機電一體化智能控制應(yīng)用探析

龐少圻

摘要：機電一體化把物理性的機械控制轉(zhuǎn)化為電子技術(shù)、計算機技術(shù)控制。并應(yīng)用于多個領(lǐng)域。伴隨機電一體化的發(fā)展，人們對智能化機電一體化應(yīng)用更為關(guān)注。通過計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人工智能，進行人腦功能的模擬，應(yīng)用在生產(chǎn)、加工、檢測等多個方面以及各個領(lǐng)域。本文就機電一體化的智能化應(yīng)用進行了詳細介紹。

關(guān)鍵詞：機電一體化;智能;生產(chǎn)加工;機床

一、機電一體化與智能化含義簡介：

首先，機電一體化含義理解：機電一體化的定義在很多參考讀物中都有所介紹，雖然不完全相同，但從理解角度，主體含義明確。我們從理解角度進行介紹，機電一體化，從字面意思分析，包含機械和電子，也就是最為相關(guān)的兩門技術(shù)。當然也需要計算機技術(shù)等其它學科的參與。也就是擺脫以往純?nèi)斯みM行炒作的機械生產(chǎn)過程，以電子技術(shù)中的弱點強電等標識，為信號，進行機械控制，從而進行生產(chǎn)、加工、設(shè)計等多種多樣的活動。

其次，智能化的含義：智能化是指人腦的功能是獨特的，只有人類或者生命體具有的腦部功能。能夠進行分析、經(jīng)驗累積、思考、交流等特殊活動。而通過計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人工智能技術(shù)模擬人腦的某些功能，投入到生產(chǎn)加工等活動當中的過程。

智能化在機電一體化中的作用分析：智能化在機電一體化中作用廣泛，第一點，在生產(chǎn)加工過程中，智能化生產(chǎn)能夠提高生產(chǎn)的效率，跟傳統(tǒng)的人工進行觀察，手工或者半自動控制來比較，工作效率得到了大幅度的提升。第二點，可以進行精密加工，在計算機技術(shù)的支持下，可以進行算法支持，生產(chǎn)設(shè)計過程中的精度可以提高，從而進行一些共精度產(chǎn)品的生產(chǎn)。彌補人工長產(chǎn)加工中存在的不足。第三點，可以提升生產(chǎn)安全性，利用智能化模仿機器人功能，實現(xiàn)機器手臂，機器人肢體活動加工，能夠避免加工過程中因失誤或者機器故障造成的人員傷害，大幅度提升了生產(chǎn)的安全性。第四點，通過編程和數(shù)據(jù)積累，信號判斷等智能化方式，可以將設(shè)計過程，生產(chǎn)監(jiān)控過程進行人工脫離，降低人力的消耗。

二、智能化機電一體化應(yīng)用領(lǐng)域分析：

2.1機器人開發(fā)與使用：

機器人就是模擬人的活動功能進行生產(chǎn)活動的機電一體化過程。比如我們現(xiàn)在家里的清掃機器人，模擬了人體清掃衛(wèi)生的功能，并且在遇到障礙物的時候，產(chǎn)生躲避重新前進的功能。這都是對人體功能的模擬。并且實現(xiàn)實際的清掃作用。再比如機器人生產(chǎn)加工過程，雖然有些加工是模擬的機器手臂，這是模擬手臂的彎曲、取物、操作等功能。能夠避免人體傷害。在智能控制下，這些機械進行著各種生產(chǎn)與生活中需要的工作。

2.2交流系統(tǒng)中應(yīng)用體現(xiàn)

交流系統(tǒng)極為復雜，數(shù)據(jù)內(nèi)容極為不準確，也會不定時產(chǎn)生變化，還有一些外在因素的負載干擾，交流系統(tǒng)與被控制對象兩者之間就存在非線性不確定問題，增加其干擾程度，影響系統(tǒng)的正常運行。這樣的運行工作狀態(tài)，對于模型的準確性無法保障，也不能滿足工業(yè)生產(chǎn)對交流系統(tǒng)運行的需求。交流系統(tǒng)中運用智能控制系統(tǒng)，能夠有效提高模型的精準度，還能提高其系統(tǒng)運行的控制程度與穩(wěn)定性，根據(jù)運行數(shù)據(jù)信息進行智能控制與調(diào)整，更能滿足工業(yè)生產(chǎn)加工的需求。

2.3機械制造過程中應(yīng)用體現(xiàn)：

機械制造生產(chǎn)是機電一體化系統(tǒng)中尤為重要的工作內(nèi)容，其主要包含智能學習、監(jiān)控、檢測、機械故障診斷與智能傳感等技術(shù)內(nèi)容?，F(xiàn)今我國最為先進的機械制造技術(shù)就是運用計算機技術(shù)與智能控制技術(shù)進行融合。傳統(tǒng)機械制造的過程中，多數(shù)依靠人為進行設(shè)計與生產(chǎn)，人們的勞動力與腦力運用達到頂峰，極易產(chǎn)生疲勞，不利于長期工作，工作效率與工作質(zhì)量也會逐漸下降。隨著我國技術(shù)水平的進步與發(fā)展，在各個技術(shù)中融入了智能控制，工業(yè)機械制造行業(yè)的設(shè)計工作有了智能控制的替代，人們可以將設(shè)計思維融入計算機中，讓智能機器代替人工操作與生產(chǎn)，通過智能控制機械設(shè)備和人類來生產(chǎn)加工產(chǎn)品，推動機械制造行業(yè)的進步與發(fā)展。

2.4在PLC中的應(yīng)用體現(xiàn)：

我們稱之為可編程控制器，利用編程和數(shù)據(jù)觸發(fā)，數(shù)據(jù)簡單存儲運算的特點，也可以實現(xiàn)智能化功能。比如電梯的升降功能。電梯本身不具備智能化功能，但是通過機械控制與可編程過程，模擬了電梯升降過程，并且對于升降信號進行分析，合理做出判斷。這里以一個簡單的電梯升降分析思路為例，進行功能說明。我們通過高低電平作為用戶上樓和下樓信號的區(qū)別。如果上樓為高電平信號，那么下樓就出發(fā)低電平信號。電梯要正常工作就要具備類似智能的分析功能，不能產(chǎn)生死鎖。比如7樓用戶發(fā)出下樓信號，而3樓用戶發(fā)出上樓信號，當電梯運行到五樓的時候，是響應(yīng)上樓還是下樓信號呢？根據(jù)距離的話，兩者距離相等，無法實現(xiàn)，死鎖現(xiàn)象發(fā)生，無法正常工作。那么，要通過某種編程算法，實現(xiàn)功能的順利實現(xiàn)。很多種方法是可行的。比如相應(yīng)上樓信號，在下樓信號發(fā)出的最高層，沒有到達的時候，不相應(yīng)所有上樓信號，也不相應(yīng)電梯所處位置以下的上樓信號。這就能保證電梯單像上樓滿足要求。同時，當目前最高層下樓信號被相應(yīng)，下樓的過程中，所有的上樓信號也不被相應(yīng)。這樣就避免了死鎖現(xiàn)象的發(fā)生。也能夠在一定時間內(nèi)滿足所用用戶的搭乘要求。

綜上所述，機電一體化的智能化作用體現(xiàn)在各個領(lǐng)域，機械生產(chǎn)領(lǐng)域、機床控制領(lǐng)域、交流系統(tǒng)領(lǐng)域、單片機領(lǐng)域等等。通過計算機和人工智能技術(shù)實現(xiàn)智能化活動的機械模擬，是機電一體化的有效發(fā)展方向。

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