淺談機械電子工程中智能控制

陳焱

（中國共產(chǎn)黨灤平縣委員會宣傳部，河北 承德 068250）

隨著我國生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對于機械電子產(chǎn)品的需求越來越多，同時，人們更希望機械電子產(chǎn)品能夠具備智能化和自動化的多元功能，進而滿足當今社會需求。將智能控制工程應(yīng)用于機械電子工程是相關(guān)領(lǐng)域未來很長一段時間的發(fā)展趨勢，通過智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用，大大提高了機械電子產(chǎn)品的可操作性和實用性，有效解放了人工勞動力，進而為相關(guān)企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

一、智能控制工程與機械電子工程的概述

（一）智能控制工程的概念

智能控制工程是基于控制論演化而來的現(xiàn)代化控制工程，其中包括計算機理論和信息技術(shù)理論等諸多現(xiàn)代化理論，智能控制工程可以對各個系統(tǒng)或工程進行自動控制，有效提高了相關(guān)系統(tǒng)或工程的可操作性。在實際工作當中，智能控制工程還融入了許多相關(guān)技術(shù)，進一步提高了控制工程的穩(wěn)定性和實用性。如今，各行各業(yè)應(yīng)用智能控制工程的主要目的是通過現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備與智能控制工程相結(jié)合，智能控制工程充分滲入到各種系統(tǒng)或工程，進而對其進行協(xié)調(diào)控制，最終促進行業(yè)自身的發(fā)展。

（二）機械電子工程的概念

機械電子工程最早起源于機械工程，早期的機械工程以人工控制為主，生產(chǎn)能力較為低下，后來隨著電子技術(shù)的發(fā)展，并將其應(yīng)用到機械工程中，大大提高了機械工程的生產(chǎn)效率。現(xiàn)階段，通過機械電子工程來開展生產(chǎn)活動，可以滿足各行業(yè)的發(fā)展需求。機械電子工程相比于傳統(tǒng)的機械工程來說有很多優(yōu)點，機械電子工程能有效提高相關(guān)產(chǎn)品的性能。如今，現(xiàn)代機械電子工程中還增加了信息交流功能，進一步促進了機械電子工程的發(fā)展。

二、智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用

（一）集成自動控制

集成自動控制技術(shù)是我國機械電子工程中應(yīng)用最廣泛的智能控制技術(shù)，該技術(shù)是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，通過對信息技術(shù)進行優(yōu)化和創(chuàng)新，使機械電子工程的控制系統(tǒng)得到了進一步完善。在機械電子工程中應(yīng)用集成控制技術(shù)能對生產(chǎn)過程中的多臺機械電子設(shè)備進行統(tǒng)一管理與控制，充分發(fā)揮各種設(shè)備的優(yōu)勢，使各種設(shè)備能夠協(xié)同合作，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。集成自動控制技術(shù)可有效整合各種設(shè)備的運行情況和生產(chǎn)信息，進而采用最有效的控制方式，實現(xiàn)多臺設(shè)備的集成控制。現(xiàn)如今，隨著科技的不斷發(fā)展，集成自動控制系統(tǒng)也得到了優(yōu)化和改進，科研人員在原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又研發(fā)出了具有柔性自動控制的集成控制系統(tǒng)。將新型集成控制系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控機床及相關(guān)機械電子設(shè)備中，能夠更加科學(xué)、高效地完成相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造。

（二）智能控制系統(tǒng)在機械電子工程中的運用

智能控制系統(tǒng)指的是人工智能和計算機技術(shù)相結(jié)合,對機械電子工程中的特定操作流程實施人工化的智能模擬與控制,從而讓智能機器人模擬人工操作方式來完成工作。其原理在于讓智能控制系統(tǒng)模擬人類大腦的思維模式,從而實現(xiàn)自主收集所需信息等工作。所以,信息時代背景下,社會生產(chǎn)智能化是各行業(yè)發(fā)展的主要趨勢,將智能控制系統(tǒng)結(jié)合人工智能的特性有效地運用于社會生產(chǎn)中,和過去相比生產(chǎn)效率得到了極大提升,不僅減少了人工操作,避免了工作人員操作不當所帶來的失誤,還能通過智能控制系統(tǒng)嚴格控制生產(chǎn)操作各環(huán)節(jié),有效減少成本。

（三）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在機械電子工程中的應(yīng)用

人類的神經(jīng)系統(tǒng)，具有眾多神經(jīng)元，通過大腦控制這些神經(jīng)元進而實現(xiàn)對全身的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)就是基于這種控制原理而產(chǎn)生的智能控制技術(shù)，通過建立完善的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可以對某一區(qū)域內(nèi)的各種機械電子設(shè)備進行控制，進而提高控制效率，降低人工控制的勞動強度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可以對各神經(jīng)元收集的信息進行統(tǒng)一處理，之后將處理過的信息反饋給各個神經(jīng)元，最終由神經(jīng)元支配各種機械電子設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的指令。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是實現(xiàn)智能控制和自動控制的關(guān)鍵技術(shù)，也是未來機械電子工程領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。例如，現(xiàn)階段的數(shù)控設(shè)備缺乏一定的信息識別與處理能力，需要由人工控制才可執(zhí)行相應(yīng)的操作，而加入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)之后，人工僅需對系統(tǒng)參數(shù)進行統(tǒng)一調(diào)整，之后便完全由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對設(shè)備的整體運行情況進行控制，有效降低了人工的勞動強度。

（四）魯棒性在機械電子工程中的運用

魯棒性是實現(xiàn)機械電子工程智能控制的重要特性。簡單來說，魯棒性是指設(shè)備在受到外界干擾的情況下，控制系統(tǒng)仍能保持原有的性能，進而對設(shè)備進行有效控制的特性，這種特性對于實現(xiàn)機械電子工程智能控制來說具有非常重要的意義。所以在機械電子工程智能控制功能的研究過程中，相關(guān)人員必須要重視魯棒性的價值。對于柔性臂軌跡制造來說，常常用到滑膜結(jié)構(gòu)進行控制，之后又在此基礎(chǔ)上研制出慢變控制器，最終基于Hx的控制理論，開發(fā)出魯棒控制器，并對于系統(tǒng)控制器進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。正因為如此，相關(guān)人員在進行對操作軌跡的模擬研究環(huán)節(jié)進行補償控制計算時，應(yīng)當采用補償控制算法，這樣才能確?；そY(jié)構(gòu)能同Hx控制理論進行組合性控制，并有效確保控制系統(tǒng)在目標軌跡運行過程中進行控制的精度。

今后機械電子產(chǎn)品將會朝著智能化、信息化、自動化的方向發(fā)展，這是時代與科技進步的必然結(jié)果。隨著智能控制工程在傳統(tǒng)機械電子工程中的應(yīng)用，可以提高機械電子產(chǎn)品工作時的精準性，并能確保機械電子產(chǎn)品操作人員的安全。智能控制工程與機械電子工程的有機結(jié)合，可以最大限度地發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，進而促進我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，最終使國家不斷進步。