智能控制技術在機電一體化系統中的應用研究

冀建龍

摘要：在機電一體化系統應用過程中，環境對象變得越來越復雜，這就需要加強智能控制技術的應用，為企業安全生產提供技術支持。文章首先分析了機電一體化和智能控制技術的概念，然后探討了智能控制的特點，最后研究了智能控制技術在機電一體化系統中的應用，具體內容供大家參考和借鑒。

關鍵詞：智能控制技術；機電一體化；應用

前言

機電一體化技術包括各種新型的技術方法，比如信息技術、機械技術以及微電子技術等，其具有較強的實用性，對于社會的和企業的發展具有十分重要的作用。而為了提高機電一體化技術水平，將智能控制技術應用到其中，能夠提高機電一體化技術的發展水平，幫助其獲得新的發展機遇。

1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較快發展。

2智能控制技術的主要特點和方法

2.1智能控制是對傳統控制理論的發展

目前而言，傳統的理論已經成為智能控制理論的一部分，其有著多方面的優勢，它的先進性、開放性、層級性等對機電一體化的發展有著更加全面的推動作用。人們通常存在一個誤區，就是認為智能控制技術的發展不是在速度、質量上得到提高，而是對機電一體化的全面優化，將機電一體化從傳統發展模式中解脫出來，具有劃時代的意義。

2.2智能控制技術是一個多學科的集中領域

數學、計算機、物理等學科都是其重要的組成部分，智能控制屬于控制理論的高級發展階段，將以前的不足和缺陷彌補起來，用來解決更加復雜的任務和目標。理論基礎主要從剛開始傅京遜的“二元論”到“三元論”再到蔡自興的“四元論”，逐漸的走向完善，從根本上為智能控制的發展提供支持。

2.3多方面控制

智能控制的主要方面是在內部程序的設計，將環境因素和數學模型準確的輸入其中。從多方面混合的控制，知識并不只是停留在基礎之上，而是將最先進的科學技術滲透，讓智能技術不會停下前進的腳步。人才是非常重要的，只有高技術的人才儲備支持才會為設計的更新換代得到保障，將多學科的知識應用其中，實現智能控制在多領域的發展。

3智能控制技術在機電一體化中的應用

3.1智能控制在機電一體化系統機械制造過程中的應用

機電一體化系統作為機械制造中眾多環節中最重要的環節之一，主要包括智能學習、智能監控與檢查、智能診斷機械故障及智能傳感器等方面的技術。目前最領先的機械制作技能就是將計算機輔佐技能和智能操控技能進行有機融合的一種技術。在以前人們靠單純的腦力來進行機械制造，使人們長期處在高度思想集中的工作中，不利于人們長期工作。但是隨著現在技術發展，越來越多的技術融合了智能控制，在機械制造方面人們最大的目標便是借助科學的計算機技能替代部分腦力勞動，通過將人們的思維融入在計算機程序中，讓機器來代替人力，讓機器來模仿人們有關機械制作的相關方式，為機械制造的數字化進程起到推動作用。

3.2基于機器人的智能控制

機器人控制的產業當中，模糊控制為主的智能技術發揮了核心作用，多元化的操作性工業機器人進入到市場，對傳統人工操作進行了良好的替代，自動化操作也成為了時代的主流。現階段，機器人應用中融合了不少技術，使得智能控制在機器人領域發揮了更大的作用，例如：多傳感器信息處理、路徑規劃、檢索掃描以及定位等等。機器人領域的智能控制應用主要體現在模糊邏輯和人工神經網絡兩個主要方面，為系統運行的獨立性和適應性帶來了巨大的提升。

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。

3.4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，是提高數控加工質量和精度的重要手段。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，需要技術人員從策劃環節著手，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，則會對工件的制造過程進行自動化改造。

結束語

綜上所述，我國目前機電一體化技術同西方發達國家之間存在很大差距，因此，技術人員應該在本土自主創新的基礎之上，積極引進和吸收國外先進技術，同我國機電一體化發展的實際情況相結合，創造出一套適合中國機電一體化智能發展的道路。

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