智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

孔祥順 郝田 馬騰

摘 要：隨著控制理論的不斷延伸，智能控制隨之出現(xiàn)，并且在信息技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的不斷推動之下，智能控制正在逐步完善，同時已經(jīng)投入到電力電子學(xué)、工業(yè)以及機(jī)械制造等多個高新技術(shù)方面。智能控制可以不經(jīng)過人為干預(yù)，即可以自動化的驅(qū)動智能機(jī)器設(shè)備，以滿足控制要求。本文對智能控制技術(shù)以及機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了簡要分析，探討其在機(jī)電一體化系統(tǒng)方面的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能控制；數(shù)控機(jī)床；機(jī)電一體化系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.144

1 前言

機(jī)電一體化技術(shù)包括各種新型技術(shù)方法，比如信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及微電子技術(shù)等，具有很強(qiáng)的實用性。機(jī)電一體化技術(shù)對于社會和企業(yè)的發(fā)展越來越重要，為推動機(jī)電一體化技術(shù)水平的提升，智能控制技術(shù)隨之提升。智能控制技術(shù)主要是通過信息技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等開展控制活動，將其投入到機(jī)電一體化系統(tǒng)中，使機(jī)電一體化技術(shù)獲得新的發(fā)展機(jī)遇。

2 智能控制技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)淺析

智能控制的產(chǎn)生基礎(chǔ)是傳統(tǒng)理論。智能控制技術(shù)是相對開放的，同時具有分布特征，對各種信息進(jìn)行綜合處理。在使用智能控制技術(shù)來促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)提升時，不應(yīng)把眼光局限在機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動化處理及高度自控方面，而需要對技術(shù)整體展開優(yōu)化。另外智能控制技術(shù)涉及眾多學(xué)科，比如運(yùn)籌學(xué)、自動控制理論及人工智能技術(shù)等，其滿足非線性、不確定性或復(fù)雜程度較強(qiáng)的任務(wù)目標(biāo)，這是傳統(tǒng)控制方法不能比擬的。

機(jī)電一體化系統(tǒng)在我國起步時間相對較晚，在時代大形勢的推動下，先是光學(xué)以及通信技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)中，再是微細(xì)加工方法在其中得到了很好的應(yīng)用，進(jìn)而產(chǎn)生了光電一體化及微機(jī)電一體化這兩個新的發(fā)展方向，現(xiàn)在，人工智能控制技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、光纖等高精尖技術(shù)也融入到機(jī)電一體化系統(tǒng)，使機(jī)電一體化技術(shù)獲得了很大的發(fā)展空間，與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也得到了發(fā)展。

3 在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 在數(shù)控機(jī)床方面的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)大量應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，判斷機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用質(zhì)量的基礎(chǔ)就是其精準(zhǔn)度。由于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床過于依賴人為操作，缺乏智能技術(shù)，造成機(jī)床的精度不合格，或產(chǎn)品的加工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等，但智能數(shù)控技術(shù)包含了眾多CPU 控制系統(tǒng)及高新RISC 芯片，使得機(jī)床精度得到了很大程度的提升。

為保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行質(zhì)量，需要由策劃環(huán)節(jié)著手，做好模塊化策劃工作。這是由于模塊化會涉及到眾多方面，同時剪裁功能較為良好，使各種產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量及型號均能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時在對群孔體系成果進(jìn)行管理時，可以把各種類型群孔體系的各個操縱進(jìn)行同一水平層次的規(guī)避，從而使調(diào)節(jié)體系滿足相關(guān)需求。

為保證數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，操縱程序是非常重要的一部分，其主要程序為了保證工件產(chǎn)品的制作成果可以滿足智能化要求，應(yīng)當(dāng)通過操縱程序按要求對各個工件進(jìn)行嚴(yán)密的編程。過去，只可以應(yīng)用普通機(jī)床設(shè)備進(jìn)行工件的制作，工件的制作質(zhì)量受到人為因素的影響較大，但現(xiàn)在通過操縱程序的使用，在程序中輸入具體的步驟同時調(diào)節(jié)機(jī)床裝置之后，則會自動化的進(jìn)行工件的制造。

3.2 在機(jī)械制造方面的使用

隨著智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化方面的逐步延伸，使相關(guān)的機(jī)械制造行業(yè)大力發(fā)展智能制造。利用智能控制技術(shù)可以進(jìn)行一定程度的專家智能活動模式，進(jìn)而取代一些人為的腦力勞動，或是對人腦勞動進(jìn)行進(jìn)一步的延伸。通過智能控制技術(shù)的使用，可以通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)或模糊的資料對一些問題展開預(yù)測，并利用模糊數(shù)學(xué)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)共同對機(jī)械制造的各個環(huán)節(jié)展開建模，同時可以利用傳感器融合方法來對各種信息進(jìn)行更好的處理。

在機(jī)械制造方面，智能控制技術(shù)還體現(xiàn)出很多的優(yōu)勢，像利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別技術(shù)特有的在線模式，更好的處理并優(yōu)化不完整的數(shù)據(jù)信息，同時對各個零部件的可靠程度展開分析，進(jìn)行智能化的學(xué)習(xí)，以及對零件的設(shè)計進(jìn)行改良等。

3.3 交流伺服系統(tǒng)的使用

交流伺服技術(shù)對于機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要性偏高，交流伺服驅(qū)動設(shè)備已經(jīng)成為眾多機(jī)電一體化系統(tǒng)中必不可少的一部分。交流伺服驅(qū)動設(shè)備能夠使電信號轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的機(jī)械動作，這樣整個機(jī)電一體化裝置的動態(tài)性能即會受到直接的影響，機(jī)電一體化裝置的運(yùn)行效果也會受到制約。只有智能控制技術(shù)不斷的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行效果才會得以提升，以使直流伺服系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)化為交流伺服系統(tǒng)。通過交流伺服技術(shù)以及智能控制技術(shù)兩者的有效融合，提升交流伺服系統(tǒng)的運(yùn)行效果，使其可以應(yīng)對參數(shù)時變情況、耦合性問題等，這樣交流伺服系統(tǒng)即可以利用不完善的模型建立起相當(dāng)完善的 PID 參數(shù)，從而達(dá)到高性能、高精準(zhǔn)度指標(biāo)需求。

通過結(jié)合運(yùn)用智能控制方法以及常規(guī)的 PID 控制技術(shù)，建立起智能PID系統(tǒng)，為此需要使人工智能技術(shù)以及控制器得到很好的融合，這就需要用到非線性控制技術(shù)，使融合后的系統(tǒng)可以通過數(shù)學(xué)模型以及控制器參數(shù)即做到自動化的調(diào)整，大大提升了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。若是只能夠投入模糊控制算法，同樣可以使交流伺服系統(tǒng)具有更強(qiáng)的抗干擾性，使其具有更快的動態(tài)以及靜態(tài)響應(yīng)速度。

4 結(jié)語

智能控制技術(shù)的發(fā)展離不開傳統(tǒng)非智能控制理念的推動，智能控制技術(shù)包含了非智能控制技術(shù)的優(yōu)勢，同時也具有計算機(jī)以及信息技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢，有效的應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及計算機(jī)信息技術(shù)。智能控制技術(shù)主要是由模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 以及遺傳算法等多種高精尖系統(tǒng)構(gòu)成，將其科學(xué)的投入到機(jī)電一體化技術(shù)中，能夠使高級線性以及非線性問題得到很好的解決。所以智能控制技術(shù)的應(yīng)用是非常有必要的，可以更好地推動機(jī)電一體化方法更好更快的達(dá)到高質(zhì)量以及高性能控制目的。

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