談機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用

陳滄海

（廣東美的制冷設備有限公司，廣東 佛山 528311）

我國機電一體化系統(tǒng)隨著經濟的快速發(fā)展和科技的全面進步而迅速發(fā)展，智能控制的應用為機電一體化提供了技術保證，改善了人們的生活、工作環(huán)境，提高了人們生活水平。機電一體化中家用空調的智能控制應用最為廣泛，在現階段發(fā)展中起著至關重要的作用。

1 機電一體化及智能控制系統(tǒng)概述

機電一體化是將電子信息技術、微電子技術、機械技術、數字傳感器技術、信號變換技術等多項技術相結合的機械電子學。當前的機電一體化技術已經廣泛的應用到實際生產生活中，其基本內容主要是機械技術、計算機技術、系統(tǒng)及自動化控制技術、傳感檢測技術。基本組成要素包括結構組成要素、運動組成要素、感知組成要素以及職能組成要素。機電一體化的基本原則有四個，分別是結構耦合原則、運動傳遞原則、信息控制原則以及能量轉換原則。[1]

智能化控制就是在無人干預的情況下能自主地驅動智能機器實現控制目標的自動控制技術，是用計算機模擬人類智能的一個重要領域。智能化控制是傳統(tǒng)控制的優(yōu)化升級，智能化控制系統(tǒng)是一個開放的、分布式的、對信息具有綜合處理能力的機構，在當今社會得到廣泛的應用。智能控制系統(tǒng)是將自動控制理論、人工智能理論、信息理論及運籌學理論綜合應用的系統(tǒng)，智能控制的主要對象一般具有復雜程度高、非線性的特點，而且具有不確定性。與傳統(tǒng)控制形式相比，智能化控制具有明顯的優(yōu)越性。

2 智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用分析

智能控制在機電一體化系統(tǒng)中應用廣泛，其中家用空調系統(tǒng)的應用尤為突出。隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，智能大廈建設不斷增多，其中智能控制機電一體化技術主要體現在空調的安裝方面。[2]家用空調的智能化系統(tǒng)主要是對進風及出風的溫度進行智能化控制與調節(jié)，通過應用比例積分調節(jié)器的閉環(huán)控制方式設置空調的模式，對冬季及夏季模式進行選擇。家用空調的閉環(huán)智能控制方式的優(yōu)點在于反應靈敏、超調程度較小，能保持室內的溫度及濕度在控制的范圍內，具有較高的精準度。家用空調的智能控制系統(tǒng)能根據空氣的質量情況進行風閥的調節(jié)，保證室內空氣質量的同時，有效的節(jié)約了能源，避免資源的浪費，有利于建設環(huán)境友好型社會。除此之外，智能控制系統(tǒng)還能控制及管理中央空調的各項指標，對空調的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，保證其正常運行。智能控制系統(tǒng)中的模糊控制系統(tǒng)在家用空調中的應用也較為廣泛，模糊控制系統(tǒng)主要是通過PLC 與工控機結合控制中央空調的變流量節(jié)能控制系統(tǒng)，對中央空調進行高效的管理，發(fā)揮中央空調控制系統(tǒng)的節(jié)能潛能。另外，機電一體化的智能控制系統(tǒng)還廣泛的應用到其他技術領域，如建筑照明控制系統(tǒng)、智能機器人控制系統(tǒng)、機械制造系統(tǒng)及數控領域等，在這些領域的應用也體現其明顯的特點和優(yōu)勢。

智能化控制在機電一體化中的應用使其更具有時代意義，尤其在家用空調中的應用，體現了機電一體化對環(huán)境及符號的識別，將傳統(tǒng)控制中的運動學方程、傳遞函數等數學模型用知識庫和推理機所代替，實現了機電一體化的高層控制。另外，機電一體化與智能化控制相結合實現了自體的優(yōu)越性，滿足了足多樣性目標的高性能要求，開拓了智能化的新的研究領域。機電一體化中的智能控制系統(tǒng)的應用還實現了混合控制，通過開環(huán)、閉環(huán)控制及定性決策來實現對整個系統(tǒng)的混合控制過程，這種控制系統(tǒng)在家用空調中應用較多，具有一定的優(yōu)越性，下面進行具體分析。[3]

3 智能控制在機電一體化系統(tǒng)中應用的優(yōu)勢分析

3.1 完善機電一體化系統(tǒng)的性能

智能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)相比，對機電一體化的性能修飾的更加完善，成為機械工業(yè)及微電子工業(yè)未來的發(fā)展方向。智能控制的性能優(yōu)勢在于采用簡單的控制模式，節(jié)省中間模型的分析部分，能夠對外界環(huán)境進行準確的判斷，并且對其變化趨勢進行掌握，根據變化情況進行調控，形成統(tǒng)一的控制指令。機電一體化在智能控制系統(tǒng)的幫助下通過控制器對外部環(huán)境進行控制，提高了工作效率和精確度，使整個系統(tǒng)工作更加快捷。

3.2 提高機電一體化系統(tǒng)的工作效率

機電一體化應用智能控制系統(tǒng)后，可通過系統(tǒng)設備發(fā)出的命令編碼進行自動工作，可以避免因人為操作失誤而造成不必要的損失，減少工作中的失誤損失，提高工作完成質量及工作效率。智能控制系統(tǒng)的應用還節(jié)省的人力，在其運作下，只需人為輸入指令就可按照系統(tǒng)設定的流程順序進行接下來的工作，節(jié)省人的工作時間，最大程度上的提高整個系統(tǒng)的運行效率，保證工作的高效進行。

3.3 增加機電一體化系統(tǒng)的可靠性

機電一體化中智能控制系統(tǒng)的工作都是按照編碼程序設定好的，只需人力輸入指令就可進行工作，其余工作完全按照流程順序進行，只要程序編碼沒有出現錯誤，那么整個系統(tǒng)就會正確運行。智能系統(tǒng)的這種智能運作系統(tǒng)可以合理地調控設備中的結構或運行程序，可以最大程度的保障機電一體化系統(tǒng)的安全可靠性。

4 智能控制在機電一體化系統(tǒng)中發(fā)展的必然趨勢分析

智能控制系統(tǒng)在20 世紀90年代的后期在一些發(fā)達國家被研究發(fā)明，并得到初步的應用。在通信技術、光學技術、微細加工技術逐漸發(fā)展起來后，機電一體化系統(tǒng)也將這些技術整合在一起，智能控制在機電一體化中進入的新的發(fā)展階段。隨著微機電一體化、光電一體化、計算機技術、數字模型系統(tǒng)等多項領域的發(fā)展，智能控制在機電一體化系統(tǒng)中應用的更加靈活廣泛。網路化技術、光纖技術等諸多領域的深入發(fā)展為智能控制在機電一體化中產業(yè)化發(fā)展奠定了堅實的基礎。21 世紀機電一體化中智能控制的應用已經成為一種發(fā)展必然趨勢，當前的智能控制在原有理論基礎上，增加了運籌學、模糊數學、計算機科學、生理學、心理學、混沌動力學等諸多新的方法，運用新方式、新思想、新邏輯對智能控制系統(tǒng)進行探索，使其具有思維能力、邏輯推理能力和決策能力，完善了智能控制系統(tǒng)。智能控制系統(tǒng)的學習功能、組織功能和適應功能均較強，應用遺傳算法、專家系統(tǒng)及神經網絡等技術后其功能系統(tǒng)更加強大。目前，智能控制在機電一體化系統(tǒng)中具有廣闊的應用前景和發(fā)展空間，其智能控制已經進入了工程產業(yè)化、普遍應用的階段，雖然智能控制還處于發(fā)展時期，但是，隨著各項理論技術的完善和新的科學領域的開發(fā)研究，機電一體化中智能控制系統(tǒng)的應用必將迎來新的發(fā)展時期。

5 結語

機電一體化中智能控制系統(tǒng)的應用不僅在家用空調中較為廣泛，在其他機電一體化領域中也起著重要的作用。智能控制系統(tǒng)的應用改善了人們的生活環(huán)境，改變了產業(yè)的生產模式，提高了社會經濟發(fā)展水平。聯(lián)系生產生活實際，未來的機電一體化中的智能控制功能將會更加強大，應用領域將會更加廣泛，更好的為社會和人類服務。

［1］孫寧.變風量系統(tǒng)耦合特性研究(第一部分：相對增益方法;第二部分：應用分析)[C]//2011年全國暖通空調學術會議論文集：387-395.

［2］胡益雄，袁鋒，張麗萍.VAV 末端裝置的模糊控制設計探討[J].長沙鐵道學院學報，2012，20（4）：39-43.

［3］趙加寧，張旭濤，郭駿.新風直接供冷空調系統(tǒng)的設計與運行優(yōu)化[J].哈爾濱商業(yè)大學學報：自然科學版，2011，21(3)：352-356.