對于當(dāng)前機電一體化工程中智能制造的運用分析

吳曰連

南昌海立電器有限公司

對于當(dāng)前機電一體化工程中智能制造的運用分析

吳曰連

南昌海立電器有限公司

本文主要從機電一體化中智能控制系統(tǒng)的概述出發(fā)，重點機電一體化中智能控制系統(tǒng)的重要性，最后對智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的運用進(jìn)行了探究。

智能控制；機電一體化；應(yīng)用

一、機電一體化中智能控制的概述

1、定義

所謂智能控制，主要是指在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)。就目前機電一體化中所涉及的智能控制系統(tǒng)來看，其主要是一個知識處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以模擬人工智能或者具有人工智能的系統(tǒng)。

2、機電一體化智能控制系統(tǒng)的特點

1)智能控制是在傳統(tǒng)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，屬于高級控制。具有處理信息的綜合能力較強，實現(xiàn)全局優(yōu)化系統(tǒng)的特點。

2)智能控制系統(tǒng)融合了不同學(xué)科技術(shù)，包括微電子技術(shù)、機械技術(shù)、信息技術(shù)等，是在多門學(xué)科的交叉下產(chǎn)生的一門技術(shù)。

3)相比于傳統(tǒng)控制的對象和任務(wù)的單一性，智能控制的對象更加寬泛，更加側(cè)重于數(shù)學(xué)模型、設(shè)計推理、識別環(huán)境和符號以及知識庫，任務(wù)也更加復(fù)雜，具有極強的不確定性。

4)智能控制在學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)功能以及組織功能等多個功能方面，功能更加強大。此外，智能控制系統(tǒng)一個最大的特點就是實現(xiàn)了擬人和仿人智能的功能。

二、機電一體化中智能控制系統(tǒng)的重要性

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能控制作為高科技的產(chǎn)物之一，可以在無人干預(yù)的情況下能夠自主的驅(qū)動智能機器實現(xiàn)自動控制技術(shù)，在實際的操作過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的有效運作是一個非常復(fù)雜的運作過程，涉及眾多領(lǐng)域與眾多專業(yè)學(xué)科知識，這對系統(tǒng)控制人員提出了很高的要求。而智能控制技術(shù)可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)的編程對機電一體化設(shè)備進(jìn)行自動化運作控制，可以很好的控制機電一體化工作，能夠代替人進(jìn)行工作，并且智能控制技術(shù)還能降低失誤率，在企業(yè)工作室實現(xiàn)電氣設(shè)備自動化的運作，能夠提高工作效率，還能減少人力資源成本。

1、完善機電一體化系統(tǒng)的性能

智能控制技術(shù)主要是根據(jù)外部環(huán)境的變化，智能化調(diào)控系統(tǒng)的工作內(nèi)容。并且，在數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計階段，通常采用模塊化設(shè)計方案，能滿足全部的機電一體化生產(chǎn)要求。由此可見，智能控制能夠有效提高機電一體化系統(tǒng)系統(tǒng)的性能。

2、提高機電一體化的工作效率

機電一體化智能控制體現(xiàn)在操作和加工等環(huán)節(jié)，將智能控制運用到工業(yè)生產(chǎn)過程中，操作流程得以優(yōu)化，同時縮短了加工時間。復(fù)合加工是智能控制的重要體現(xiàn)，數(shù)控機床實現(xiàn)了多軸加工，滿足了多控制需要，取代了大部分人工工作，而且實現(xiàn)了多道工藝一次性加工，因此，智能控制有效提高了機械制造機電一體化系統(tǒng)的工作效率。

3、提升機電一體化系統(tǒng)的安全可靠性

智能控制能在在較為復(fù)雜的工作條件下，有極強的克服能力，與傳統(tǒng)控制相比，更加安全、可靠。同時，智能控制技術(shù)能夠?qū)C電一體化系統(tǒng)中的部分程序和結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能化控制與調(diào)試，以此來保證機電一體化系統(tǒng)的安全性和可靠性，增大安全性和可靠性的同時，提高了工作效率。

三、智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、智能控制在機械制造過程中的應(yīng)用

機械制造是機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)前最先進(jìn)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)有機結(jié)合，向智能機械制造技術(shù)的方向發(fā)展。同時，智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計算的方法對機械制造的現(xiàn)狀進(jìn)行動態(tài)地模擬，通過傳感器融合技術(shù)將采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。智能控制在機械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：機械故障智能診斷、機械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控與檢測、智能傳感器及智能學(xué)習(xí)等。

2、智能控制在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用

機器人具有非常多的特性，其中最主要的就是非線性、時變性以及強耦合，而這些特征主要都是體現(xiàn)在機器人的動力系統(tǒng)之中。同時在機器人的控制參數(shù)系統(tǒng)當(dāng)中，機器人具有多邊變性以及多任務(wù)性的特征，而這些特征的存在是非常適合智能控制技術(shù)的應(yīng)用。就目前的技術(shù)和發(fā)展來說，在機器人實際操作中智能控制技術(shù)主要四個方面：對機器人行走軌跡和行走路徑以及跟蹤等方面的控制；對機器人手臂的姿態(tài)以及動作進(jìn)行智能控制；有效利用專家控制系統(tǒng)對機器人的運動環(huán)境進(jìn)行建模、監(jiān)測、定位以及規(guī)劃控制；對機器人的傳感器信息融合和視覺處理進(jìn)行智能控制。

3、智能控制在交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用

在機電一體化系統(tǒng)中，交流伺服系統(tǒng)是一個重要的組成部分。交流伺服系統(tǒng)主要實現(xiàn)信號處理后轉(zhuǎn)換成機械設(shè)備的動作，對于整個機電一體化系統(tǒng)的控制質(zhì)量、控制效果和控制功能有著重要的影響。交流伺服系統(tǒng)是一個復(fù)雜的運行系統(tǒng)，對于交直流電動機有著時變參數(shù)和負(fù)載擾動的特點，并且控制對象非線性、不確定，因此不能得到交流伺服系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，這時將智能控制技術(shù)應(yīng)用到交流伺服系統(tǒng)中，結(jié)合交流伺服理論，實現(xiàn)了交流伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠的運行，提高了系統(tǒng)各方面的性能指標(biāo)。通過運用智能控制技術(shù)的模糊控制算法，大大提高了交流伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的靈敏度和性能，并且保證了系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力，實現(xiàn)了交流伺服系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)、自我控制和自我調(diào)整。

4、智能控制在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用

數(shù)控領(lǐng)域的操作步驟比較煩瑣，操作過程相對于其他操作系統(tǒng)也比較嚴(yán)格，因此在操作的過程中很容易出現(xiàn)問題，操作的過程一旦出現(xiàn)了問題就會引起很大的故障，造成不可估計的損失。智能控制技術(shù)的引入能夠?qū)?shù)控領(lǐng)域的日常復(fù)雜的操作變得簡單，并且能提高操作的效率和準(zhǔn)確性，保證系統(tǒng)運行安全。在數(shù)控領(lǐng)域，還可以利用遺傳進(jìn)化算法，找到最佳的數(shù)控系統(tǒng)加工路徑，運用只能控制中的預(yù)算和預(yù)測功能，在數(shù)控在高速加工的時候能夠控制數(shù)控的綜合運動，現(xiàn)階段數(shù)控系統(tǒng)對其性能有很高的要求，不僅要求可靠性、精準(zhǔn)度，還要求有高速的運算能力。所以，為了實現(xiàn)這些功能，在數(shù)控領(lǐng)域必須應(yīng)用只能控制，運用智能控制降低數(shù)控領(lǐng)域工作的復(fù)雜性。

四、結(jié)語

總之，作為機電一體化系統(tǒng)未來發(fā)展的一個必然趨勢，智能控制以其獨有的高水平、高效率、高性能的控制優(yōu)勢逐漸得到廣泛的應(yīng)用，相信隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，一定會推動著機電一體化系統(tǒng)朝著高度智能化和功能化的方面不斷發(fā)展，為我國各個領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展發(fā)揮更大的作用。

[1]余建文.淺談智能控制與機電一體化的融合發(fā)展[J].應(yīng)用技術(shù)，2012-08-10