智能控制及其在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

周健安

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能化控制技術(shù)也得到了顯著的進步，并且在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進一步深化。智能化控制技術(shù)對傳統(tǒng)的控制技術(shù)帶來了極大的條韓，逐步在社會中的各行各業(yè)發(fā)揮著愈加重要的作用，不僅彌補了傳統(tǒng)控制技術(shù)生產(chǎn)方面的缺陷，而且還能夠明顯地提高生產(chǎn)效率，智能化控制技術(shù)促進了機電一體化系統(tǒng)向更穩(wěn)定、更高效的方向不斷地發(fā)展。本文主要論述了智能控制技術(shù)的特點和控制理論，并且對比了其于傳統(tǒng)控制技術(shù)的差別。

關(guān)鍵詞：智能控制；機電一體化；系統(tǒng)應(yīng)用

隨著互聯(lián)網(wǎng)集成電路技術(shù)的不斷完善和創(chuàng)新，機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展水平進一步提高，這在一定程度上使得機電一體化技術(shù)在多個范圍和領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，不僅明顯地提高了機電設(shè)備的工作效率，還極大地改善了人們的生活水平。新的時代條件下，科學(xué)技術(shù)的競爭機會愈加地激烈，在機電一體化系統(tǒng)中運用智能化控制技術(shù)，能夠產(chǎn)生明顯的技術(shù)優(yōu)勢，可以明顯地降低機電設(shè)備的投資成本，更促進了機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟。

1. 智能化控制技術(shù)的主要特點

隨著科技的不斷發(fā)展，智能化控制技術(shù)在日常生活中已經(jīng)無處不在，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到生活中的各個領(lǐng)域，這是互聯(lián)網(wǎng)計算機技術(shù)的深入發(fā)展和應(yīng)用的具體體現(xiàn)。智能化控制技術(shù)和傳統(tǒng)的機電一體化系統(tǒng)顯著地區(qū)別就是在整個控制過程中沒有人力的操作和控制，全部都是通過智能化軟件控制和智能化機械設(shè)備運行的命令來進行，智能化控制技術(shù)本質(zhì)上就是實現(xiàn)自動控制的智能化技術(shù)，在技術(shù)層面很好地解決了傳統(tǒng)的機電一體化所存在的技術(shù)缺陷，有效地改善了傳統(tǒng)控制技術(shù)需要人力干預(yù)的局面，智能化技術(shù)還能夠把多個專業(yè)知識有效地融合在一起，在各個領(lǐng)域之間都實現(xiàn)了智能化控制。

智能化控制技術(shù)主要有以下的技術(shù)特點：智能化控制技術(shù)和傳統(tǒng)的簡單的控制技術(shù)之間的本質(zhì)區(qū)別是其能夠在系統(tǒng)高層控制單元中得到很好的應(yīng)用，智能化控制技術(shù)的設(shè)備相對比較齊全，其非線性特性比較理想；智能化控制技術(shù)的設(shè)備使用靈活，能夠根據(jù)整個系統(tǒng)的運行來對控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行改變和調(diào)整；智能化控制技術(shù)還具有很強的學(xué)習(xí)功能，能夠滿足不同領(lǐng)域的多樣化和多功能的發(fā)展需要；智能化控制技術(shù)是一個嶄新的工程領(lǐng)域，具有潛在的發(fā)展空間。

2 智能化控制技術(shù)和傳統(tǒng)控制技術(shù)的主要區(qū)別

2.1 智能化控制技術(shù)是傳統(tǒng)控制技術(shù)優(yōu)化的結(jié)果

傳統(tǒng)的控制技術(shù)主要是通過機械控制來代替了人工控制，因此，智能做重復(fù)性的簡單操作，并且普遍應(yīng)用在工業(yè)化活動的底層，而智能化控制技術(shù)則有著明顯的不同，智能化控制技術(shù)是以傳統(tǒng)控制技術(shù)理論為基礎(chǔ)，通過融合互聯(lián)網(wǎng)計算機技術(shù)實現(xiàn)了智能化控制，并且智能化控制結(jié)構(gòu)相對靈活、開放，在處理綜合信息和學(xué)習(xí)能力方面具有顯著的優(yōu)勢[1]。

2.2 智能化控制技術(shù)的側(cè)重點不同

智能化控制技術(shù)的控制對象和傳統(tǒng)控制技術(shù)有著本質(zhì)的區(qū)別，智能化控制技術(shù)的控制系統(tǒng)是先進的計算機控制，具有非線性和不確定性的技術(shù)特征，其功能相對比較多樣化，主要是通過發(fā)出一系列復(fù)雜的指令來達到智能化控制的根本目標，而傳統(tǒng)控制技術(shù)僅僅是對線性和確定性的控制對象進行簡單的操作。

2.3 智能化控制技術(shù)的設(shè)計重點不同

智能化控制技術(shù)的設(shè)計重點是對不同的控制對象和任務(wù)目標進行智能化的掃描、識別，主要是通過改變程序和數(shù)據(jù)庫已有的命令來實現(xiàn)控制系統(tǒng)的運行，而傳統(tǒng)的控制技術(shù)的目標相對就比較單一，主要是運用固定的數(shù)學(xué)公式和運動理論公式來實現(xiàn)對象的控制。智能化控制的功能比較廣泛，不僅可以根據(jù)廣義的數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)混合控制，還能夠根據(jù)開環(huán)和閉環(huán)的特征模型以定性的方式來執(zhí)行控制命令，從而實現(xiàn)模型多樣化的控制目標。

2.4 智能化控制技術(shù)的學(xué)習(xí)方式不同

智能化控制技術(shù)主要是通過技術(shù)人員的經(jīng)驗總結(jié)來獲取控制專業(yè)知識，并且能夠在使用的過程中不斷地根據(jù)控制的實際情況進行優(yōu)化和改進；傳統(tǒng)控制技術(shù)獲得控制知識的主要手段則是通過固定的公式理論定義來實現(xiàn)。智能化控制技術(shù)本質(zhì)上就是對人類的行為進行模仿，然后就可以根據(jù)控制對象所處的運行狀態(tài)和環(huán)境狀況來進行有效的判別，智能化控制系統(tǒng)的決策能力相對準確、及時，控制能力也比較強，而傳統(tǒng)控制技術(shù)完成控制命令的程序相對簡單的多，主要是通過控制指令來完成比較簡單的機械動作。智能化控制系統(tǒng)更容易得到人們的認可，可以根據(jù)已出現(xiàn)問題的特征自主地進行性能的優(yōu)化[2]。

3 智能控制技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 智能化控制技術(shù)在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用

先進科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得控制技術(shù)領(lǐng)域的競爭日漸激烈，智能化技術(shù)除了能夠維持機電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性外，還能夠保障系統(tǒng)的安全等級和精確度，還可以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的多樣化，簡單地說則是智能化控制技術(shù)能夠滿足機電一體化系統(tǒng)運行的實際需求，智能化控制技術(shù)使得系統(tǒng)的功能更加強大，可以對系統(tǒng)的運行信息進行綜合性的分析和處理，通過感應(yīng)周邊環(huán)境因素的變化采取比較靈活的控制政策。智能化控制技術(shù)能夠根據(jù)機電一體化系統(tǒng)運行的實際情況對程序進行編輯和調(diào)整，從而實現(xiàn)自我學(xué)習(xí)、控制和修復(fù)的控制目標。智能化控制技術(shù)的理論主要是模糊控制，在控制系統(tǒng)中對模糊的系統(tǒng)具有較強的控制作用，智能化控制技術(shù)還能夠?qū)刂葡到y(tǒng)進行功能優(yōu)化，自動地尋找運行中的性能缺陷，有效地提高機電一體化系統(tǒng)的安全運行指數(shù)。例如對于車間生產(chǎn)線活化爐電氣改造，通過采用先進調(diào)整器PID控制，測溫儀反饋信號，PLC編程控制，觸摸屏操作。采用西門子工業(yè)控制模塊后，有效地提高了自動化水平，提高生產(chǎn)線產(chǎn)能。

3.2 智能化控制技術(shù)在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用

機器人領(lǐng)域是近年來發(fā)展的熱點話題，機器人領(lǐng)域的快速發(fā)展的技術(shù)支撐則是智能化控制技術(shù)，機器人正常使用功能主要是實現(xiàn)常有的動力學(xué)特征，這些動力學(xué)特征主要包括非線性和時變函數(shù)等關(guān)系，特別是需要通過傳感器的傳遞作用來實現(xiàn)信息的多樣化發(fā)展，其控制系統(tǒng)的參數(shù)變化是以能夠?qū)崿F(xiàn)功能的多樣化和智能化控制為目標，上述的控制技術(shù)都是和智能化控制技術(shù)緊密相連，不難發(fā)現(xiàn)，智能化控制技術(shù)在機器人領(lǐng)域的發(fā)展扮演著重要的角色，例如機器人行走的路線規(guī)劃、動作信息處理、動作控制信息都需要通過智能化控制技術(shù)來實現(xiàn)，當機器人系統(tǒng)中采用智能化控制技術(shù)后，機器人就能夠根據(jù)面對的現(xiàn)實情況進行自我的學(xué)習(xí)、調(diào)整和適應(yīng)。

3.3 智能化控制技術(shù)在交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用

交流伺服系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)的重要組成部分，交流伺服系統(tǒng)的主要作用就是對信號進行及時的處理，從而實現(xiàn)設(shè)備執(zhí)行動作的快速反應(yīng)，直接影響著機電一體化系統(tǒng)的控制質(zhì)量和控制效率。通常情況下，交流伺服系統(tǒng)會根據(jù)時間來改變電動機的運行參數(shù)進和負載擾動，控制系統(tǒng)的對象具有非確定性和不確定性的特點，總的來說整體運行參數(shù)比較復(fù)雜，在實踐操作過程中很難獲得精確的數(shù)學(xué)模型公式。在交流伺服系統(tǒng)中運用智能化控制技術(shù)，則能夠顯著地改善整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，進而提高交流伺服系統(tǒng)的功能指標。智能化控制技術(shù)中的模糊控制理論能夠使得交流伺服系統(tǒng)及時地響應(yīng)變化信號，優(yōu)化系統(tǒng)自身的靈敏性，保證交流伺服系統(tǒng)具有足夠的靈敏性、抗干擾能力和自我學(xué)習(xí)能力，還能夠根據(jù)實際情況發(fā)出調(diào)整信號。

結(jié)語：

機電一體化系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地運用在社會的各個領(lǐng)域，產(chǎn)生了積極的影響，特別是智能化控制技術(shù)的運用使得機電一體化系統(tǒng)朝著先進、高端的發(fā)展方向進行功能的優(yōu)化和創(chuàng)新，極大地提高了系統(tǒng)的控制效率，減少了控制信號錯誤發(fā)生的概率，相對傳統(tǒng)的控制技術(shù)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。本文全面地分析了智能化控制技術(shù)的顯著特點、優(yōu)勢及應(yīng)用，能夠為智能化控制技術(shù)的進一步發(fā)展提供理論借鑒。

參考文獻：

[1]汪國慶.智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].科技展望.2016（04）：38-39.

[2]趙祥坤，李帥三，蘇奎.基于智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].中國新通信.2014（03）：121-122.