)電一體化系統(tǒng)出現(xiàn)故障和問(wèn)題時(shí)，智能控制就會(huì)提前讓機(jī)電設(shè)備停止運(yùn)行，發(fā)出報(bào)警，這樣可以極大的避免機(jī)電一體化系統(tǒng)出現(xiàn)重大事故與危機(jī)。智能控制還可以通過(guò)自身的程序?qū)C(jī)電一體化系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行檢修， 使其恢復(fù)到原有狀態(tài)，這將極大的節(jié)省人力與物力。

三、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)用中存在的問(wèn)題

（1）智能控制系統(tǒng)還有待進(jìn)一步完善功能和性能，在電子技術(shù)以及機(jī)械制造等行業(yè)中的發(fā)展需求還難以滿足。使用智能控制系統(tǒng)雖然能夠把傳統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)行情況有所改善，提升運(yùn)行效率，但是也存在一定的發(fā)展差距，在新的歷史背景下難以滿足實(shí)際的發(fā)展需求，外界環(huán)境會(huì)對(duì)其造成一定影響。

（2）機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行效率能夠被智能控制顯著提升，但是系列突發(fā)情況依然存在。把智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)電一體化之后，相關(guān)設(shè)備發(fā)出的指令就是其自動(dòng)編碼工作的基礎(chǔ)，盡可能減少人為操作存在的故障，以免造成相關(guān)損失，提升工作的精確度，保障智能控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的提高，但是始終存在一些不可抗力，智能控制系統(tǒng)在當(dāng)前情況下始終無(wú)法超越，所以我們要重視此方面的研究和探討。

（3）有待提升機(jī)電一體化系統(tǒng)和智能控制的磨合度。在生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電一體化具有不可替代的作用，一旦無(wú)法很好地實(shí)施智能控制工作，那么會(huì)對(duì)人們生活以及生產(chǎn)活動(dòng)的開展造成一定的影響。因此我們要把智能控制工作很好地完善和改進(jìn)。

四、機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

4.1機(jī)械制造中智能控制的應(yīng)用

在對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行制造的過(guò)程中，使用的方式為輔助計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能組織技術(shù)等多種技術(shù)，這種制造機(jī)械技術(shù)較為新穎。當(dāng)前此技術(shù)的發(fā)展方向?yàn)橹悄苤圃煜到y(tǒng)，要想借助計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)專家的智能思想進(jìn)行思考，智能制造系統(tǒng)需要深入研究人腦的部分勞動(dòng)，因此這必然涉及到智能控制技術(shù)。通過(guò)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)功能的運(yùn)用，對(duì)此項(xiàng)功能的運(yùn)用使用于信息處理，在線操作使用模式識(shí)別繁體，這可以有效地處理信息殘缺不全的情況。

4.2機(jī)器人領(lǐng)域智能控制的應(yīng)用

就動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域而言，機(jī)器人出現(xiàn)非線性情況，在傳感信息中表現(xiàn)出大量信息和多個(gè)變量，這恰恰是使用智能控制的必備條件。把智能技術(shù)使用于機(jī)器人領(lǐng)域，事實(shí)上在該領(lǐng)域也廣泛地應(yīng)用，如機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中如果前方有故障其可以自動(dòng)避開，而不需要人為控制，其不僅能夠在一定的路徑下行走，還可以自行決定最優(yōu)路線，一些機(jī)械手可以做出規(guī)定的動(dòng)作，這些都是智能控制技術(shù)使用的結(jié)果，也就意味著智能控制技術(shù)把機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展。

4.3交流伺服系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

伺服驅(qū)動(dòng)裝置是機(jī)電一體化典型產(chǎn)品，在其中扮演著重要的角色，其對(duì)質(zhì)量控制、動(dòng)態(tài)性的系統(tǒng)依賴性較大。作為具有較強(qiáng)復(fù)雜性的系統(tǒng)，其可以隨時(shí)變動(dòng)參數(shù)、不斷擾動(dòng)負(fù)載，同時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)自身以及控制的對(duì)象的非線性因素等各種影響因素，很難建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型。所以在交流伺服系統(tǒng)中引入智能控制，然后和現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)的提升。

4.4數(shù)控領(lǐng)域智能控制的應(yīng)用

就數(shù)控領(lǐng)域而言，不僅需要保障智能控制具有較高的性能，還需要對(duì)處理功能進(jìn)行延伸和模擬。如加工運(yùn)動(dòng)推理、決策加工環(huán)境的感知能力等等。把經(jīng)典控制論使用于控制之中，要是遇到的信息不清楚，或者建模環(huán)節(jié)無(wú)法進(jìn)行，那么把智能控制思想引入其中，對(duì)比經(jīng)典控制理論，大大擴(kuò)展了智能控制的范圍并提升控制效果，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制加工的過(guò)程。針對(duì)一些領(lǐng)域中，其結(jié)果存在一定的不明確或者無(wú)法使用知識(shí)進(jìn)行計(jì)算和推理，借助專家系統(tǒng)能夠很好地解決。在該系統(tǒng)中集中了很多數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的專家，他們的思想和認(rèn)知在一定的推理下，很多的分析故障信息最終根據(jù)故障的實(shí)際情況客觀地給出解決措施。

五、結(jié)束語(yǔ)

只有更快的實(shí)現(xiàn)智能化與自動(dòng)化，我們國(guó)家的綜合實(shí)力才能更快的增加。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，人類在其中扮演了控制的角色，而在機(jī)電一體化系統(tǒng)中融入計(jì)算機(jī)等高科技， 讓其能夠自動(dòng)運(yùn)行，計(jì)算與修正，能夠讓我們的生產(chǎn)有著高的效率與質(zhì)量。智能控制是未來(lái)社會(huì)的一個(gè)大的發(fā)展方向， 同時(shí)也是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)與機(jī)遇的過(guò)程，需要我們共同的努力。

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