智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

宋小嬌

摘要：隨著工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已經(jīng)在難以實(shí)現(xiàn)良好的效果，無法準(zhǔn)確的控制。而智能控制技術(shù)手段的不斷發(fā)展為解決機(jī)電一體化系統(tǒng)控制問題帶來了新的契機(jī)，傳統(tǒng)的機(jī)電一體化設(shè)備一般適用于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的線性設(shè)備，而現(xiàn)階段的機(jī)電一體化設(shè)備已經(jīng)在非線性、結(jié)構(gòu)多變、時(shí)變等環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用，這為電子控制技術(shù)增大了難度。智能控制技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化設(shè)備控制注入了新的活力，越來越多的機(jī)電一體化設(shè)備融入了智能控制技術(shù)，并充分的展現(xiàn)了其優(yōu)秀的控制效果，成為社會(huì)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能控制;機(jī)電一體化;應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TD65

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

智能控制一種機(jī)器自動(dòng)化技術(shù)，在無人操作的情況下應(yīng)用機(jī)器來控制設(shè)備運(yùn)行。智能控制的發(fā)展已經(jīng)有百年的歷史，并且應(yīng)用在各行各業(yè)中。機(jī)電一體化是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的重要技術(shù)，智能控制和機(jī)電一體化完美的結(jié)合，可以最大程度完善設(shè)備，在設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上提高運(yùn)行系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。

1智能控制系統(tǒng)類別形式

智能控制系統(tǒng)實(shí)際上是一種多項(xiàng)控制技術(shù)。智能控制的順利運(yùn)行主要是依賴于各種不同的智能控制系統(tǒng)展開操作，以構(gòu)建出混合、集成的控制系統(tǒng)在智能系統(tǒng)中許多智能技術(shù)才能得到充分運(yùn)用，當(dāng)前采取的智能控制系統(tǒng)如下所述：

1.1分級(jí)控制系統(tǒng)

分級(jí)控制又稱“分級(jí)遞階智能控制”，該控制的運(yùn)行主要依靠自適應(yīng)控制、自組織控制等前提條件。在分級(jí)遞階智能控制中涉及到3個(gè)方面，即：組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)、執(zhí)行級(jí)，每個(gè)級(jí)都有自己的作用。

1.2學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)

學(xué)習(xí)系統(tǒng)是通過對(duì)認(rèn)知事物內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分辨認(rèn)知，進(jìn)行調(diào)整后，使其表現(xiàn)良好的運(yùn)行效果，這一過程利用了對(duì)信號(hào)的接受處理功能，并對(duì)接受數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。除了可以預(yù)測(cè)的信息，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)還可以對(duì)非預(yù)測(cè)性信息進(jìn)行控制。

1.3專家控制系統(tǒng)

專家控制系統(tǒng)是把專業(yè)的人的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，輸入在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)輸入得準(zhǔn)確信息加上技能得融合，該系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的情況進(jìn)行程序指令，運(yùn)行系統(tǒng)。在專家控制系統(tǒng)中，理論知識(shí)體系巨大，這就為只智能系統(tǒng)在處理問題時(shí)起到典范作用，讓處理過程更合理，處理結(jié)果使人更滿意。

1.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是目前運(yùn)用最多的控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)從名字就可以看出來，是模仿真人的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)造，這種結(jié)構(gòu)形式具有人類的神經(jīng)系統(tǒng)的框架，比如神經(jīng)細(xì)胞或者人工神經(jīng)元等構(gòu)成的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)屬于當(dāng)今技術(shù)研究上的新課題新內(nèi)容。

2智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)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)，可以更好的完成人機(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)確的建立數(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)用就可以很輕松的解決這些問題，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智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用

機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要組成部分，且隨著智能制造理念的提出，機(jī)電一體化設(shè)備也正逐漸取代人工操作設(shè)備而廣泛應(yīng)用到制造業(yè)中。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論和加工工藝融為一體，并在智能控制手段下，共同構(gòu)成了新型的機(jī)械制造技術(shù)，也被稱之為智能制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)其主要特點(diǎn)就是利用計(jì)算機(jī)代替人工操作而進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作，完善人腦在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的漏洞和缺陷，發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?yōu)勢(shì)。在這一過程中，智能控制技術(shù)主要是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和模糊數(shù)學(xué)理論來對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過程進(jìn)行建模，確保整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境和流程的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，最大限度的降低成本，滿足社會(huì)需要，保證產(chǎn)品性能的最優(yōu)化。

2.3機(jī)器人

在科技高速發(fā)展的背景下，智能技術(shù)逐漸完善，在機(jī)器人中應(yīng)用智能控制技術(shù)后，機(jī)器人的行動(dòng)更加便捷，對(duì)機(jī)器人行走、視覺、動(dòng)作與姿態(tài)等方面的控制更加精確。行走控制主要是分析機(jī)器人行走路線，通過大量的數(shù)據(jù)掌握行動(dòng)規(guī)律，并借助精密的計(jì)算，減小運(yùn)行誤差，合理規(guī)劃行動(dòng)路線;以往智能機(jī)器人的動(dòng)作姿態(tài)并不豐富，同時(shí)無法按照預(yù)期指定的移動(dòng)路線行走，但是在智能控制技術(shù)下，機(jī)器人可以在運(yùn)行狀態(tài)中不斷調(diào)整參數(shù)，使運(yùn)行軌跡更為精確;智能機(jī)器人視覺控制是基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)成立的，在傳感器等元件的輔助下，收集智能機(jī)器人內(nèi)部信息，并通過計(jì)算功能，處理智能機(jī)器人獲得的外部環(huán)境信息。

2.4交流伺服系統(tǒng)

在交流伺服系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)，可以強(qiáng)化機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作性能，提升設(shè)備的控制能力，同時(shí)還可以優(yōu)化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)服務(wù)等。交流式服務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行涉及很多算法，計(jì)算數(shù)據(jù)非常龐大，同時(shí)還需要整合動(dòng)態(tài)參數(shù)信息以及負(fù)載情況，這些都會(huì)在一定程度上影響電機(jī)一體化系統(tǒng)的表現(xiàn)，使其工作性能存在一定的不確定性。除此之外，非線性因素、交流電控也會(huì)在一定程度上影響機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行表現(xiàn)，為了保證設(shè)備能夠按照規(guī)定的路線運(yùn)行，提升控制能力，需要構(gòu)建完善的數(shù)學(xué)模型，提升參數(shù)的精準(zhǔn)性。將智能控制技術(shù)應(yīng)用于交流伺服系統(tǒng)，可以提升算法的精確度，構(gòu)建更為精準(zhǔn)的性能指標(biāo)。

2.5智能控制在設(shè)備裝置中的應(yīng)用

智能控制技術(shù)在設(shè)備裝置中的應(yīng)用主要是在家庭智能設(shè)備和企業(yè)智能設(shè)備之中。如今企業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)的產(chǎn)品越來越先進(jìn)，成本也越來越高，這為企業(yè)的生產(chǎn)過程增大了難度。而智能化控制設(shè)備可以對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加科學(xué)專業(yè)的處理，這更有助于企業(yè)降低生產(chǎn)的成本，提高生產(chǎn)效率，擴(kuò)大企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，從而提升企業(yè)在行業(yè)中的核心競(jìng)爭力。家庭智能設(shè)備主要是利用網(wǎng)絡(luò)線路和控制器的連接實(shí)現(xiàn)智能家居環(huán)境，其中比較代表性的就是小米之家。

3結(jié)束語

總而言之，伴隨市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)注重完善內(nèi)容，積極進(jìn)行轉(zhuǎn)型。在此背景下，智能控制技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，通過運(yùn)用該技術(shù)利于解決運(yùn)用機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)所遇到的諸多難題，同時(shí)也利于減少腦力勞動(dòng)與體力勞動(dòng)，從而推動(dòng)我國機(jī)電一體化系統(tǒng)的飛躍式發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文洪.智能控制及其應(yīng)用綜述[J].重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，18（3）：276-281.

[2]龐曉靜.復(fù)合智能控制在交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)雜志，2004（1）：56-58.

[3]張士榮.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（10）：15+17.