智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

曹永輝

摘 要 近年來，我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程有了很大進(jìn)展，對(duì)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛。智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用主要涉及機(jī)械制造、機(jī)器人、機(jī)床、交流伺服、數(shù)控領(lǐng)域、設(shè)備裝置等方面，隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，也為機(jī)電一體化系統(tǒng)帶來了更多樣性的功能，與此同時(shí)也帶來了控制難度的不斷提升。本文就智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，提出幾點(diǎn)建議，以供參考。

關(guān)鍵詞 智能控制;機(jī)電一體化;應(yīng)用分析

引言

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用越發(fā)普范，并對(duì)提高產(chǎn)出效率及安全發(fā)揮了重要作用。尤其是隨著工業(yè)產(chǎn)品附加值的不斷增加，其產(chǎn)品精度的要求越來越高，加速了工業(yè)生產(chǎn)流程的復(fù)雜化，并對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)功能提出了更高要求。事實(shí)上，傳統(tǒng)工業(yè)控制技術(shù)已難滿足該類需求，而智能控制技術(shù)的發(fā)展，則發(fā)揮了重要的運(yùn)用價(jià)值，有效降低了人為因素的影響，并為復(fù)雜設(shè)備的控制問題提供了新的解決方式，使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能表現(xiàn)更佳。

1智能控制與機(jī)電一體化系統(tǒng)簡(jiǎn)述

智能控制主要是指在并不具備人為干預(yù)的情況下可自主對(duì)智能機(jī)器加以驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)成對(duì)目標(biāo)實(shí)施自動(dòng)控制的一種技術(shù)。通俗來講，通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬大腦，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能控制?，F(xiàn)如今，智能控制為一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)，其運(yùn)用范圍也是較為廣泛，具備不可替代的作用。在機(jī)電一體化系統(tǒng)之中，存在諸多控制目標(biāo)與任務(wù)，所存在的控制目標(biāo)與任務(wù)均是運(yùn)用以往的控制方式來進(jìn)行的，因此，在運(yùn)用過程中，所存在的不便因素非常多，而通過運(yùn)用智能控制，則恰好利于解決其中問題，讓機(jī)電一體化系統(tǒng)在操作期間能夠變得更為便利與簡(jiǎn)單，且也能夠高效、高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，做好控制任務(wù)[1]。對(duì)控制系統(tǒng)而言，以往控制僅僅為控制系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的一項(xiàng)環(huán)節(jié)。智能控制主要是以諸多學(xué)科彼此交叉所構(gòu)成的，在諸多的學(xué)科之中，最關(guān)鍵的學(xué)科為運(yùn)籌學(xué)，自動(dòng)控制學(xué)以及信息論等，相較于以往的控制技術(shù)，智能控制所具備的優(yōu)勢(shì)特征更為顯著，其特征主要包含自尋優(yōu)特征，高層控制特征，變結(jié)構(gòu)特征，非線性特征等諸多特征。智能控制屬于新型技術(shù)，也為一項(xiàng)邊緣交叉學(xué)科，其在運(yùn)用期間符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求，利于滿足相關(guān)目標(biāo)需求。智能控制通常被劃分為組合智能系統(tǒng)，集成控制系統(tǒng)，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)，分級(jí)遞階控制系統(tǒng)，以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。機(jī)電一體化系統(tǒng)也被稱作機(jī)械電子學(xué)，其主要是指微電子技術(shù)，信息技術(shù)，傳感器技術(shù)，機(jī)械技術(shù)，接口技術(shù)以及電子技術(shù)等諸多技術(shù)實(shí)施有效融合，進(jìn)而構(gòu)建的一種機(jī)電一體化系統(tǒng)，且目前機(jī)電一體化系統(tǒng)在生活之中的運(yùn)用也愈發(fā)廣泛，機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括感知組成，結(jié)構(gòu)組成，運(yùn)動(dòng)組成以及智能組成這四點(diǎn)組成要素。

2智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)備中的應(yīng)用

2.1 在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前階段，數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，并作為主流生產(chǎn)方式，具有高速、高效率、高準(zhǔn)確性的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可以使設(shè)備自主對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工和處理，通過軟件的編程更高速可靠，減小了人為因素在操作過程中的干擾。自動(dòng)控制技術(shù)在處理系統(tǒng)中的應(yīng)用最主要的是體現(xiàn)在對(duì)知識(shí)的處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的自主決策，對(duì)所要加工的產(chǎn)品自主完成路徑的規(guī)劃，甚至可以自主完成學(xué)習(xí)，可以更好地完成人機(jī)之間的交互與通信。數(shù)控系統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)要求越來越高，傳統(tǒng)的控制方式和理論已經(jīng)難以達(dá)到有效的效果，在運(yùn)行過程中往往需要多模塊并行，傳統(tǒng)的控制技術(shù)無法準(zhǔn)確建立數(shù)學(xué)模型，使設(shè)備在運(yùn)行的過程中對(duì)很多信息都無法確定。而智能控制技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的有效應(yīng)用就可以很輕松地解決這些問題，可以利用智能控制技術(shù)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)區(qū)域模塊進(jìn)行模糊控制，以達(dá)到更好的控制效果。而且在數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，這一技術(shù)的有效應(yīng)用更好地完善了插補(bǔ)計(jì)算和自適應(yīng)能力，使數(shù)控設(shè)備在進(jìn)行零件加工過程中更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件細(xì)節(jié)位置的增益調(diào)節(jié)[2]。

2.2 機(jī)器人

機(jī)器人可視作是智能化的機(jī)械裝備，具有超強(qiáng)的計(jì)算能力、辨識(shí)能力以及執(zhí)行能力等，并且表現(xiàn)出了非線性、時(shí)變性、耦合性等多元特性，普遍集中在動(dòng)力系統(tǒng)中，是智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中運(yùn)用的典型產(chǎn)物。具體而言，智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的運(yùn)用，有效解決了其在運(yùn)動(dòng)姿態(tài)中的系列問題，如結(jié)合精密的計(jì)算，掌握和規(guī)劃其行動(dòng)路線，并附帶上了一定的自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)于復(fù)雜信息的處理更加智能，因而得到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，通過智能控制技術(shù)運(yùn)用與機(jī)器人的視覺系統(tǒng)相連，使之通過自帶傳感器來感應(yīng)周邊事務(wù)，并躲避障礙物，使之動(dòng)作看起來更加協(xié)調(diào)、穩(wěn)定，一定程度上解決了人工勞動(dòng)量大、效率低等問題。除卻上述部分，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用還表現(xiàn)為通過專家建模、運(yùn)動(dòng)控制等機(jī)器人系統(tǒng)，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.3 智能控制在機(jī)械制造方面應(yīng)用

機(jī)械制造為機(jī)電一體化系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，對(duì)現(xiàn)階段的機(jī)械制造技術(shù)而言，應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)為結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能控制技術(shù)，讓機(jī)械制造技術(shù)能夠漸漸變得智能起來，該技術(shù)的智能化的本質(zhì)目標(biāo)在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬人腦，讓其能夠替代一些腦力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人類制造機(jī)械的整個(gè)階段。在智能控制的機(jī)械制造期間，一方面是以智能控制來借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而后對(duì)機(jī)械制造的真實(shí)狀況實(shí)施動(dòng)態(tài)模擬。另一方面是借助傳感器相關(guān)技術(shù)處理相關(guān)信息，并且也能夠及時(shí)修改控制模式之中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與參數(shù)，在機(jī)械制造方面對(duì)智能控制的運(yùn)用主要包括智能傳感器，智能檢測(cè)，智能診斷以及智能學(xué)習(xí)等諸多方面，可見，在機(jī)械制造期間務(wù)必要良好運(yùn)用智能控制技術(shù)，以提高機(jī)械制造整個(gè)階段的效果，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的重要目標(biāo)[3]。

3結(jié)束語

綜上所述，智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用將會(huì)是推動(dòng)我國(guó)機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久發(fā)展的持久原動(dòng)力，盡管傳統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)暴露出越來越多的問題和弊端，但是，智能控制技術(shù)并沒有徹底摒棄傳統(tǒng)的控制技術(shù)，而是在保留原有控制技術(shù)的基礎(chǔ)之上融合了當(dāng)前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這也會(huì)是未來我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)智能技術(shù)的主流發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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