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

趙傳生

（德州亞太集團(tuán)有限公司，山東 德州 253034）

當(dāng)今社會(huì)，設(shè)備向電子自動(dòng)化的方向轉(zhuǎn)變，大型的集成電路被應(yīng)用到生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，機(jī)電一體化技術(shù)在不斷發(fā)展并走向成熟。因此，需要對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)不斷的進(jìn)行完善、更新技術(shù)設(shè)備，使機(jī)電一體化技術(shù)與新興技術(shù)相結(jié)合，更快更好的提高生產(chǎn)力。

在工業(yè)生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)對(duì)象特點(diǎn)不同、結(jié)構(gòu)不同等原因，不利于構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展遇到了困難。智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化中發(fā)揮作用，解決了以往遇到的技術(shù)難題，并且智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中有了更廣泛的應(yīng)用。什么是智能控制技術(shù)？智能控制系統(tǒng)又可以細(xì)化具體的分為哪些控制系統(tǒng)？智能控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)中又有哪些具體的應(yīng)用？下面將具體的進(jìn)行介紹。

1 何為智能控制

控制理論從被人們提出并開發(fā)出來，一直到現(xiàn)在的廣泛應(yīng)用是一個(gè)長(zhǎng)期不斷進(jìn)步的過程，智能控制理論是在之前的理論被不斷完善發(fā)展后保留下來的。控制理論的革新是一個(gè)很緩慢的過程，最先進(jìn)的控制理論就是當(dāng)前被廣泛使用的智能控制技術(shù)。由于傳統(tǒng)控制理論的缺陷，促使了人們對(duì)控制理論的研究，從而催生了智能控制理論，智能控制理論同時(shí)彌補(bǔ)了之前使用的傳統(tǒng)理論的缺陷。

2種不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)組成了智能控制系統(tǒng)：一是對(duì)外部環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和傳感設(shè)備。外部傳感等設(shè)備，可以對(duì)周圍環(huán)境的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，與人腦類似，在感知到數(shù)據(jù)發(fā)生變化后，它可以將變化反饋給控制設(shè)備，這些被感知到的外部因素會(huì)被進(jìn)行分析處理。不僅如此，智能系統(tǒng)還能夠進(jìn)行控制決策的處理和規(guī)劃，并且將信息進(jìn)行儲(chǔ)存。

2 有哪些智能控制系統(tǒng)

智能控制系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐，只有在優(yōu)秀的控制系統(tǒng)的配合下，機(jī)電一體化系統(tǒng)才能夠完美的運(yùn)行。現(xiàn)如今有多種多樣的智能控制系統(tǒng)，不同的控制系統(tǒng)的控制能力良莠不齊，以下是被比較廣泛應(yīng)用的智能控制系統(tǒng)的主要代表。

（1）專家控制系統(tǒng)。專家控制系統(tǒng)把人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的儲(chǔ)備和與人相同的技能儲(chǔ)存在電子計(jì)算機(jī)中，按照預(yù)定的程序?qū)刂葡到y(tǒng)進(jìn)行擬人操作。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與其它系統(tǒng)都被運(yùn)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中。這種技術(shù)是對(duì)人的模仿以及分散式處理，它具有適應(yīng)能力強(qiáng)、可以自我控制的特點(diǎn)。

3 智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的區(qū)別

（1）智能控制系統(tǒng)較之前的控制系統(tǒng)是一種技術(shù)創(chuàng)新和變革，智能控制技術(shù)包含了傳統(tǒng)的控制技術(shù)。智能控制系統(tǒng)可以全面的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)是簡(jiǎn)單的控制，只是一定程度單方面的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)來說較為開放，從而具備了傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)難以企及的信息處理能力。

（2）智能控制技術(shù)是多項(xiàng)目、多學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物，智能控制理論綜合了人工智能、自動(dòng)控制技術(shù)、信息學(xué)科等方面相交叉的部分，而傳統(tǒng)的控制理論只是以單一的反饋控制理論為基礎(chǔ)。

（3）智能控制技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象是傳統(tǒng)控制技術(shù)不能完美操作的具有復(fù)雜多變的數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用對(duì)象，而傳統(tǒng)控制技術(shù)只能應(yīng)用在單一現(xiàn)行的任務(wù)對(duì)象。

（4）智能控制系統(tǒng)可以進(jìn)行相應(yīng)方面的學(xué)習(xí)，從而獲取需要的知識(shí)，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是通過人為對(duì)系統(tǒng)輸入不同的技術(shù)理論來進(jìn)行補(bǔ)充。智能控制系統(tǒng)之所以比傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)先進(jìn)，更被人們青睞，是因?yàn)樗哂辛俗詣?dòng)化自主控制的能力，它在處理一些問題上可以進(jìn)行自主的信息加工處理并進(jìn)行分析改進(jìn)。

4 智能控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）數(shù)字控制。數(shù)字控制領(lǐng)域中存在著很多數(shù)字化、智能化的設(shè)備行為，例如對(duì)預(yù)先制定好的生產(chǎn)對(duì)象進(jìn)行加工制造，對(duì)處理過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行自行處理，對(duì)周圍環(huán)境的變化進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)等。在對(duì)一些對(duì)象進(jìn)行處理時(shí)，設(shè)備可以自行建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析加工，并且可能不用運(yùn)用智能控制技術(shù)。但是遇到復(fù)雜難以處理的模塊時(shí)，建立數(shù)學(xué)模型就會(huì)產(chǎn)生很大的困難，此時(shí)我們利用智能控制技術(shù)就會(huì)在很大程度上解決這些難題。例如模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以使加工的方式得到妥善的綜合處理，相對(duì)應(yīng)的模糊處理方式，可以對(duì)數(shù)字控制機(jī)床進(jìn)行自我故障的診斷修復(fù)，這樣就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)整和規(guī)整。

（2）智能機(jī)器人。機(jī)器人技術(shù)從出現(xiàn)到如今已經(jīng)有了很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，它在各方面技術(shù)的運(yùn)用上都非常的復(fù)雜。例如在動(dòng)力運(yùn)用方面具有多變性和非正常線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而在其環(huán)境感受傳導(dǎo)方面具有傳感器使用多、接收信息多、傳感任務(wù)多等特點(diǎn)。智能控制技術(shù)的使用，智能機(jī)器人的技術(shù)支撐得到了補(bǔ)充。比如智能控制技術(shù)中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)在智能機(jī)器人技術(shù)方面的運(yùn)用上，簡(jiǎn)單解決了機(jī)器人位置確定以及數(shù)學(xué)模型建立分析、數(shù)據(jù)檢測(cè)和數(shù)據(jù)回傳分析等方面之前存在的困難。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同樣也被應(yīng)用在智能機(jī)器人方面，對(duì)靈活機(jī)動(dòng)的機(jī)器人動(dòng)力臂方面有很強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。智能機(jī)器人系統(tǒng)加入了智能控制技術(shù)，提高了智能機(jī)器人的靈活性以及其應(yīng)用范圍，使得智能機(jī)器人有了更好的發(fā)展前景。

（3）設(shè)備裝置。很多的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備都應(yīng)用了機(jī)電一體化系統(tǒng)，智能控制技術(shù)的使用也非常普遍。例如在機(jī)械設(shè)備上運(yùn)用智能控制系統(tǒng)，可以使機(jī)械設(shè)備變得智能化，在根本上提高了機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率和自動(dòng)性。由于電商行業(yè)的發(fā)展，快遞行業(yè)也隨之飛速得到了發(fā)展，快遞的處理效率急需提升。而智能控制技術(shù)在快遞挑揀、商品分配等方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。智能控制技術(shù)可以具體化的應(yīng)用在大規(guī)模商品貨物儲(chǔ)存?zhèn)}庫中，智能控制技術(shù)也可以應(yīng)用在大倉庫貨物商品的挑揀方面，可以讓機(jī)器人智能高效地分配挑揀商品貨物。在家庭居住用具上，智能控制技術(shù)也應(yīng)用廣泛，體現(xiàn)在自動(dòng)化家具設(shè)備的智能自動(dòng)化控制上。例如現(xiàn)在最常見的家庭自動(dòng)掃地設(shè)備，正是因?yàn)橹悄芸刂萍夹g(shù)的應(yīng)用，才能夠讓掃地機(jī)器人自動(dòng)化的工作以及自動(dòng)充電等。

（4）數(shù)控機(jī)床。機(jī)電一體化中包含了數(shù)控機(jī)床設(shè)備，智能控制技術(shù)的應(yīng)用能夠大幅提高機(jī)床設(shè)備運(yùn)行的準(zhǔn)確性和工作效率。在沒有運(yùn)用智能控制技術(shù)之前，傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備僅僅利用簡(jiǎn)單的機(jī)械自動(dòng)化理論進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)支持，所以傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)機(jī)床設(shè)施沒有足夠先進(jìn)的技術(shù)支持，準(zhǔn)確性以及加工的產(chǎn)品精度相對(duì)較低，在設(shè)備生產(chǎn)使用的過程中，往往產(chǎn)生一些錯(cuò)誤，從而嚴(yán)重影響了數(shù)控機(jī)床設(shè)備在生產(chǎn)活動(dòng)以及相關(guān)應(yīng)用中的工作效率。將智能控制技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，完善了芯片和CPU控制系統(tǒng)，從而提高了產(chǎn)品的合格數(shù)量。總體而言，智能控制技術(shù)在設(shè)備與機(jī)床的應(yīng)用上，提高了機(jī)床工作的效率、安全性和準(zhǔn)確性。

5 交流伺服系統(tǒng)應(yīng)用

交流伺服系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的衍生產(chǎn)物，交流伺服系統(tǒng)裝置對(duì)控制質(zhì)量以及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功能具有很強(qiáng)的決定作用。交流伺服系統(tǒng)是一個(gè)涉及范圍繁多、比較復(fù)雜的系統(tǒng)，其參考數(shù)據(jù)可能隨時(shí)產(chǎn)生變化，而且會(huì)受到設(shè)備負(fù)荷的影響。交流伺服系統(tǒng)在航天航空等多方面領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，在交流伺服系統(tǒng)中新技術(shù)的應(yīng)用，可以拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍。交流電動(dòng)機(jī)本身就和需要控制的對(duì)象有著很多的不確定性因素，所以在建立數(shù)學(xué)模型方面存在很多的問題。將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用到交流伺服系統(tǒng)當(dāng)中，并且與現(xiàn)代的技術(shù)相結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生很好的作用。

6 結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了積極的影響，加快了企業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)速度以及提高了生產(chǎn)安全性。而智能控制技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)有著很大的不同，智能控制技術(shù)是相對(duì)較為新興的技術(shù)，該技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)具有很強(qiáng)的幫助作用。正是這項(xiàng)新興技術(shù)，促使機(jī)電一體化技術(shù)能夠擁有更廣闊的使用范圍，才能夠發(fā)揮出更重要的作用。智能控制技術(shù)始終會(huì)向前發(fā)展，所以它會(huì)擁有更完美、長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，經(jīng)過智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)中發(fā)揮作用，機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)得到更好的發(fā)展，這一切都需要科研人員以及從事該專業(yè)人員的不懈努力和更深入的研究。

[1]鄭恒.智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新,2016，(6):154.

[2]張浩鵬.智能控制技術(shù)及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用探索[J].中國科技投資,2017，(16).

[3]趙煥銘.簡(jiǎn)述智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016，(28).

[4]趙春,謝艷艷.智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)月刊,2016，,35(15).