智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

丁奎兵

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)也在發(fā)展。智能控制技術(shù)運(yùn)用到了各行各業(yè)中。機(jī)電一體化系統(tǒng)日益完善，其智能控制效果顯著優(yōu)化。將智能控制技術(shù)融合在機(jī)電控制系統(tǒng)中，可滿足生產(chǎn)中對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的要求，避免控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，減少人力資源的投入，降低機(jī)電設(shè)備在使用過(guò)程中需要的成本資金，提升機(jī)電控制系統(tǒng)的整體精度。本文對(duì)智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

關(guān)鍵詞：智能控制;機(jī)電一體化;應(yīng)用

引言

近年來(lái)，機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用要求逐漸提高，為提高系統(tǒng)利用率，靈活運(yùn)用智能控制技術(shù)具有必要性。相較于傳統(tǒng)控制技術(shù)，智能控制技術(shù)具有高度智能化、最大限度減少人工控制、高度精準(zhǔn)化控制等一系列技術(shù)優(yōu)勢(shì)，智能控制的核心就是掌握知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)，因此，智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點(diǎn)，通過(guò)將智能控制和機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行融合，必然會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)更加完善的目標(biāo)。

1機(jī)電一體化系統(tǒng)和智能控制的概述

1.1機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是一項(xiàng)涉及知識(shí)層面比較廣泛的科學(xué)技術(shù)，其產(chǎn)生的原理主要是機(jī)械類與電子技術(shù)的有效結(jié)合，其中包含了電子工程、信息技術(shù)等方面的技術(shù)應(yīng)用。在很多生產(chǎn)車間，或者生產(chǎn)企業(yè)，在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，存在一些高危險(xiǎn)系數(shù)和高工作強(qiáng)度的工作，導(dǎo)致工人無(wú)法完成或完成起來(lái)困難極大，那么機(jī)電一體化在生產(chǎn)中的有效運(yùn)用，就能很好的避免這些情況的發(fā)生。機(jī)電一體化的運(yùn)用不僅可以在生產(chǎn)過(guò)程中為企業(yè)節(jié)約大量的人力、物力資源，還能更多的避免生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)工作人員造成的安全隱患。與此同時(shí)，機(jī)電一體化的應(yīng)用，較于傳統(tǒng)的只采用機(jī)械技術(shù)進(jìn)行工作，不僅提高了生產(chǎn)的安全性，完成了傳統(tǒng)技術(shù)很難完成的高危工作，也極大的提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè)節(jié)約了時(shí)間和成本，使生產(chǎn)企業(yè)在同行業(yè)中更具競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)企業(yè)今后的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。

1.2智能控制概述

智能控制技術(shù)主要包含人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操控技術(shù)、專家操控技術(shù)、分階梯操控技術(shù)、遺傳算法、進(jìn)化核心操控技術(shù)及學(xué)習(xí)操控技術(shù)等，智能控制體系具備避免組織性的工作特征，這種性能的存在可有力推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。與此同時(shí)，與人工控制系統(tǒng)相比，智能控制的準(zhǔn)確性、完整性均更顯著，可有效降低因人工失誤而對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)造成的負(fù)面影響。智能控制系統(tǒng)能夠幫助相關(guān)工作者擺脫時(shí)間和空間的限制，使員工可通過(guò)遠(yuǎn)程操作方式完成對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的管理控制，提升管理效率，實(shí)現(xiàn)全時(shí)段監(jiān)控，有效簡(jiǎn)化操作環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)過(guò)程中需要付出的人工成本。機(jī)電一體化是現(xiàn)代機(jī)電控制系統(tǒng)發(fā)展的核心趨勢(shì)，智能控制技術(shù)的深度應(yīng)用會(huì)直接影響機(jī)電一體化的發(fā)展歷程。

2智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的重要意義

在信息技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代，機(jī)電一體化在生產(chǎn)、生活中普遍存在，滿足了現(xiàn)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展需要。機(jī)電一體化由多種信息技術(shù)組成，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)等。為更好地開(kāi)展機(jī)電一體化系統(tǒng)的研發(fā)工作，可以將智能控制應(yīng)用于相關(guān)工作中，以此實(shí)現(xiàn)讓技術(shù)代替人腦，提升工作效率，減少工作中因操作流程過(guò)于枯燥、細(xì)致等原因?qū)е虏僮魇д`的問(wèn)題。工作人員可在系統(tǒng)控制程序?qū)用鎸?duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的底層邏輯進(jìn)行優(yōu)化，使用模糊運(yùn)算邏輯、遺傳算法以及神經(jīng)算法等算法強(qiáng)化系統(tǒng)程序的功能，并可極大地提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，這就為機(jī)電一體化系統(tǒng)的升級(jí)提供了有效的技術(shù)條件。

3智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造領(lǐng)域的運(yùn)用

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)作為汽車產(chǎn)品中重要系統(tǒng)，運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)囕v后輪移動(dòng)條件進(jìn)行有效控制，還能夠加強(qiáng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)與其他配置系統(tǒng)之間的交互，形成相互作用下的完整車輛體系，進(jìn)一步提升車輛控制水平。在控制車速方面，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)焖傩羞M(jìn)車輛進(jìn)行有效控制，使車速快速降低，以便于遇到緊急交通情況后，能夠及時(shí)控制車輛，避免安全事故發(fā)生，提高車輛整體安全性能。單一后輪制動(dòng)是傳統(tǒng)車輛控制系統(tǒng)的主要特征，但在緊急情況下，這種車輛制動(dòng)方式不能滿足動(dòng)力控制要求，影響車輛整體控制狀態(tài)。采用制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，能夠有效分析車輛行進(jìn)數(shù)據(jù)，能夠智能化匹配駕駛者匹配的控制條件。根據(jù)汽車基礎(chǔ)機(jī)械條件，將制動(dòng)防抱死程序設(shè)置在車輛前輪機(jī)構(gòu)中，能夠更好的發(fā)揮車輛控制水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)。根據(jù)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)分析，防抱死系統(tǒng)放置于車輛后系統(tǒng)當(dāng)中，所起到的控制效果不佳，如遇需要緊急剎車的情況，存在車輛失控風(fēng)險(xiǎn)。從車輛行駛安全方面，可以在車輛防抱死系統(tǒng)中引入機(jī)電一體化技術(shù)，在車輛前輪設(shè)置該技術(shù)，提升車輛整體控制效果。車輛行進(jìn)過(guò)程中，防抱死系統(tǒng)能夠分析車輛運(yùn)行狀態(tài)，能夠計(jì)算出最佳制動(dòng)時(shí)間，提升防抱死設(shè)備程序處于智能調(diào)控狀態(tài)下，保證車輛具有更加穩(wěn)定的狀態(tài)，推動(dòng)汽車產(chǎn)品智能化行駛控制運(yùn)行。

3.2智能控制在礦山機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

礦山工業(yè)最為重要的工作環(huán)節(jié)是采礦作業(yè)，采礦作業(yè)不僅需要各類型機(jī)械設(shè)備在整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中通力配合，同時(shí)也對(duì)相關(guān)設(shè)備的控制系統(tǒng)提出了較為嚴(yán)苛的要求。在整個(gè)開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，智能控制技術(shù)應(yīng)用于各類型機(jī)械的控制系統(tǒng)之中。相關(guān)控制系統(tǒng)不僅在不同設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行全面分析，同時(shí)也能結(jié)合其自身所處作業(yè)環(huán)境對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。工作人員在主控室只需要時(shí)刻了解智能系統(tǒng)回傳數(shù)據(jù)，即可分析各類型設(shè)備在采礦作業(yè)中的實(shí)際運(yùn)行情況。在運(yùn)行過(guò)程中一旦有任何設(shè)備出現(xiàn)了相關(guān)問(wèn)題，智能控制系統(tǒng)將根據(jù)當(dāng)前實(shí)際狀況作出一系列反應(yīng)，包括自主調(diào)節(jié)消除問(wèn)題、減少設(shè)備負(fù)荷避免問(wèn)題擴(kuò)大化以及立即切斷動(dòng)力系統(tǒng)，避免造成事故等一系列自主處理選擇，同時(shí)根據(jù)專家數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，還可針對(duì)當(dāng)前面臨的問(wèn)題給出最優(yōu)解決方案，這是傳統(tǒng)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

3.3智能控制技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

我國(guó)注重各個(gè)領(lǐng)域人工智能的研發(fā)和創(chuàng)新，對(duì)機(jī)器人的研究從未停止。將智能控制技術(shù)與機(jī)器人的研發(fā)相結(jié)合，通過(guò)人工智能數(shù)據(jù)對(duì)人類大腦的分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行機(jī)器人控制數(shù)據(jù)的編程，可以使機(jī)器人的行為更接近于人類，使機(jī)器人的性能得到更大空間的提升。在研發(fā)過(guò)程中，可以將智能控制融入到機(jī)器人的多傳感器，這樣在機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)下達(dá)的指令反應(yīng)更加靈敏，確保機(jī)器人在收到指令后在最短的時(shí)間內(nèi)做出回應(yīng)。將人工智能技術(shù)運(yùn)用在機(jī)器人的動(dòng)作控制上，可以使機(jī)器人的動(dòng)作更趨近與人類，使其在行走過(guò)程中或進(jìn)行工作的過(guò)程中展現(xiàn)出更強(qiáng)的協(xié)調(diào)性。將智能技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器人的整體控制上，使機(jī)器人更加智能化，不僅可以做一些基礎(chǔ)的肢體動(dòng)作，還可以進(jìn)行一部分人類很難完成的復(fù)雜工作，既節(jié)省了人力也節(jié)省了開(kāi)支?？傊瑢⒅悄芸刂婆c機(jī)器人研究很好的結(jié)合到一起，可以促進(jìn)機(jī)器人研發(fā)的快速發(fā)展，使機(jī)器人的系統(tǒng)更加智能化，提高機(jī)器人的使用價(jià)值，替代人類完成一些難度系數(shù)較高的工作。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，智能控制技術(shù)將會(huì)成為機(jī)電一體化中運(yùn)用最多的控制技術(shù)。解決傳統(tǒng)的控制方案存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的工作目標(biāo)，保證控制工作質(zhì)量，智能化控制技術(shù)的初期應(yīng)用成本相對(duì)較高，但從長(zhǎng)期的技術(shù)應(yīng)用角度分析，在應(yīng)用了智能化的控制技術(shù)之后，產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和安全性均與所提升，也減少了產(chǎn)品生產(chǎn)中華人力資源的使用水平，從而可有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，為機(jī)電相關(guān)行業(yè)的建設(shè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展提供技術(shù)支持

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