智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

(華北水利水電大學(xué)機(jī)械學(xué)院，河南 鄭州 450045)

計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)逐漸成為與人們衣食住行一樣不可或缺的生活需要，它走入千家萬(wàn)戶，為人們的生活提供了便利。隨后科學(xué)家開始研究智能，目的是更全面的滿足人們的需求，從最開始的手機(jī)語(yǔ)音智能，到現(xiàn)在的智能控制。智能控制是使用某一種程序，這種程序可以讓機(jī)器代替人類做危險(xiǎn)的工作。智能控制是人類歷史上的里程碑，它改變了人們傳統(tǒng)的工作方式，具有著重要意義。

一、智能控制技術(shù)的具體指向和工作方式

智能控制是指利用計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)等在非線性控制前提下進(jìn)行自動(dòng)化的控制。機(jī)電一體化系統(tǒng)是指以電子技術(shù)等通信技術(shù)為軟件，機(jī)械為硬件，將技術(shù)與機(jī)械結(jié)合的系統(tǒng)。文章探討的正是在機(jī)電一體化系統(tǒng)基礎(chǔ)上，人工智能的加入會(huì)擦起怎樣的火花。盡管機(jī)械的出現(xiàn)已經(jīng)為工人降低了工作難度與力度，但是卻增加了工人工作的危險(xiǎn)指數(shù)，利用機(jī)器操作雖然方便，但是一不小心就可能產(chǎn)生意外，對(duì)工人造成傷害。

二、智能控制存在的重要性及其必要性

沒(méi)有智能控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，工作的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量都會(huì)下降。比如說(shuō)人工切割鐵塊時(shí)總會(huì)產(chǎn)生邊緣不齊，工件大小不完全相同的情況。而智能控制只需要工人在按鍵上輸入幾個(gè)指令便可以讓機(jī)器如人類一般工作，得到更加標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。不僅不需要工人進(jìn)行體力勞動(dòng)，還可以在相等的時(shí)間內(nèi)做出比人工工作更多更有質(zhì)量的工件，大大的提高了工人的工作效率。工人進(jìn)行機(jī)械操作時(shí)，個(gè)人的專業(yè)操作技術(shù)十分重要，但即使是擁有著十分熟練的操作也會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)法預(yù)計(jì)的意外，可能就會(huì)因?yàn)橐粫r(shí)的疏忽，造成不可挽回的后果。而智能控制在機(jī)電一體化中的應(yīng)用不僅降低了工人的操作難度，還在一定程度上保障了工人的生命安全。另一方面來(lái)說(shuō)，智能控制對(duì)工人的學(xué)習(xí)能力要求非常高，可以在工作過(guò)程快速的提高工人的專業(yè)水平。因此，智能控制對(duì)工業(yè)來(lái)說(shuō)可以說(shuō)得上是一個(gè)劃時(shí)代的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

三、智能控制的具體工作領(lǐng)域分析

（一）智能控制在機(jī)械工程領(lǐng)域中的應(yīng)用

在工件制造中，每一個(gè)零件的尺寸都是經(jīng)過(guò)精心計(jì)算的，零件組成機(jī)械，機(jī)械用于各行各業(yè)，一個(gè)誤差往往就會(huì)導(dǎo)致零件的報(bào)廢，重新制作零件又會(huì)花費(fèi)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)，不止會(huì)延誤工期，還會(huì)給工程帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而用智能控制機(jī)械進(jìn)行操作，利用編程設(shè)置好工件的長(zhǎng)寬等相關(guān)數(shù)據(jù)，讓機(jī)器自己完成制作，再拼湊成機(jī)械，得到的是更加安全、更加標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械，也降低了意外發(fā)生的可能性。另外智能控制還可以對(duì)工件的制造過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和問(wèn)題診斷，方便工人發(fā)現(xiàn)編程錯(cuò)誤及時(shí)改正。

（二）智能控制在車床操作領(lǐng)域中的應(yīng)用

對(duì)于銑床、刨床、車工等工種來(lái)說(shuō)，車床是至關(guān)重要的。刨床是刨工件的平面，提高工件的平整度，銑床是在刨床基礎(chǔ)上，改刀為轉(zhuǎn)刀，旋轉(zhuǎn)銑出更光滑的平面。在觀察智能數(shù)控系統(tǒng)機(jī)電結(jié)合的機(jī)床和傳統(tǒng)式的機(jī)床之后，作出比較，數(shù)控的銑床和刨床和傳統(tǒng)的銑床和刨床都能夠做出相同的工件，但是前者不需要工人動(dòng)手安刀，增加了機(jī)械的安全指數(shù)。并且數(shù)控的車床可以在相對(duì)更短的時(shí)間內(nèi)完成較為復(fù)雜的平面刨、銑，提高了工廠的工作效率，還在一定程度上保證了工人的安全。現(xiàn)在較為先進(jìn)，應(yīng)用最多的智能系統(tǒng)是德國(guó)的西門子系統(tǒng)和日本的發(fā)那科系統(tǒng)，目前已經(jīng)取得了很大的成果。

（三）智能控制在人工智能領(lǐng)域中的應(yīng)用

研發(fā)機(jī)器人的過(guò)程中，對(duì)機(jī)器人的各個(gè)身體部分要求都很高。在機(jī)器人動(dòng)作的流暢性，運(yùn)行的軌跡和模仿人類的語(yǔ)言系統(tǒng)上，專家常常利用智能控制使機(jī)器人更加相似于人類，貼近人類的生活。人類是最為復(fù)雜的動(dòng)物，機(jī)器人模仿人類難度相當(dāng)高，在人類與機(jī)器人溝通時(shí)需要機(jī)器人能做到相對(duì)應(yīng)的回答，這也需要智能控制的參與。智能控制的成功與否關(guān)系著機(jī)器人在人類世界中的存活是否能為人類所接受。

（四）智能控制在建筑生活領(lǐng)域中的應(yīng)用

雖然智能控制在機(jī)電一體化中的建筑領(lǐng)域應(yīng)用并不多也不是很發(fā)達(dá)，但是十分有前景。目前中國(guó)已經(jīng)嘗試過(guò)利用智能控制3D打印來(lái)建造房屋，建造出來(lái)的房屋除了在建筑材料上與傳統(tǒng)房屋有所差別之外，其他幾乎沒(méi)有什么不同。這意味著人類將來(lái)有可能實(shí)現(xiàn)利用智能控制在機(jī)電一體化中的應(yīng)用完成房屋建造，既減少了工人施工導(dǎo)致的人員密集，還可以讓建筑更加的標(biāo)準(zhǔn)。另外就是智能控制在建筑上的通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。通信是人們生活的必需品，人們利用機(jī)械來(lái)完成通信。但是只要是機(jī)械就都會(huì)產(chǎn)生故障，在產(chǎn)生故障又沒(méi)有人進(jìn)行修理時(shí)，智能控制可以很好地對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，而且在不久的將來(lái)有望實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，提供給居民更到位的服務(wù)，滿足人們的通信需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

智能控制是高科技水平的計(jì)算機(jī)技術(shù)。利用智能控制可以更加的高效的實(shí)現(xiàn)所需。智能控制在機(jī)械、人工智能、建筑、車床等領(lǐng)域當(dāng)中的機(jī)電一體化應(yīng)用，是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它提高了工程的施工效率和施工質(zhì)量，縮短了工人的施工時(shí)間，減少了危險(xiǎn)發(fā)生的可能，方便了人們的生活，從根本上滿足了人們對(duì)于智能的期望。相信在不久的將來(lái)，智能控制與機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)合可以應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，給各個(gè)領(lǐng)域制造出新的活力。