智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

徐浩楠 李維浩

【摘要】隨著改革開放的不斷發(fā)展，我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生產(chǎn)發(fā)展等方面獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在這個現(xiàn)代化持續(xù)發(fā)展的形勢下，傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)已經(jīng)不適用時代的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)也步入了智能控制的機(jī)電一體化新時代。機(jī)電一體化的應(yīng)用提高了機(jī)械制造業(yè)的質(zhì)量及效率，減輕了資源浪費的現(xiàn)象，且智能控制的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的自動化、智能化，進(jìn)而能夠保證機(jī)械設(shè)備可自動生產(chǎn)，降低人為因素造成的干擾，進(jìn)而提高企業(yè)的綜合效率。

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

隨著機(jī)電一體化在我國的大力推廣，其設(shè)備逐漸普及。在這個智能化的時代，工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展引進(jìn)智能控制技術(shù)是未來發(fā)展的目標(biāo)。智能控制是信息技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)下的產(chǎn)物，其主要目的是借助計算機(jī)及通信技術(shù)來實現(xiàn)非線性控制、自動無人化及智能控制。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，應(yīng)用智能控制能夠進(jìn)一步的提高機(jī)電運行的穩(wěn)定性，進(jìn)而能夠提高工作的質(zhì)量及效率，本文就智能控制技術(shù)及機(jī)電一體化的定義進(jìn)行闡述，重點分析其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

一、智能控制技術(shù)及機(jī)電一體化系統(tǒng)的定義

第一，機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械裝置、電子化設(shè)計及軟件結(jié)合的系統(tǒng)，其可運用各種先進(jìn)的技術(shù)，依據(jù)系統(tǒng)的功能、優(yōu)化組織目標(biāo)來對合理配置、布局各功能，其具有綜合性、智能型、完整性，最終實現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)初步的自動化、智能化。

第二，智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)是一種知識處理技術(shù)，其可分析并處理被控對象的信息，從而保證系統(tǒng)處在最佳的狀態(tài)，在不需要借助人干預(yù)的前提下實現(xiàn)自動操控。智能控制技術(shù)是借助計算機(jī)來實現(xiàn)人工智能，具有組織性、非線性、高性能的特征，可實現(xiàn)傳統(tǒng)操控中不能完成的復(fù)雜操控。

二、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

第一，機(jī)器人領(lǐng)域。隨著社會的發(fā)展，有關(guān)機(jī)器人的研究也逐步加深。機(jī)器人是智能化人類的產(chǎn)物，較人類相比其具有較強(qiáng)的計算力、辨識力及執(zhí)行力，而實現(xiàn)這一切是智能控制與機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)合的產(chǎn)物。機(jī)器人的控制參數(shù)具有多變性的特定，且對要求動力學(xué)具有非線性、時變性、強(qiáng)耦合性等，要求傳感器多信息、控制多任務(wù)要求，因此智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用價值較高。臨床實踐證實，智能控制、模糊控制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在機(jī)器人領(lǐng)域中具有絕對的優(yōu)勢。比如在設(shè)計機(jī)器人的過程中，可應(yīng)用智能控制技術(shù)來連接機(jī)器人的視覺系統(tǒng)、傳感器，進(jìn)而機(jī)器人可通過傳感器的感應(yīng)避開障礙物;智能控制期行走路徑可實下達(dá)行走指令，并且可對其動作進(jìn)行控制，因此在機(jī)器人中應(yīng)用自動控制技術(shù)能夠保證機(jī)器人按照特定的指令完成各動作。將其應(yīng)用與工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域可降低對人工的大量需求，節(jié)約人工成本的同時提高了工作的效率。

第二，數(shù)控領(lǐng)域。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的作用是實現(xiàn)控制的高效率、高精確及高安全性，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)能夠保證設(shè)備在運行中可按照要求進(jìn)行相關(guān)的加工處理，實現(xiàn)加工高精確度及高質(zhì)量的同時能夠?qū)庸み^程自動的化的進(jìn)行調(diào)整及規(guī)劃，在當(dāng)今社會的背景下，數(shù)控系統(tǒng)智能化發(fā)展是必要的趨勢。數(shù)學(xué)建模、傳統(tǒng)控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)中的某些模塊，但由于部分模塊準(zhǔn)確的信息缺乏，無法通過上述方法實現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷，人們也對加工的質(zhì)量提出了進(jìn)一步的要求，在數(shù)控領(lǐng)域中實施智能控制成為人們的急切要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)控領(lǐng)域中應(yīng)用智能控制可實現(xiàn)在設(shè)備運行前進(jìn)行模糊的建模，在借助模糊推理及計算來規(guī)劃、判斷數(shù)控加工的過程，同時能夠根據(jù)實際情況適時進(jìn)行加工參數(shù)的調(diào)整，進(jìn)而能夠進(jìn)一步的提高精確度。同時模糊建模法還能夠?qū)崿F(xiàn)自主推理、判斷數(shù)控機(jī)床在加工過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)而能夠提前預(yù)測故障，通過及時的采取補(bǔ)救措施來規(guī)避故障的發(fā)展，進(jìn)而保證設(shè)備系統(tǒng)的正常運行，在數(shù)控領(lǐng)域的發(fā)展中起著重要的作用。

第三，交流伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中的重要組成部分，其包括包括基于異步電動機(jī)、同步電動機(jī)的交流伺服系統(tǒng)，具有高穩(wěn)定性好、高快速性、高精度興的特點。伺服系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其在改變參數(shù)的過程中容易受各種因素的影響，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中發(fā)生較多的不確定的因素。而伺服系統(tǒng)的合理性能夠影響產(chǎn)品的質(zhì)量、性能等，因此如何降低不確定因素的發(fā)生是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。通過在伺服系統(tǒng)中引起智能控制技術(shù)恰好可以降低不確定因素，增加交流伺服系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高其工作的效率。

第四，工業(yè)生產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)的過程是龐大且復(fù)雜的，單單緊靠人類完成的難度較大，工藝的操作、控制、故障診斷等都需要依靠智能控制，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用智能控制可提高工業(yè)的生產(chǎn)效率，比如在設(shè)計專家控制器、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器中就可引用智能控制，因此智能控制是工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向。

第五，機(jī)械制造。隨著工業(yè)化的發(fā)展，先進(jìn)機(jī)械設(shè)備也得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)組成中重要的環(huán)節(jié)之一，其參與智能監(jiān)控及檢查、故障診斷、傳感器等過程。傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)制造機(jī)械應(yīng)用的是人的腦力，其存在著較大的局限性。而通過引起智能控制技術(shù)可實現(xiàn)用科學(xué)技術(shù)代替腦力，通過將設(shè)計人員的思維錄入到計算機(jī)程序中，借助機(jī)器來對機(jī)械制造的工作進(jìn)行模仿，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的數(shù)字化發(fā)展。比如電子控制技術(shù)及智能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)稱量的自動化運行，從而避免人工測量產(chǎn)生的誤差，進(jìn)而保證了機(jī)械的使用效率。同時在機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)械設(shè)備中引進(jìn)自動控制結(jié)束可實現(xiàn)電子化、智能化的監(jiān)控，進(jìn)而能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品的精確度進(jìn)行實施監(jiān)控，早期發(fā)現(xiàn)存在的問題。

綜上所述，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的領(lǐng)域比較廣泛，其完善傳統(tǒng)機(jī)電一體化的工作原理，提高了機(jī)電一體化的工作效率，在未來的發(fā)展中具有廣闊的前景。

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