機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用分析

劉欣

摘要：目前，我國(guó)制造業(yè)水平不斷提高，智能控制技術(shù)在各領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，機(jī)電一體化的快速發(fā)展與智能控制的融合，提升了機(jī)電一體化的整體水平。下面文章就對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用展開分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;智能控制;機(jī)電系統(tǒng);機(jī)電控制

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力逐漸加大，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境變得日益復(fù)雜。在這一經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，各個(gè)行業(yè)只有不斷優(yōu)化自身的缺點(diǎn)、完善自己，才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中屹立不倒。機(jī)電一體化系統(tǒng)是我國(guó)應(yīng)用范圍最廣的系統(tǒng)，對(duì)于一個(gè)工業(yè)大國(guó)來說至關(guān)重要，所以對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展，我們要不斷改進(jìn)其不足，提高其可靠性與高效性。

1機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀分析

近年來，我國(guó)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究，有著很大的突破，在最初的研究階段，人們對(duì)于電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的有效融合并未給予正確的認(rèn)知，甚至部分人群還將這兩種技術(shù)視作兩個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，而大多數(shù)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)也會(huì)將電子技術(shù)作為主要載體，相對(duì)對(duì)于機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用卻是極為忽視，這種錯(cuò)誤的觀念導(dǎo)致機(jī)械技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受到了很大的阻礙，應(yīng)用范圍越來越小，進(jìn)而使得當(dāng)時(shí)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展水平也是大大降低。而隨著近幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的全面普及，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了人們的普遍重視，其應(yīng)用范圍越來越寬泛，特別是在智能制造中的應(yīng)用，更是帶動(dòng)了整個(gè)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，不僅實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理智能化、自動(dòng)化，而且也為我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)水平向國(guó)際化生產(chǎn)水準(zhǔn)邁進(jìn)創(chuàng)造了良好的條件。具體來說，機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，主要是以電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為依托，通過人工智能的方式，來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制，進(jìn)而使其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都能得到很好的提升。

2機(jī)電一體化系統(tǒng)與智能控制

2.1機(jī)電一體化系統(tǒng)

我們通常所說的機(jī)電一體化系統(tǒng)，就是指最近興起的一種用于微電子方面的技術(shù)，這個(gè)系統(tǒng)有機(jī)地對(duì)多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行融合，其中就包括了機(jī)械、信息、電工、微電子、傳感器等多項(xiàng)技術(shù)，依靠包括機(jī)械設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備與電子元件在內(nèi)的多項(xiàng)硬件構(gòu)成，并依賴電子、微機(jī)還有通信等多項(xiàng)操作用于系統(tǒng)的軟件構(gòu)成，管控用于生產(chǎn)的系統(tǒng)還有設(shè)備。我們將大部分應(yīng)用于機(jī)電一體化成品和執(zhí)行一體化的系統(tǒng)稱為機(jī)電一體化系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)主要由五個(gè)部分構(gòu)件所構(gòu)成，一是信息處理的構(gòu)件，二是控制的構(gòu)件，三是用于供應(yīng)電力的構(gòu)件，最后還有機(jī)械的構(gòu)件和用于執(zhí)行的構(gòu)件。這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用在于可以很大程度的減少能源損耗，提高生產(chǎn)的精細(xì)程度。所以可以說是一種綜合性的功能性技術(shù)。

2.2智能控制

智能控制通俗來講就是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)人類大腦的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的智能控制。它的運(yùn)行過程無須人為干預(yù)，通過自主驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的控制。智能控制系統(tǒng)具有組織性、多樣性、邊緣交叉性、變構(gòu)造性、新興性等特點(diǎn)，是由多種體系構(gòu)成，主要包括專家操控體系、學(xué)習(xí)操控體系、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操控體系、復(fù)合或集成操控體系、分級(jí)遞階操控體系、進(jìn)化核算與遺傳算法等。在當(dāng)下經(jīng)濟(jì)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，智能控制的應(yīng)用越來越廣泛，在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制可以比人類操控更精準(zhǔn)、更快速，精簡(jiǎn)操作步驟，減少人力投入，同時(shí)也降低了對(duì)人類的危害。

3機(jī)電一體化中智能控制的應(yīng)用

3.1數(shù)控領(lǐng)域

傳統(tǒng)的機(jī)械加工需要人手工操作普通的機(jī)床進(jìn)行作業(yè)，而機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用誕生了數(shù)控裝備使得機(jī)械加工和制造完成了智能化的升級(jí)，數(shù)控領(lǐng)域是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中運(yùn)用的突出例證。數(shù)控裝備是一種通過數(shù)字信息進(jìn)行工作過程以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它不僅大大提高了機(jī)械制造的效率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)和加工作業(yè)過程的精準(zhǔn)控制，使得產(chǎn)品的質(zhì)量得到有效的提高。通過以機(jī)電一體化技術(shù)為代表的智能控制技術(shù)，數(shù)控領(lǐng)域可以達(dá)到高性能智能控制的要求，還實(shí)現(xiàn)了模擬、拓展和延伸等信息處理功能。從而使得機(jī)械生產(chǎn)中的一些無法建模環(huán)節(jié)以及模糊信息得到有效的處理，使得對(duì)于生產(chǎn)過程的管理和控制得到更好的優(yōu)化。通過模糊控制、在線診斷、面向生產(chǎn)車間的編程技術(shù)等數(shù)控機(jī)床可以進(jìn)行多過程以及多通道的控制，大大提高了智能制造的水平。

3.2機(jī)械制造過程中的應(yīng)用

正是由于機(jī)械制造業(yè)在智能性方面有了極大提高，智能控制才被廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械制造領(lǐng)域。機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的運(yùn)用，就是通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人腦的部分模擬，從而用計(jì)算機(jī)來代替人腦進(jìn)行工作，減輕一些工作人員的壓力，讓人們的精力，能夠更多更好地用在其他地方，比如更重要的工作環(huán)節(jié)當(dāng)中。在機(jī)械制造領(lǐng)域中運(yùn)用機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)C(jī)械制造的生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和動(dòng)態(tài)方針，通過加工生產(chǎn)過程中的傳感器來收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)，在經(jīng)由信號(hào)傳輸裝置將信息數(shù)據(jù)傳輸至中央處理器，對(duì)控制模式中的數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整和修改，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造和生產(chǎn)的智能化控制和實(shí)時(shí)控制?？偟膩碚f，針對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)分析，才是智能控制在機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的硬核裝備。

3.3工業(yè)智能機(jī)器人的應(yīng)用

智能控制在機(jī)器人研發(fā)中的應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)器人技術(shù)是當(dāng)下高端技術(shù)之一。對(duì)機(jī)器人行為的控制，核心是要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)控制，動(dòng)力學(xué)理論具有非線性、實(shí)時(shí)變化性、高內(nèi)聚性的特點(diǎn)。比如對(duì)于雙足行走的機(jī)器人，我們可以將其看作動(dòng)態(tài)二級(jí)倒立擺，體現(xiàn)了非線性的特點(diǎn)。在機(jī)器人的研發(fā)中還涉及繁雜的傳感器信息數(shù)據(jù)，而機(jī)器人的控制系統(tǒng)屬于多變量系統(tǒng)，具有較高的復(fù)雜性，要想機(jī)器人的平衡行動(dòng)得到保障，就要同時(shí)執(zhí)行多個(gè)命令，比如平衡調(diào)整命令、躲避障礙命令、規(guī)劃動(dòng)作命令等。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)由于自身限制無法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的全方位控制，而機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的不足。

3.4傳感技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)

代機(jī)電一體化技術(shù)中，傳感技術(shù)是其最為關(guān)鍵的技術(shù)手段之一，該技術(shù)的靈活性和精準(zhǔn)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它一體化制造技術(shù)，能夠最大化控制外界影響因素對(duì)智能設(shè)備所帶來的損害，如若將傳感技術(shù)引入到智能生產(chǎn)中，則其所發(fā)揮的會(huì)更加突出，這是普通傳感器所無法比擬的。通常，普通傳感器在智能制造中，必須構(gòu)建相應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，才能完成相應(yīng)信息數(shù)據(jù)的對(duì)接和傳輸任務(wù)，同時(shí)，還要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)所獲取的信息進(jìn)行集中整合，才能對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)分析和判斷，進(jìn)而為整個(gè)生產(chǎn)過程的有效控制提供正確的決策指導(dǎo)。目前，從傳感器制造生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，其一般都以光纖電纜傳感器為生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，這種先進(jìn)的傳感設(shè)備不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口，而且所需的設(shè)計(jì)成本也是十分合理，因此，在各領(lǐng)域及行業(yè)間應(yīng)用范圍也是越來越寬泛。

結(jié)語

總而言之，智能制造是未來社會(huì)發(fā)展的必然選擇，而且隨著各種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，其技術(shù)基礎(chǔ)將越來越穩(wěn)固，智能化水平也必將越來越高。在智能制造中，機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)，它對(duì)于智能制造設(shè)備的生產(chǎn)，生產(chǎn)線的構(gòu)建起到了重要的促進(jìn)作用。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，智能制造的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)更高的階段。

參考文獻(xiàn)

[1]湯劍華，何祚勇，趙勝利，龔清平.智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（19）：169.

[2]鄭峰.關(guān)于企業(yè)智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展分析與應(yīng)用探討[J].科技風(fēng)，2018（27）：175.

[3]殷宏武.智能控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].通信電源技術(shù)，2018，35（08）：117-118.