智能控制及其在機電一體化系統中的應用

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，并且在信息技術以及計算機技術的不斷推動之下，智能控制正在逐步完善，同時已經投入到電力電子學、工業以及機械制造等多個高新技術方面。智能控制可以不經過人為干預，即可以自動化的驅動智能機器設備，以滿足控制要求。本文對智能控制技術以及機電一體化技術進行了簡要分析，探討其在機電一體化系統方面的具體應用。

關鍵詞：智能控制；數控機床；機電一體化系統

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

1 前言

機電一體化技術包括各種新型技術方法，比如信息技術、機械技術以及微電子技術等，具有很強的實用性。機電一體化技術對于社會和企業的發展越來越重要，為推動機電一體化技術水平的提升，智能控制技術隨之提升。智能控制技術主要是通過信息技術以及計算機技術等開展控制活動，將其投入到機電一體化系統中，使機電一體化技術獲得新的發展機遇。

2 智能控制技術和機電一體化技術淺析

智能控制的產生基礎是傳統理論。智能控制技術是相對開放的，同時具有分布特征，對各種信息進行綜合處理。在使用智能控制技術來促進機電一體化技術提升時，不應把眼光局限在機電一體化系統的自動化處理及高度自控方面，而需要對技術整體展開優化。另外智能控制技術涉及眾多學科，比如運籌學、自動控制理論及人工智能技術等，其滿足非線性、不確定性或復雜程度較強的任務目標，這是傳統控制方法不能比擬的。

機電一體化系統在我國起步時間相對較晚，在時代大形勢的推動下，先是光學以及通信技術應用到機電一體化系統中，再是微細加工方法在其中得到了很好的應用，進而產生了光電一體化及微機電一體化這兩個新的發展方向，現在，人工智能控制技術及神經網絡、光纖等高精尖技術也融入到機電一體化系統，使機電一體化技術獲得了很大的發展空間，與其相關的產業也得到了發展。

3 在機電一體化系統中，智能控制技術的具體應用

3.1 在數控機床方面的應用

機電一體化技術大量應用到數控機床當中，判斷機電一體化系統應用質量的基礎就是其精準度。由于傳統的數控機床過于依賴人為操作，缺乏智能技術，造成機床的精度不合格，或產品的加工質量不達標等，但智能數控技術包含了眾多CPU 控制系統及高新RISC 芯片，使得機床精度得到了很大程度的提升。

為保證數控機床的運行質量，需要由策劃環節著手，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，使各種產品的生產質量及型號均能夠達到相關標準。同時在對群孔體系成果進行管理時，可以把各種類型群孔體系的各個操縱進行同一水平層次的規避，從而使調節體系滿足相關需求。

為保證數控機床的正常運轉，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品的制作成果可以滿足智能化要求，應當通過操縱程序按要求對各個工件進行嚴密的編程。過去，只可以應用普通機床設備進行工件的制作，工件的制作質量受到人為因素的影響較大，但現在通過操縱程序的使用，在程序中輸入具體的步驟同時調節機床裝置之后，則會自動化的進行工件的制造。

3.2 在機械制造方面的使用

隨著智能控制技術在機電一體化方面的逐步延伸，使相關的機械制造行業大力發展智能制造。利用智能控制技術可以進行一定程度的專家智能活動模式，進而取代一些人為的腦力勞動，或是對人腦勞動進行進一步的延伸。通過智能控制技術的使用，可以通過精準的數據或模糊的資料對一些問題展開預測，并利用模糊數學以及神經網絡技術共同對機械制造的各個環節展開建模，同時可以利用傳感器融合方法來對各種信息進行更好的處理。

在機械制造方面，智能控制技術還體現出很多的優勢，像利用神經網絡識別技術特有的在線模式，更好的處理并優化不完整的數據信息，同時對各個零部件的可靠程度展開分析，進行智能化的學習，以及對零件的設計進行改良等。

3.3 交流伺服系統的使用

交流伺服技術對于機電一體化系統的重要性偏高，交流伺服驅動設備已經成為眾多機電一體化系統中必不可少的一部分。交流伺服驅動設備能夠使電信號轉化成對應的機械動作，這樣整個機電一體化裝置的動態性能即會受到直接的影響，機電一體化裝置的運行效果也會受到制約。只有智能控制技術不斷的發展，交流調速系統的運行效果才會得以提升，以使直流伺服系統逐步轉化為交流伺服系統。通過交流伺服技術以及智能控制技術兩者的有效融合，提升交流伺服系統的運行效果，使其可以應對參數時變情況、耦合性問題等，這樣交流伺服系統即可以利用不完善的模型建立起相當完善的 PID 參數，從而達到高性能、高精準度指標需求。

通過結合運用智能控制方法以及常規的 PID 控制技術，建立起智能PID系統，為此需要使人工智能技術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，使融合后的系統可以通過數學模型以及控制器參數即做到自動化的調整，大大提升了系統的適應能力。若是只能夠投入模糊控制算法，同樣可以使交流伺服系統具有更強的抗干擾性，使其具有更快的動態以及靜態響應速度。

4 結語

智能控制技術的發展離不開傳統非智能控制理念的推動，智能控制技術包含了非智能控制技術的優勢，同時也具有計算機以及信息技術的強大優勢，有效的應用了互聯網技術以及計算機信息技術。智能控制技術主要是由模糊系統、神經網絡 以及遺傳算法等多種高精尖系統構成，將其科學的投入到機電一體化技術中，能夠使高級線性以及非線性問題得到很好的解決。所以智能控制技術的應用是非常有必要的，可以更好地推動機電一體化方法更好更快的達到高質量以及高性能控制目的。

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