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

文/吳亞?wèn)|，新時(shí)代民爆（遼寧）股份有限公司

1 智能控制技術(shù)的概述

智能控制技術(shù)是一種機(jī)械自動(dòng)控制方式，能夠讓機(jī)械設(shè)備在無(wú)人控制的情況下自動(dòng)運(yùn)行。智能控制主要由三個(gè)部分組成，分別是人工智能、自動(dòng)控制以及運(yùn)籌學(xué)。其中人工智能就是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)，具備對(duì)信息進(jìn)行處理，并對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶等功能。而自動(dòng)控制則是一種具有動(dòng)力學(xué)特性的動(dòng)態(tài)反饋系統(tǒng)；運(yùn)籌學(xué)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一種優(yōu)化的方法，主要由線形規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃管理以及科學(xué)調(diào)度等組成，其能夠?qū)C(jī)械進(jìn)行定量處理。

2 智能控制技術(shù)的主要特征分析

2.1 智能控制是在傳統(tǒng)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，屬于高級(jí)控制。具有處理信息的綜合能力較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化系統(tǒng)的特點(diǎn)。此外，智能控制在結(jié)構(gòu)上引入了分布式、分級(jí)式和開(kāi)放式等多種結(jié)構(gòu)。

2.2 智能控制的對(duì)象寬泛，且任務(wù)復(fù)雜，具有極強(qiáng)的不確定性。傳統(tǒng)控制對(duì)象和任務(wù)都比較單一。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，傳統(tǒng)控制的重點(diǎn)在于運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方程、傳遞函數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程來(lái)描述系統(tǒng)，而智能控制系統(tǒng)更加側(cè)重于數(shù)學(xué)模型、設(shè)計(jì)推理、識(shí)別環(huán)境和符號(hào)以及知識(shí)庫(kù)。

2.3 在學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)功能以及組織功能等功能方面，智能控制系統(tǒng)要更勝一籌，即使是在較為復(fù)雜的工作條件下，或者被控制對(duì)象較為復(fù)雜的情況下，都有極強(qiáng)的克服能力。此外，智能控制系統(tǒng)一個(gè)最大的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了擬人和仿人智能的功能。同時(shí)智能控制系統(tǒng)的混合控制過(guò)程可以用數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn)，一些非數(shù)學(xué)的廣義模型也可以描述出來(lái)，使用的是多模態(tài)控制方式，這種方式是定性決策、定量控制和開(kāi)閉環(huán)控制相互結(jié)合的體現(xiàn)。

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

3.1 智能控制技術(shù)在數(shù)控一體化中的應(yīng)用分析。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的進(jìn)步。而數(shù)控技術(shù)作為機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展中的重要組成部分，其不僅能夠幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)完成各項(xiàng)智能功能，同時(shí)其在擴(kuò)展、延伸以及模擬等方面也發(fā)揮著十分重要的作用。因此使用數(shù)控技術(shù)能夠讓機(jī)電一體化系統(tǒng)在實(shí)際操作中完成智能監(jiān)控、智能編程以及監(jiān)理智能數(shù)據(jù)庫(kù)等工作，同時(shí)還能有助于機(jī)電一體化系統(tǒng)完成一些日常目標(biāo)。舉例來(lái)說(shuō)：數(shù)控技術(shù)能夠針對(duì)一些算法不明確或者是不具備明確結(jié)果的問(wèn)題利用推理規(guī)則來(lái)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決。

3.2 智能控制技術(shù)在建筑機(jī)電工程中的應(yīng)用。智能建筑是建筑行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，而智能控制在建筑機(jī)電一體化中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在照明通信系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)兩個(gè)方面。首先是照明通信系統(tǒng)。所謂的通信系統(tǒng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是互聯(lián)網(wǎng)通信，而智能通信系統(tǒng)能夠利用控制器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控小區(qū)用戶的通訊線路，可以在發(fā)生故障時(shí)，第一時(shí)間對(duì)故障線路進(jìn)行檢修和維護(hù)，從而為小區(qū)用戶的穩(wěn)定通訊提供保障。而照明系統(tǒng)顧名思義就是對(duì)建筑中的照明進(jìn)行有效的控制，照明系統(tǒng)控制的主要內(nèi)容包括了照明時(shí)間、照明邏輯以及照明系統(tǒng)節(jié)能燈等方面；最后就是空調(diào)系統(tǒng)的控制。智能空調(diào)系統(tǒng)能夠模擬四級(jí)的溫度變化，并利用風(fēng)閥對(duì)空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，有利于凈化室內(nèi)的控制，并提高能源的使用效率。

3.3 智能控制技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用分析。對(duì)于機(jī)器人而言，機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)才是其運(yùn)行的關(guān)鍵。而機(jī)器人的運(yùn)行系統(tǒng)還具備許多特性，例如非線性、時(shí)變性以及強(qiáng)耦合等。此外，在機(jī)器人控制參數(shù)系統(tǒng)中，由于其存在多邊變性以及多任務(wù)性特點(diǎn)，十分符合智能控制技術(shù)對(duì)于應(yīng)用條件的要求。而將智能控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人操作中，其主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人四個(gè)方面的智能控制；一是利用專(zhuān)業(yè)控制系統(tǒng)來(lái)建模、監(jiān)測(cè)、定位以及規(guī)劃控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)環(huán)境；二是智能控制機(jī)器人手臂的姿態(tài)以及動(dòng)作等；三是智能規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的行走軌跡以及行走路徑等；四是智能控制機(jī)器人的傳感器信息融合以及視覺(jué)處理等。

3.4 智能控制技術(shù)在交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)而言，交流伺服系統(tǒng)在其中發(fā)揮著十分重要的作用。所謂的交流伺服系統(tǒng)就是一種轉(zhuǎn)化電信號(hào)來(lái)對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制的轉(zhuǎn)換裝置系統(tǒng)。而在交流伺服系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)，一方面有利于提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，同時(shí)也能大大降低生產(chǎn)的成本。在交流伺服系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于其運(yùn)行情況較為復(fù)雜，因此容易出現(xiàn)負(fù)載擾動(dòng)、運(yùn)行參數(shù)變化或者強(qiáng)耦合等問(wèn)題，不利于該系統(tǒng)的運(yùn)行。一般情況下，為了解決這一問(wèn)題，要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的情況來(lái)建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，然而數(shù)學(xué)模型的精確度是無(wú)法保證的，然而這時(shí)無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)下交流伺服系統(tǒng)運(yùn)行的高要求的。而智能控制技術(shù)的應(yīng)用有效的解決了該問(wèn)題，一方面提高了數(shù)學(xué)模型的精確度，同時(shí)還對(duì)各種運(yùn)行的指標(biāo)進(jìn)行了合理的調(diào)整，大大滿足了工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于交流伺服系統(tǒng)運(yùn)行的要求。

3.5 智能控制技術(shù)在機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用分析。機(jī)械制造作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部分，對(duì)于機(jī)械制造技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和智能控制相結(jié)合的機(jī)械技術(shù)是目前我國(guó)最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造的智能化。機(jī)械制造技術(shù)的智能化主要是通過(guò)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬人體大腦運(yùn)行的情況，以此來(lái)完成機(jī)械制造中部分的腦力勞動(dòng)，進(jìn)而完成機(jī)械制造的過(guò)程。在此過(guò)程中，首先是使用智能控制技術(shù)來(lái)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬機(jī)械制造的實(shí)時(shí)情況，并將采集來(lái)的信息使用傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行相關(guān)的處理，并修改控制模式中的一些參數(shù)與數(shù)據(jù)。目前在我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前機(jī)電一體化系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了智能控制技術(shù)，其不僅對(duì)人們生活環(huán)境具有改善作用，同時(shí)也促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。并且只有更好地應(yīng)用智能控制技術(shù)，并讓其應(yīng)用更加廣泛，才能充分發(fā)揮機(jī)電一體化系統(tǒng)功能。