機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用探究

商健

【摘 要】現(xiàn)如今，智能技術(shù)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分。而對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)而言，將智能控制技術(shù)引入其中，就能夠有效地提升其工作的效率。近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展也越來(lái)越快。而將智能控制技術(shù)引入到機(jī)電一體化系統(tǒng)中，對(duì)于我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;系統(tǒng);智能控制;應(yīng)用

引言

機(jī)電一體化模式的綜合程度較高，內(nèi)部具有動(dòng)力、傳感、驅(qū)動(dòng)等多個(gè)模塊。其中傳感模塊能夠完成數(shù)據(jù)信息的采集和輸送，有效測(cè)定系統(tǒng)運(yùn)行過程中的工況情況，經(jīng)由處理后既可獲取到對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)。動(dòng)力模塊作為系統(tǒng)運(yùn)行過程中不可或缺的能源供給，可以對(duì)傳感模塊發(fā)送的控制參數(shù)進(jìn)行分析，為系統(tǒng)提供可靠的動(dòng)力支撐。如果裝置動(dòng)力無(wú)法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)自動(dòng)測(cè)定造成動(dòng)力不足的根本因素，并及時(shí)處理。此外，驅(qū)動(dòng)模塊也是機(jī)電一體化系統(tǒng)中最為核心的環(huán)節(jié)，主要含有電氣控制系統(tǒng)、主控設(shè)備以及相關(guān)配件，能夠?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定穩(wěn)固基礎(chǔ)。

1.機(jī)電一體化技術(shù)概述

1.1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程

我國(guó)針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)，在研究與實(shí)踐上，已經(jīng)經(jīng)過了較長(zhǎng)時(shí)間。但是這種實(shí)踐理念卻并未在一開始就有，最初機(jī)電一體化技術(shù)僅被當(dāng)作技術(shù)層面的理念，未能和機(jī)械電子領(lǐng)域相結(jié)合，這樣就導(dǎo)致在實(shí)際機(jī)械生產(chǎn)中，將機(jī)械與電子分成兩個(gè)獨(dú)立個(gè)體，未能充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)普及程度的增強(qiáng)，信息技術(shù)也為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力，賦予了更多發(fā)展可能，也讓機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中逐漸廣泛，使智能制造概念深入人心?，F(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)主要包含以下幾種技術(shù)：首先，傳感技術(shù)，主要是在電氣設(shè)備與機(jī)械設(shè)備旁邊安裝傳感器，完成實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控信息的任務(wù)，從而使操控人員對(duì)數(shù)據(jù)的全面性了如指掌;其次，信息處理技術(shù)，可以增加管理機(jī)電信息的科學(xué)性，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析與計(jì)算，針對(duì)性調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到自動(dòng)化處理設(shè)備信息的目的;最后，自動(dòng)控制技術(shù)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)控制要求，致力于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建與完善，基于PID閉環(huán)控制原理控制機(jī)電設(shè)備，加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備管理的科學(xué)性[1]。

1.2機(jī)電一體化應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.2.1模型優(yōu)勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)模型優(yōu)勢(shì)較為明顯，首先應(yīng)對(duì)其進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，明確功能結(jié)構(gòu)，通過敏感性較強(qiáng)的電子元器件功能模塊，加強(qiáng)傳輸與處理數(shù)據(jù)的能力。與此同時(shí)，還能強(qiáng)化控制系統(tǒng)的可編寫性，使應(yīng)用范圍不會(huì)受到較大限制。這也使智能制造在模型控制上保持最新，促進(jìn)了非固定結(jié)構(gòu)模型參數(shù)的智能化發(fā)展，指明了智能控制未來(lái)發(fā)展方向。

1.2.2交換優(yōu)勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)相較傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，靈敏度與控制性能更好，而且具備較強(qiáng)處理數(shù)據(jù)的能力。與智能制造相結(jié)合，可以提高處理數(shù)據(jù)的效率，提高信息交換的安全性。這種交換優(yōu)勢(shì)，有效突破了技術(shù)困境，避免了處理制造信息低效率的問題，防止因信息交換出現(xiàn)的系統(tǒng)癱瘓崩潰問題，有效保障了數(shù)據(jù)完整性，提升了系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

1.2.3控制優(yōu)勢(shì)

控制優(yōu)勢(shì)主要集中于兩方面，首先，擴(kuò)大智能控制范圍，可以提升智能制造線性與非線性控制的精準(zhǔn)程度，控制能力的提升，可以提升控制與制造系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，提升系統(tǒng)管理的高效性;其次，智能控制可以防止信息因傳統(tǒng)控制，出現(xiàn)失真與不完整問題，或者受到過多因素的干擾。除此之外，智能制造在結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)之后，可以借助微電腦的可編模塊與記憶功能，實(shí)現(xiàn)控制的較高精度與質(zhì)量，提升整體性能與效率。

2.機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

2.1智能控制的應(yīng)用

應(yīng)用于GPS機(jī)械系統(tǒng)：目前，國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能不斷提升，完善度越來(lái)越高。智能控制技術(shù)也逐步融入到機(jī)械生產(chǎn)之中，顯著提升了工作效率。期望更好的達(dá)成預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步融合智能控制技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)。例如，機(jī)械系統(tǒng)中的GPS模塊，可以利用信息技術(shù)有效采集數(shù)據(jù)，并完成數(shù)據(jù)分析整合，通過表格模式為系統(tǒng)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐[2]。如果可以將GPS模塊和智能控制深度結(jié)合，就可以提高GPS模塊的運(yùn)行性能，諸如消防體系中的GPS警報(bào)模塊以及GPS遠(yuǎn)程控制組件，能夠?yàn)橄到y(tǒng)安全運(yùn)行提高保障。大規(guī)模機(jī)械生產(chǎn)需要機(jī)械設(shè)備具有較高的運(yùn)行效率，此時(shí)融入 GPS 智能模塊，便可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操控任務(wù)，進(jìn)一步提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。應(yīng)用于機(jī)械制造生產(chǎn)：機(jī)械制造作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，融合智能控制和信息技術(shù)，均可以為生產(chǎn)制造搭建出穩(wěn)定可靠的工作環(huán)境。對(duì)于實(shí)際的機(jī)械制造來(lái)說(shuō)，應(yīng)用智能控制后，可以打破原有的人工操作方式，轉(zhuǎn)變成智能控制模式，顯著提升生產(chǎn)效率，同時(shí)也能夠降低人工成本的投入和技術(shù)人員的工作負(fù)擔(dān)。對(duì)于制造過程中涉及的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，能夠有效處理分析，通過技術(shù)報(bào)告為操作人員提供數(shù)據(jù)參考。根據(jù)報(bào)告中的數(shù)據(jù)資料能夠有效完成模擬任務(wù)，從而保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

2.2增強(qiáng)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的控制智能特性

完善機(jī)電機(jī)械系統(tǒng)：該系統(tǒng)和機(jī)電一體化的發(fā)展具有緊密關(guān)聯(lián)，其中機(jī)械設(shè)備的性能參數(shù)直接影響到機(jī)電一體化系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作并確定最佳路徑。期望提高機(jī)械系統(tǒng)的完善度，不僅需要優(yōu)化機(jī)械組件質(zhì)量，還要把控好傳動(dòng)裝置的各個(gè)零部件，保證機(jī)械精度符合要求且結(jié)構(gòu)最優(yōu)。操作人員實(shí)際進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)的架構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)著重把控傳動(dòng)模塊的精度指標(biāo)，進(jìn)一步提高機(jī)械系統(tǒng)的效率。整體來(lái)看，機(jī)電一體化系統(tǒng)經(jīng)由智能改造后，可以更好地將智能控制的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，節(jié)約人力資源，降低能源消耗。優(yōu)化相關(guān)技術(shù)：在機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，傳感技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其能夠完成系統(tǒng)質(zhì)量的有效測(cè)定。根據(jù)傳感設(shè)備的檢測(cè)數(shù)據(jù)，整合系統(tǒng)工況參數(shù)，為機(jī)電系統(tǒng)的技術(shù)人員提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。融合智能控制技術(shù)以后，可以提高傳感性能，有效抵御外部環(huán)境的干擾并提升檢測(cè)靈敏度。

2.3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)在構(gòu)建過程中需要把控好一些重要環(huán)節(jié)，特別是機(jī)械制造部分，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能控制有效融為一體架構(gòu)出先進(jìn)的機(jī)械制造模式，朝著智能化趨勢(shì)邁進(jìn)。通過高效的計(jì)算機(jī)計(jì)算方式替換傳統(tǒng)模式中的腦力分析，仿照人類操作完成對(duì)應(yīng)的機(jī)械制造任務(wù)，實(shí)現(xiàn)最終的產(chǎn)品制造[3]。

2.4智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著中國(guó)科學(xué)水平的不斷提升，各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)提出了更高的運(yùn)行目標(biāo)，不僅要求系統(tǒng)達(dá)到更多的功能任務(wù)，還要求其可以進(jìn)一步延展，完成更多的仿真模擬功能，由此來(lái)推動(dòng)數(shù)控技術(shù)快速前行，實(shí)現(xiàn)智能測(cè)控、構(gòu)建智能信息庫(kù)以及智能程序搭建的目標(biāo)，將智能控制技術(shù)真正融入到機(jī)電一體化系統(tǒng)中可以順利完成以上任務(wù)。比如說(shuō)借用專家系統(tǒng)可以處理數(shù)控體系中的綜合異常，如無(wú)法有效確定和結(jié)構(gòu)不清晰的控制算法等。

2.5智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用過程中具有諸多優(yōu)勢(shì)，尤其是能夠完成多元化任務(wù)要求，能夠有效實(shí)現(xiàn)智能控制的目標(biāo)。目前將智能控制和機(jī)器人相結(jié)合的方式有以下幾種：智能完成視覺處理和傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)處理功能;智能測(cè)定機(jī)器人位姿數(shù)據(jù);智能控制機(jī)器人的行進(jìn)路線等。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代科技飛速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也越來(lái)越成熟，所以在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。將智能控制技術(shù)引入機(jī)電一體化系統(tǒng)中，不僅能夠很好的改善人的生活環(huán)境，而且對(duì)于社會(huì)的發(fā)展也具有十分重要的促進(jìn)作用。

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[3]何連洋，付宏偉，臧毅 . 智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用[J]. 中外企業(yè)家，2019，631（05）：128.

（作者單位：鄂爾多斯市濱海金地運(yùn)營(yíng)管理有限公司）