智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用

李亞熊

摘 要：機電一體化是一門新興的交叉學科，在我國工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。智能控制系統(tǒng)主要是指能模擬人工智能或者具有人工智能的系統(tǒng)，將智能控制技術(shù)應用于機電一體化系統(tǒng)，可大幅度提高生產(chǎn)效率，并完善機電一體化系統(tǒng)的性能。智能控制技術(shù)的應用源頭是操作人員發(fā)出操作命令，一旦操作命令發(fā)出之后，智能控制技術(shù)便自動進入到工作狀態(tài)，開始了全過程的操作。因為可以按照預先編寫的程序執(zhí)行操作，所以可有效減少生產(chǎn)誤差，提高生產(chǎn)的安全性。文章主要對智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用進行分析，為促進機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能控制;機電一體化;應用

引 言：縱觀我國當前機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，智能控制將成為其未來發(fā)展的主要方向。有了智能控制的機電一體化系統(tǒng)，能成功避免很多問題和缺陷的發(fā)生，擁有更加廣闊的發(fā)展前景。智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用在很大程度上解放了人力勞動。如下結(jié)合多年相關(guān)工作經(jīng)驗，就此議題提出幾點看法和建議。

1.智能控制概述

智能控制，顧名思義，主要指的是在無人智能機當中自動模擬人的行為。智能控制是建立在當前先進的計算機技術(shù)基礎(chǔ)之上的，借助計算機技術(shù)來模擬人的智慧，實現(xiàn)對各類機器和元件的智能操作和預先指示。與傳統(tǒng)的人力控制相比，智能控制有著諸多的優(yōu)勢，其不僅能夠確保按時按量地完成好各項工作任務，還能夠解決很多人力不能解決的問題，擺脫了人力勞動的局限性。此外，智能控制要比人力勞動更具可靠性和安全性，一些危險度比較高的操作指令，通過智能控制，只需要設(shè)定好程序，便能夠很好地完成操作任務。根據(jù)調(diào)查和了解，在我國當前很多領(lǐng)域當中都運用到智能控制，智能控制已經(jīng)被廣泛應用到社會生活的方方面面。關(guān)于智能控制的應用類別，可以總結(jié)為以下3方面。專家控制。專家控制將專家系統(tǒng)和工程控制實現(xiàn)了緊密的融合，其主要被應用到我國工業(yè)領(lǐng)域中的工業(yè)設(shè)計以及機械設(shè)備故障診斷和維修方面。專家控制所提供的知識是非常豐富和多元的，而且在解決實際問題中有著非常理想的效果。分級控制。分級控制主要貫穿于組織、協(xié)調(diào)以及執(zhí)行三大環(huán)節(jié)當中，組織、協(xié)調(diào)和執(zhí)行之間相互作用，相互配合，一起來對機器進行科學高效的控制。目前，分級控制需要滿足兩個條件才能夠得以實現(xiàn)，其一是自適應的控制。其二是自組織的控制。然后，學習控制，學習控制主要體現(xiàn)在：其一，識別和調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其二，借助信號的傳輸來處理復雜的數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)運行的順暢性。神經(jīng)網(wǎng)絡。神經(jīng)網(wǎng)絡是建立在人工神經(jīng)網(wǎng)絡基礎(chǔ)之上的，神經(jīng)網(wǎng)絡主要有兩大功能，分別是智能控制功能和仿真功能。神經(jīng)網(wǎng)絡控制是當前最受關(guān)注的智能控制系統(tǒng)之一，未來的發(fā)展?jié)摿Ω遣豢晒懒俊?/p>

2.智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的具體應用分析

2.1智能控制在機械制造領(lǐng)域的應用

機械制造是機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，機械制造水平代表著我國工業(yè)生產(chǎn)的水平，現(xiàn)階段，最先進的機械制造技術(shù)就是將智能控制技術(shù)與計算機輔助技術(shù)進行結(jié)合，然后應用在機械制造生產(chǎn)中。智能控制在機械制造中的應用，可以減輕工人的勞動負荷，智能控制不僅能模仿人類的體力勞動，而且還能模擬人類的腦力勞動，將機械制造真正的推向智能化發(fā)展方向。智能控制技術(shù)可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡及模糊系統(tǒng)計算的方法來模擬機械制造的過程，通過對傳感器獲得的信息進行預處理，可以對控制模式中的參數(shù)進行修改，進而實現(xiàn)對機械制造的控制。智能控制技術(shù)能對機械制造的整個過程中進行實時監(jiān)控，整個生產(chǎn)流程都按照預先編寫的程序執(zhí)行，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，監(jiān)控系統(tǒng)都會將獲取的信息反饋到控制中心，然后控制中心經(jīng)過對數(shù)據(jù)信息的分析處理，再對控制參數(shù)進行調(diào)整，根據(jù)實際狀況采取不同的處理決策。智能控制對機械故障的智能診斷發(fā)揮了重要的作用，通過對智能傳感器、智能監(jiān)控與檢測技術(shù)的應用，當機械生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)機械故障或者發(fā)現(xiàn)故障隱患時，智能傳感器和智能檢測會及時發(fā)出警報，同時根據(jù)故障的類型做出合理的處理措施，避免事故的擴大化，保證生產(chǎn)的安全運行。

2.2智能控制在數(shù)控領(lǐng)域的應用

機床是進行零部件加工生產(chǎn)的重要設(shè)備，而數(shù)控機床是按照已經(jīng)編寫好的程序進行自動控制的機床，通過程序中編寫的代碼，機床能按照預定的命令執(zhí)行操作。智能化是數(shù)控機床發(fā)展的主要方向，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)對加工精度和效率有較高要求的背景下，智能控制在數(shù)控領(lǐng)域的應用更為重要。通過智能控制理論和技術(shù)，可以優(yōu)化數(shù)控機床加工工藝，對控制參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，對機床故障進行快速診斷等。比如PLC智能控制程序在數(shù)控機床中的應用，在機床運行過程中，如果刀具的進給出現(xiàn)偏差，在線監(jiān)測系統(tǒng)就會將這一信息反饋到PLC智能控制器中，然后PLC智能控制器對反饋的信息進行譯碼分析后，就會發(fā)出更正指令，將刀具調(diào)整到正常軌跡中，這一系列的過程中都是在無人干預的情況下完成，全程都處于智能控制中。智能控制在數(shù)控機床中的應用，可以有效提升加工質(zhì)量，加工精度高，對加工的對象有很強的適應性，無論是規(guī)?；a(chǎn)還是單件生產(chǎn)都能適用。加工不同的零件，只需要選擇不同的數(shù)控程序即可完成，自動化和智能化程度較高，有效縮短加工周期，提高加工效率，為現(xiàn)代化生產(chǎn)管理提供有利的條件。

2.3智能控制在機器人領(lǐng)域的應用

機器人是我國工業(yè)發(fā)展水平的重要標志，大體上可分為工業(yè)機器人和移動機器人，其中移動機器人相比于工業(yè)機器人而言要具有更高的難度。因為移動機器人需要在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中工作，在運行的過程中，對行走的路徑、停留的位置和需要躲避的障礙物等都需要有精準的控制，需要信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、機械技術(shù)、電子技術(shù)等多項技術(shù)的融合，才能確保移動機器人各項功能的實現(xiàn)。智能控制在移動機器人中的應用具有很強的優(yōu)勢，因為智能控制理論和技術(shù)能實現(xiàn)移動機器人的感知與識別、判斷與規(guī)劃等諸多功能，同時，還能通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，進行經(jīng)驗的總結(jié)和自我學習。智能控制在機器人中的應用步驟簡述如下，首先通過傳感器來獲取大量的信息，在獲取信息的過程中，需要排除各種干擾和非確定性因素，然后將這些信息反饋到處理器中，經(jīng)過識別和分析，將符號層形成的命令和動作意圖進行結(jié)合，轉(zhuǎn)變成相應的控制級可執(zhí)行的指令，再將指令發(fā)出，這一系列過程都需要在智能控制下才能實現(xiàn)，智能控制理論和技術(shù)的應用是促進機器人行業(yè)發(fā)展的重要因素

2.4智能控制在設(shè)備預防性維護/異常檢測中的運用

隨著傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備可以通過遠程監(jiān)控的方式予以維護，通過故障統(tǒng)計檢驗、聚類方法、異常點檢測方法等，根據(jù)設(shè)備生命周期浴盆理論，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中的異常狀況、通過設(shè)備冗余設(shè)計，設(shè)備的遠程切換，故障診斷，從而減少設(shè)備故障停機率，提高設(shè)備運營效率。

結(jié)束語

總之，隨著我國信息技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展已經(jīng)成為主要的發(fā)展趨勢，而智能控制技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應用，為機電一體化實現(xiàn)智能化提供了有利的條件?，F(xiàn)階段，智能控制在工業(yè)生產(chǎn)、機械制造、機器人、數(shù)控、交流伺服等領(lǐng)域中都有廣泛應用，在提高生產(chǎn)效率的同時，又保證了生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，為促進我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。

參考文獻

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