探討智能控制在機電一體化系統中的應用

谷榮強++劉季++劉志虎

摘 要：隨著中國特色社會主義經濟的不斷發展，機電一體化已經逐漸成為推動我國工業化的重要技術，有效避免了傳統模式中成本大和效率低等問題的出現。在如今科技不斷發展的社會里，機電一體化技術得到了進一步的應用和推廣。“智能化”作為現在科技的發展方向，其能夠顯著改善一體化控制中的許多不足，確保一體化控制系統的順利運行。智能控制在機電一體化中有著十分誘人的前景。本文分析了智能控制及智能控制技術在機電一體化系統中的應用優勢，并總結了智能控制在機電一體化中的應用體會。

關鍵詞：機電一體化；智能化；應用效果

隨著社會的不斷發展以及微電子技術與信息技術的不斷進步，大規模的集成電路也隨之產生，并且得到了越來越廣泛的應用。而與此同時，機電一體化技術也獲得了飛速的發展，其在工業生產中也表現出越來越優越的性能。其可以從多方面提升工程的可靠性，并且可以充分滿足高效性需求。首先，其可以有效減少由于工人操作而產生的失誤，提高生產的高精度；其次，可以充分確保系統運行的可靠性與穩定性。因此，加強智能控制在機電一體化系統中的應用研究，對智能化生產水平的提升具有非常重要的意義。

一、機電一體化的概述

（一）機電一體化系統

所謂的機電一體化系統即為可以將傳感器技術、電子電工技術、信息技術以及機械技術等多種技術進行有機結合，并且將其科學、合理地運用到實際的生產與生活中的一種綜合性技術。其工作原理主要是基于所有技術的結構耦合完成對信息的有效控制，并且最終實現能量轉換。

（二）智能控制

作為一種自動控制技術，所謂的智能控制即為利用計算機模擬人類智能，在無人干預的條件下，自主地驅動智能機器，使其完成一些比較復雜與多樣的控制目的以及控制任務，最終實現控制目標的技術。其可以有效地控制那些比較復雜的系統，其具有非線性特性以及變結構特點，其工作重心主要集中在高層控制，能夠有效地完成多樣性的目標，可以有效滿足高效能的要求等等。目前，隨著社會的不斷發展與科技的不斷進步，智能控制也迎來了良好的發展契機，其不僅更加實用化以及工程化，而且可以與其它現代化技術互相依存，促進彼此的不斷發展與完善。

二、智能控制在機電一體化系統中的應用優勢

（一）智能控制能夠幫助機電一體化系統完善性能

和傳統的自動化控制系統相比，智能控制有其優越性，這種優越性主要表現在可以幫助機電一體化系統更加地完善發展，因此，成為了機械工業與微電子工業未來發展的主要方向和趨勢。

在機電一體化系統中，智能控制可以自己進行中間模型分析，能夠根據外界環境的變化做出相應的調整，形成控制指令，在控制器的作用下，高效、快捷、精確地完成工作任務。

（二）智能控制能夠幫助機電一體化系統提高效率

智能控制技術是依據操作人員發出的命令編碼而使得機械設備自動進入工作狀態，在這個過程中，人工只需要發出命令編碼，而不直接參與到工作勞動之中。所以人工因為操作不當所引起的失誤和損失就可以大大地減少，工作效率就可以大大地提高。在智能控制的幫助下，人力只需要編制出正確的工作編碼和指令即可，智能控制可以按照指令流程來準確流暢地完成工作任務，這保證了機電一體化系統的安全和效率。

（三）智能控制能夠幫助機電一體化系統增加安全可靠性

在接受人類的工作指令后，智能控制系統可以合理地調控設備中的結構或運行程序，來實現對于運行系統的管理和監督，最大限度地保證機電一體化系統的安全可靠。

三、智能控制在機電一體化系統中的應用

（一）智能控制在機械制造過程中的應用

機械制造是機電一體化系統中的重要組成部分，當前最先進的機械制造技術就是將智能控制技術與計算機輔助技術有機結合，向智能機械制造技術的方向發展。其最終目標是利用先進的計算機技術取代一部分腦力勞動，從而模擬人類制造機械的活動。同時，智能控制技術利用神經網絡系統計算的方法對機械制造的現狀進行動態地模擬，通過傳感器融合技術將采集的信息進行預處理，從而修改控制模式中的參數數據。智能控制在機械制造中的應用領域包括：機械故障智能診斷、機械制造系統的智能監控與檢測、智能傳感器及智能學習等。

（二）智能控制在數控領域中的應用

隨著科學技術的發展，我國的機電一體化技術的發展對數控技術提出了更高的要求，不僅需要完成很多的智能功能，還需要擴展、模擬、延伸等新的智能功能，從而使得數控技術可以實現智能編程、智能監控、建立智能數據庫等目標，運用智能控制技術可以實現這些目標。比如說，利用專家系統可以數控領域中難以確定算法與結構不明確的一些問題進行綜合處理，再運用推理規則將數控現場的一些數控故障信息進行推理，從而獲得維修數控機械的一些指導性建議。

（三）智能控制在機器人領域的應用

在動力學方面，機器人往往表現為非線性的、強耦合，并且時變，而多信息和多變量則是在傳感器信息和控制參數等反面的表現，而智能控制的應用正需要這些特質。在機器人領域的方方面面，智能控制技術都已經被廣泛應用。

（四）智能控制在交流伺服系統中的應用

作為機電一體化典型產品的重要組成部分，伺服驅動裝置對控制質量、系統動態性能和功能有著決定性的影響。交流伺服系統是一種很復雜的系統，它的參數可以隨時變動、伴隨著負載的擾動，與此同時交流電動機的本身與被控對象具有很強的非線性等諸多不確定的因素，所以想要建立精準的數學模型是很困難的。于是把智能控制應用于交流伺服系統當中，并且結合現代交流伺服將有可能得到較高的性能指標。

總之，智能控制技術是在傳統控制技術的基礎上，利用先進的計算機技術與網絡通訊技術發展起來的一項技術，是二十一世紀機電一體化技術發展的最新方向。智能控制技術的優劣在很大程度上影響著機電一體化系統的正常運行。通過模糊系統、遺傳算法、專家系統及神經網絡等四項技術的應用，我國機電一體化技術非常順利地實現了智能化的控制，從而促進了我國機電一體化系統的健康長遠發展。

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