機電一體化系統中智能控制的應用分析

劉欣

摘要：目前，我國制造業水平不斷提高，智能控制技術在各領域發揮著重要作用，機電一體化的快速發展與智能控制的融合，提升了機電一體化的整體水平。下面文章就對機電一體化系統中智能控制的應用展開分析。

關鍵詞：機電一體化;智能控制;機電系統;機電控制

引言

隨著我國經濟水平的不斷提高，各行各業的競爭力逐漸加大，市場經濟環境變得日益復雜。在這一經濟發展背景下，各個行業只有不斷優化自身的缺點、完善自己，才能在激烈的競爭中屹立不倒。機電一體化系統是我國應用范圍最廣的系統，對于一個工業大國來說至關重要，所以對于機電一體化系統的發展，我們要不斷改進其不足，提高其可靠性與高效性。

1機電一體化發展現狀分析

近年來，我國對機電一體化技術的研究，有著很大的突破，在最初的研究階段，人們對于電子技術與機械技術的有效融合并未給予正確的認知，甚至部分人群還將這兩種技術視作兩個獨立的個體，而大多數機械生產企業也會將電子技術作為主要載體，相對對于機械技術的應用卻是極為忽視，這種錯誤的觀念導致機械技術的發展和應用受到了很大的阻礙，應用范圍越來越小，進而使得當時機械工業的發展水平也是大大降低。而隨著近幾年計算機技術、信息技術等現代化技術的全面普及，機電一體化技術也得到了人們的普遍重視，其應用范圍越來越寬泛，特別是在智能制造中的應用，更是帶動了整個機械行業的發展，不僅實現了生產管理智能化、自動化，而且也為我國機械生產水平向國際化生產水準邁進創造了良好的條件。具體來說，機電一體化技術在智能制造中的應用，主要是以電子技術和計算機系統為依托，通過人工智能的方式，來實現對機械設備的自動化控制，進而使其生產效率和生產質量都能得到很好的提升。

2機電一體化系統與智能控制

2.1機電一體化系統

我們通常所說的機電一體化系統，就是指最近興起的一種用于微電子方面的技術，這個系統有機地對多項技術進行融合，其中就包括了機械、信息、電工、微電子、傳感器等多項技術，依靠包括機械設備、計算機設備與電子元件在內的多項硬件構成，并依賴電子、微機還有通信等多項操作用于系統的軟件構成，管控用于生產的系統還有設備。我們將大部分應用于機電一體化成品和執行一體化的系統稱為機電一體化系統，這個系統主要由五個部分構件所構成，一是信息處理的構件，二是控制的構件，三是用于供應電力的構件，最后還有機械的構件和用于執行的構件。這個系統的應用在于可以很大程度的減少能源損耗，提高生產的精細程度。所以可以說是一種綜合性的功能性技術。

2.2智能控制

智能控制通俗來講就是通過計算機實現對人類大腦的模擬，實現對目標的智能控制。它的運行過程無須人為干預，通過自主驅動智能機器，實現對目標的控制。智能控制系統具有組織性、多樣性、邊緣交叉性、變構造性、新興性等特點，是由多種體系構成，主要包括專家操控體系、學習操控體系、人工神經網絡操控體系、復合或集成操控體系、分級遞階操控體系、進化核算與遺傳算法等。在當下經濟技術快速發展的時代，智能控制的應用越來越廣泛，在工業生產中扮演著重要角色。在機電一體化系統中，智能控制可以比人類操控更精準、更快速，精簡操作步驟，減少人力投入，同時也降低了對人類的危害。

3機電一體化中智能控制的應用

3.1數控領域

傳統的機械加工需要人手工操作普通的機床進行作業，而機電一體化技術的應用誕生了數控裝備使得機械加工和制造完成了智能化的升級，數控領域是機電一體化技術在智能制造中運用的突出例證。數控裝備是一種通過數字信息進行工作過程以及機械運動進行控制的機電一體化產品。它不僅大大提高了機械制造的效率，同時也實現了對生產和加工作業過程的精準控制，使得產品的質量得到有效的提高。通過以機電一體化技術為代表的智能控制技術，數控領域可以達到高性能智能控制的要求，還實現了模擬、拓展和延伸等信息處理功能。從而使得機械生產中的一些無法建模環節以及模糊信息得到有效的處理，使得對于生產過程的管理和控制得到更好的優化。通過模糊控制、在線診斷、面向生產車間的編程技術等數控機床可以進行多過程以及多通道的控制，大大提高了智能制造的水平。

3.2機械制造過程中的應用

正是由于機械制造業在智能性方面有了極大提高，智能控制才被廣泛地應用于各種機械制造領域。機電一體化系統中智能控制的運用，就是通過運用計算機技術，實現對人腦的部分模擬，從而用計算機來代替人腦進行工作，減輕一些工作人員的壓力，讓人們的精力，能夠更多更好地用在其他地方，比如更重要的工作環節當中。在機械制造領域中運用機電一體化系統中智能控技術中的神經網絡系統，能夠對機械制造的生產狀況進行實時的監督和動態方針，通過加工生產過程中的傳感器來收集相關信息數據，在經由信號傳輸裝置將信息數據傳輸至中央處理器，對控制模式中的數據和參數進行實時的調整和修改，進而實現了機械制造和生產的智能化控制和實時控制。總的來說，針對故障進行及時的檢測分析，才是智能控制在機械制造領域內的硬核裝備。

3.3工業智能機器人的應用

智能控制在機器人研發中的應用越來越廣泛，機器人技術是當下高端技術之一。對機器人行為的控制，核心是要實現動力學控制，動力學理論具有非線性、實時變化性、高內聚性的特點。比如對于雙足行走的機器人，我們可以將其看作動態二級倒立擺，體現了非線性的特點。在機器人的研發中還涉及繁雜的傳感器信息數據，而機器人的控制系統屬于多變量系統，具有較高的復雜性，要想機器人的平衡行動得到保障，就要同時執行多個命令，比如平衡調整命令、躲避障礙命令、規劃動作命令等。傳統的控制系統由于自身限制無法實現對機器人的全方位控制，而機電一體化系統中智能控制有效地彌補了傳統控制系統存在的不足。

3.4傳感技術的應用在現

代機電一體化技術中，傳感技術是其最為關鍵的技術手段之一，該技術的靈活性和精準性要遠遠高于其它一體化制造技術，能夠最大化控制外界影響因素對智能設備所帶來的損害，如若將傳感技術引入到智能生產中，則其所發揮的會更加突出，這是普通傳感器所無法比擬的。通常，普通傳感器在智能制造中，必須構建相應的傳感器網絡系統，才能完成相應信息數據的對接和傳輸任務，同時，還要利用計算機技術對所獲取的信息進行集中整合，才能對其進行精準分析和判斷，進而為整個生產過程的有效控制提供正確的決策指導。目前，從傳感器制造生產現狀來看，其一般都以光纖電纜傳感器為生產標準，這種先進的傳感設備不僅具有標準化的接口，而且所需的設計成本也是十分合理，因此，在各領域及行業間應用范圍也是越來越寬泛。

結語

總而言之，智能制造是未來社會發展的必然選擇，而且隨著各種現代科學技術的發展和進步，其技術基礎將越來越穩固，智能化水平也必將越來越高。在智能制造中，機電一體化技術是一項不可或缺的技術，它對于智能制造設備的生產，生產線的構建起到了重要的促進作用。隨著機電一體化技術的進步，智能制造的發展將進入一個更高的階段。

參考文獻

[1]湯劍華，何祚勇，趙勝利，龔清平.智能控制技術在機電一體化系統中的應用[J].南方農機，2018，49（19）：169.

[2]鄭峰.關于企業智能制造中機電一體化技術的發展分析與應用探討[J].科技風，2018（27）：175.

[3]殷宏武.智能控制技術在機電控制系統中的應用分析[J].通信電源技術，2018，35（08）：117-118.