機電一體化技術在智能制造中的發(fā)展與應用

周光進

摘要：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，人們對商品服務能力的要求也越來越高，這使智能控制逐漸成為了現(xiàn)代制造業(yè)的主流，同時也成為了工業(yè)化發(fā)展的主要趨勢。智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用主要涉及到機械制造、機器人、機床、交流伺服、數控領域、設備裝置等方面，隨著智能控制技術的不斷發(fā)展，也為機電一體化系統(tǒng)帶來了更多樣性的功能，與此同時讓難度的控制也在不斷提升。本文就智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用進行分析，提出幾點建議，以供參考。

一.智能控制特點及主要方法

智能控制技術簡單來說就是無人操作實現(xiàn)設備正常運行，自動化糾正，智能化生產，自動控制技術和計算機技術是其核心控制手段，并以此為基礎，實現(xiàn)智能化生產，主要指機電一體化設備在無人操作的情況下依然可以不受外界環(huán)境因素的影響正常工作。智能化技術在多個學科均有涉獵，是古典控制理論與現(xiàn)代控制理論的有機融合，包括運籌學、信息論、人工智能等多個學科的知識，打破了傳統(tǒng)控制模式的局限性，實現(xiàn)對復雜工作任務的有效控制，保證設備在復雜環(huán)境或者不確定工作因素下依然擁有十分優(yōu)秀的問題處理能力，降低了環(huán)境因素對設備和系統(tǒng)產生的影響，滿足了人們對多目標、多樣性的機電設備的控制需要， ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 提升了企業(yè)的生產效率。智能控制技術的發(fā)展進程主要是從函數傳遞逐漸引入智能控制理論以形成現(xiàn)代的智能控制技術，實現(xiàn)對復雜任務的處理，為機電一體化系統(tǒng)的智能控制帶來新的發(fā)展方向。

二.機電一體化的概況

1.機電一體化的產生計算機技術與微處理技術的創(chuàng)新發(fā)展，催生機電一體化技術，實現(xiàn)電子、機械、計算機和控制等技術的完美融合，并且這一高新技術隨著科學技術的發(fā)展而發(fā)展。未來，機電一體化朝著智能化、模塊化、集成化和網絡化的方向發(fā)展，借助人工智能技術，實現(xiàn)機電一體化的模擬與決策功能，實現(xiàn)對工業(yè)生產線上生產工藝的自動化操控，對機械設備和電氣設備實現(xiàn)智能化控制。此外，機電一體化技術將遠程監(jiān)視技術和遠程控制技術應用到具體實踐中，對傳統(tǒng)生產和制造模式實現(xiàn)突破，推動工業(yè)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

2.機電一體化技術的特點關于機電一體化技術的特點主要包括三個方面：整體結構最優(yōu)化。機電一體化將傳統(tǒng)機械產品增加機械機構來改進使用功能轉變?yōu)槭褂糜嬎銠C軟件就可以控制和調節(jié)機械功能，實現(xiàn)整體結構的最優(yōu)化。操作性能柔性化。在機電一體化中計算機是一個重要組成部分，在機電一體化系統(tǒng)中引入計算機技術實現(xiàn)系統(tǒng)的高效運行，無須改變硬件結構，就可以通過調整軟件提升工業(yè)生產的效率，確保生產安全性。系統(tǒng)控制智能化。革新傳統(tǒng)機械變人工操作為計算機電子系統(tǒng)控制，實現(xiàn)信息檢測、處理、修改和診斷記錄的自動化，提高系統(tǒng)的運行高效性。

三.智能控制技術在機電一體化設備中的具體應用

1.智能控制在電子互感器的應用

在電力設備智能化發(fā)展背景下，合理性應用技術體系建立更加系統(tǒng)化的設備監(jiān)督維護機制，對于全面推進智能化發(fā)展具有非常重要的意義和價值，也是維護電力設備自動化的根本。尤其是電子式互感器的應用，能一定程度上解決了傳統(tǒng)互感器運行過程中的飽和問題、鐵磁諧振問題等，并且從環(huán)保管理的角度出發(fā)，有效將環(huán)保理念、節(jié)能理念以及以人為本的理念進行融合和升級，積極建構系統(tǒng)化運維管理機制。需要注意的是，在電子式互感器應用項目中，因為設備運行范圍和價值的不斷擴大，能科學化實現(xiàn)經濟效益、社會效益、環(huán)保效益的三位一體管理框架，實現(xiàn)電力設備智能化的全面和諧化發(fā)展。

2.智能控制在建筑工程方面應用

在建筑工程方面應用智能控制，通常體現(xiàn)在照明通信系統(tǒng)方面以及空調系統(tǒng)方面，伴隨社會經濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的日益提升，愈發(fā)注重于生活質量。所以，智能建筑在此情況下也一度受到人們的青睞與喜愛，智能建筑工程主要是利用智能控制技術，來控制建筑工程的，運用最普遍的就是照明通信系統(tǒng)以及空調系統(tǒng)這兩種。其中照明通訊系統(tǒng)主要是指小區(qū)內的互聯(lián)網通訊。利用控制器去檢測每名用戶的通訊線，若產生故障，則能夠在第一時間加以維修。照明系統(tǒng)主要是指實時控制，建筑照明在控制期間，通常是控制照明區(qū)域，時間邏輯以及節(jié)能燈等諸多方面，再者就是控制空調系統(tǒng)，在控制空調系統(tǒng)時通常是利用調節(jié)器閉環(huán)的形式來模擬溫度，并智能調節(jié)空調風閥，這樣則利于增強空氣質量，也利于節(jié)約能源。

3.智能控制在機器人領域的應用

隨著信息技術和科學手段的不斷發(fā)展，對智能家居和智能機器人提出的要求越來越高，使機器人的運動更加復雜，涉及到了時變、非線性等問題。在機器人的智能控制中，對其運動姿態(tài)的有效控制也涉及到了多個方面，智能控制技術對機器人的信息處理、環(huán)境適應和自主學習等都有著十分重要的作用，解決了機器人在運動姿態(tài)的控制過程中出現(xiàn)的一系列問題，使機器人可以適應更加復雜的口令和運動。從機器人的發(fā)展角度來講，智能控制技術的發(fā)展為機器人領域帶來了重大突破，使許多構想逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實，同時，也正是機器人在發(fā)展的過程中所遇到的控制問題推動了智能控制技術的進步，二者之間是相輔相成，相互成就的關系。

4.智能控制在自動生產和自動器械應用

自動生產線和自動器械是機電一體化技術在智能制造領域中應用的一種具體表現(xiàn)，自動化生產控制技術極大范圍地運用了人機界面控制裝置、可編程序控制裝置、光電控制系統(tǒng)和傳感器。以最基本的飲料生產線、印刷包裝生產線為例，均運用到了自動化生產控制技術。使用計算機技術，技術人員將數控機床、倉庫等等生產環(huán)節(jié)，都加入計算機技術，完善生產過程，保證最大程度上完成相關部門多提出的生產要求，提高生產效率，這種方法更加適合小型商品，能夠很很好完成小型商品所具備種類多、更新快的特點。智能制造還能完成商品的統(tǒng)一，對于部分機電商品進行標準化處理，根據提前設置好的生產要求，對生產線進行控制，嚴格按照規(guī)定進行，更準確完成產品生產，生產過程也可以實現(xiàn)自動化管理。

5.智能控制在煤礦企業(yè)中的應用

在煤礦企業(yè)中，機電一體化技術主要用于地下開采作業(yè)。因為作業(yè)在地面以下，對工人的人身安全造成了很大的威脅。機電一體化技術的應用，可以讓井下作業(yè)實現(xiàn)自動化、機械化，既能提高工作效率，又能保障工人的安全，因此，井下機器人的智能化操作已成為煤礦行業(yè)的發(fā)展趨勢。

6.智能控制在數控生產過程中應用

機電一體化技術，有助于提高機械加工的精確度和高效性，近年來機電一體化在機械制造領域被高度重視和關注，提高機械制造配件的精確度，提升效率，促進我國工業(yè)水平的快速提高和發(fā)展。

結語：

總而言之，智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的運用十分重要和必要，有助于提升企業(yè)生產效率、質量及安全，并能夠降低一定的能源消耗，產出了十分巨大的價值。目前來講，智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的運用，主要表現(xiàn)在機械制造、數字控制、機器人以及建筑工程等領域，所關聯(lián)到的技術結構相當豐富。作者希望學術界大家持續(xù)關注智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的運用發(fā)展，并結合當前階段的技術發(fā)展水平及實際生產生活需求，提出更多有效性建議，使之產出更大價值效能，為人類社會發(fā)展做貢獻。

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