智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

單華祥 單江山

摘 要：現(xiàn)階段，城市化建設(shè)的發(fā)展迅速，在我國城市建設(shè)發(fā)展中，受持續(xù)革新的科技技術(shù)所影響，各行企業(yè)對(duì)微電子技術(shù)的要求越來越高，并從中收獲了大量優(yōu)質(zhì)經(jīng)驗(yàn)，這也表明我國機(jī)電一體化技術(shù)開始向著成熟與穩(wěn)定的方向發(fā)展。機(jī)電一體化系統(tǒng)作為各行企業(yè)生產(chǎn)工作的重要組成部分，在時(shí)代變遷中，為了更好應(yīng)對(duì)持續(xù)提高的工作需求，通過融入智能控制理念與技術(shù)，可以從基礎(chǔ)上提升企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平。因此，下面對(duì)智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：智能控制;機(jī)電一體化系統(tǒng);應(yīng)用探討

引言

新時(shí)期下，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，可在規(guī)避人工操作失誤的同時(shí)，確保系統(tǒng)運(yùn)行更為安全、可靠。探討了智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，希望提高機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行效率。

1傳統(tǒng)系統(tǒng)與智能系統(tǒng)

研究傳統(tǒng)系統(tǒng)與智能系統(tǒng)可知，兩者存在的差別主要分為以下幾點(diǎn)：（1）智能控制系統(tǒng)是時(shí)代變遷新提出的內(nèi)容，而傳統(tǒng)控制技術(shù)也屬于其中的組成部分。智能控制系統(tǒng)能全面優(yōu)化系統(tǒng)控制，而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)只可以進(jìn)行單一管控。同時(shí)，智能控制系統(tǒng)的整體構(gòu)成要比普通系統(tǒng)看起來更加開放，因此可以在工作中展現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的信息處理技術(shù)，這也是普通控制系統(tǒng)達(dá)不到的。（2）智能控制作為一個(gè)融合多個(gè)學(xué)科和項(xiàng)目的技術(shù)，有關(guān)理論涉及信息學(xué)科、人工智能等內(nèi)容，對(duì)比之下歐通控制理論只包含單一的反饋控制理論。（3）智能控制技術(shù)可以在復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型中展現(xiàn)自身價(jià)值，而普通控制系統(tǒng)只能在單一現(xiàn)行任務(wù)中應(yīng)用。（4）智能控制系統(tǒng)可以自動(dòng)獲取所需內(nèi)容，而普通控制系統(tǒng)需要人工操控，輸入重要的信息數(shù)據(jù)。由此，在智能控制系統(tǒng)先進(jìn)性的影響，其得到了各行企業(yè)的認(rèn)可和應(yīng)用，不僅可以有效處理以往發(fā)展面臨的問題，而且能從中收獲更多工作經(jīng)驗(yàn)。

2機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用方向

2.1基于數(shù)控技術(shù)的智能控制

近年來我國技術(shù)的不斷發(fā)展，科技化水平的持續(xù)提升，使得數(shù)控技術(shù)的重要性也進(jìn)一步體現(xiàn)出來。為了保證技術(shù)應(yīng)用更加科學(xué)，不再局限于最基礎(chǔ)的人工操作控制，必須追求更加智能化的技術(shù)發(fā)展，建立起更加先進(jìn)的控制操作平臺(tái)。作為基于數(shù)字信息技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行控制一門技術(shù)，數(shù)控技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的機(jī)電一體化設(shè)備設(shè)計(jì)與制造過程中有廣泛應(yīng)用的，并且得到了較為理想的應(yīng)用成果。利用數(shù)字控制技術(shù)，能提升機(jī)械加工過程的效率與精準(zhǔn)性，進(jìn)而達(dá)成工作目標(biāo)，同時(shí)能保證加工作業(yè)規(guī)劃的合理性，在一定程度上模擬人類智能、完成智能編程、智能化數(shù)據(jù)管理等行為。要保證系統(tǒng)具備獨(dú)立運(yùn)算、識(shí)別及自我修復(fù)完善等多方面能力。借助對(duì)系統(tǒng)的智能化控制，提升系統(tǒng)整體運(yùn)作的安全性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工系統(tǒng)的柔性化、通用化，確保根據(jù)加工條件去進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換。當(dāng)前智能化的控制技術(shù)在我國汽車與軍事裝備制造業(yè)都有應(yīng)用，鑒于傳統(tǒng)的控制技術(shù)具有局限性，無法建立數(shù)學(xué)模型，而借助智能控制則能對(duì)數(shù)控加工的各個(gè)模塊進(jìn)行模糊控制，優(yōu)化加工模塊，除此之外，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能更快且更好的完成對(duì)加工系統(tǒng)的故障檢測(cè)與自動(dòng)參數(shù)設(shè)定等操作。對(duì)數(shù)控機(jī)床而言，智能控制的落實(shí)主要展現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）智能熱屏障。整合以往發(fā)展案例可知，機(jī)床在加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，而室溫變化會(huì)影響實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量，嚴(yán)重的誤差會(huì)影響整體工作效率。整合智能熱屏障控制技術(shù)，工作人員可以結(jié)合定位問題提出自動(dòng)補(bǔ)償，這樣不僅能減少誤差數(shù)值，而且可以提升實(shí)踐生產(chǎn)工作效率。（2）智能語音信息系統(tǒng)。智能控制下的數(shù)控機(jī)床不僅擁有全新的運(yùn)行方式，而且可以替換引用手動(dòng)操控。大部分情況下，工作人員會(huì)引用手動(dòng)操控的方式進(jìn)行機(jī)床生產(chǎn)，但在智能語音信息系統(tǒng)提出后，工作人員也可以進(jìn)行語音指導(dǎo)，這樣既可以保障每個(gè)環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量，又能提升整體生產(chǎn)工作效率，以此全面保障機(jī)床生產(chǎn)的工作安全。（3）智能安全屏障。在機(jī)床生產(chǎn)中，多個(gè)零部件都會(huì)產(chǎn)生碰撞，而結(jié)合智能控制構(gòu)建智能安全屏障，可以有效處理這一問題，并確保機(jī)床生產(chǎn)工作按安全。（4）智能振動(dòng)控制。由于機(jī)床生產(chǎn)中存在振動(dòng)現(xiàn)象，且會(huì)影響實(shí)際工作的準(zhǔn)確性，所以工作人員要結(jié)合智能振動(dòng)控制系統(tǒng)，全面管控振動(dòng)的頻率與幅度，只有這樣才能從基礎(chǔ)上減少不必要的問題，并由此提升數(shù)控機(jī)床加工水平。

2.2交流伺服系統(tǒng)中的智能控制

交流伺服系統(tǒng)主要是指基于同步及異步電機(jī)交流伺服系統(tǒng)所建立的一種綜合性系統(tǒng)，是機(jī)電一體化體系的關(guān)鍵構(gòu)成部分。步入21世紀(jì)后，隨著電子技術(shù)發(fā)展不斷加快，交流伺服系統(tǒng)的改革也不斷推進(jìn)，以保證系統(tǒng)機(jī)能更成熟。隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，市場(chǎng)也會(huì)逐步呈現(xiàn)更加多元化的發(fā)展趨勢(shì)。鑒于以電機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的電壓頻率控制方法以及開環(huán)磁通軌跡控制法都很難體現(xiàn)出優(yōu)秀的伺服特性。為保證伺服的智能控制優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)，多利用動(dòng)態(tài)解耦數(shù)學(xué)模型矢量控制方法去達(dá)成目標(biāo)。將智能控制引入交流伺服系統(tǒng)與現(xiàn)代交流伺服控制理論方法融合起來，以保證伺服的性能得到優(yōu)化。除此之外，還要利用模糊控制算法保證系統(tǒng)性能，確保系統(tǒng)能更快傳遞信息，更快產(chǎn)生反應(yīng)。

2.3建筑工程領(lǐng)域

該領(lǐng)域內(nèi)智能控制的應(yīng)用有兩個(gè)方面：一是照明通信系統(tǒng);二是空調(diào)系統(tǒng)。我們當(dāng)前已步入智能化時(shí)代，智能建筑蓬勃發(fā)展，因而對(duì)上述系統(tǒng)的運(yùn)用極為必要。就照明通信系統(tǒng)而言，又可分為通信與照明系統(tǒng)，前者表示建筑內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通訊，經(jīng)由控制器對(duì)所有用戶通訊線路加以控制、監(jiān)測(cè)，若滋生故障，可對(duì)線路有效檢修與維護(hù)，確保通訊系統(tǒng)的應(yīng)用更為便捷、可靠;后者表示對(duì)建筑內(nèi)的照明有效控制，控制內(nèi)容為照明區(qū)域、時(shí)間等。就空調(diào)系統(tǒng)的智能控制而言，具體經(jīng)由比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)這一手段對(duì)四季溫度進(jìn)行模擬，且對(duì)空調(diào)風(fēng)閥實(shí)施智能化調(diào)節(jié)，以此對(duì)建筑內(nèi)空氣質(zhì)量予以改善，并縮減能源耗損。

2.4機(jī)器人領(lǐng)域

機(jī)器人存在多元特性，最為明顯的即非線性、時(shí)變性、耦合性，此類特征多經(jīng)由機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)所體現(xiàn)，且于其控制參數(shù)系統(tǒng)內(nèi)，機(jī)器人存在多邊變性與多任務(wù)性，此類特征對(duì)智能控制的運(yùn)用大有裨益。依照當(dāng)前的技術(shù)與發(fā)展而言，機(jī)器人領(lǐng)域中智能控制的運(yùn)用如下：對(duì)機(jī)器人運(yùn)行軌跡、路徑等加以控制;對(duì)機(jī)器人手臂姿態(tài)、動(dòng)作實(shí)施智能控制;對(duì)專家控制系統(tǒng)合理運(yùn)用，構(gòu)建機(jī)器人運(yùn)動(dòng)環(huán)境模型，且對(duì)其監(jiān)測(cè)、定位等;對(duì)傳感器信息融合以及視覺處理實(shí)施智能控制。

結(jié)語

機(jī)電一體化系統(tǒng)作為各行企業(yè)發(fā)展的重要組成部分，決定了實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度和整體工作安全。因此，在新時(shí)代背景下，機(jī)電一體化系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)預(yù)期發(fā)展目標(biāo)，必須要認(rèn)識(shí)到智能控制在系統(tǒng)中占據(jù)的地位，并注重整合實(shí)踐發(fā)展需求全面落實(shí)，只有這樣才能充分展現(xiàn)自身應(yīng)用價(jià)值，從而加快機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展步伐?，F(xiàn)階段，智能技術(shù)已經(jīng)得到各行企業(yè)發(fā)展的關(guān)注和應(yīng)用，這對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展而言具有積極作用。

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