智能控制及其在機電一體化系統中的應用

高躍 孫昊

摘 要：近年來，我國社會進步和經濟的發展，出現了大批量的先進科學技術。比如，控制技術、電子技術及機械技術等，這在一定程度上豐富了機電一體化系統的荷載功能，同時滿足了社會大眾的生產生活需求。如何應用智能控制技術，充分發揮其效益價值作用，深受人們的普遍關注。本文就對智能控制及其在機電一體化系統中的應用措施進行探討。

關鍵詞：智能控制;機電;一體化;應用

現代工業生產領域的迅速發展，不僅為機電一體化系統的應用和普及提供了強有力的支持，而且除油劑了工業生產效率和質量的全面提升。特別是在工業產品附加值不斷增加以及社會各界對產品精度要求日益提高等飲食的影像學，工業生產流程的復雜程度也隨之近一步提高。由于傳統工業控制技術已經無法滿足工業生產對機電一體化系統功能方面提出的要求。所以，加大智能控制技術研究和應用的力度，不僅最大限度的降低了人為因素對工業生產產生的影響，同時為復雜設備提供了新的控制方式解決問題，促進了機電一體化系統運行性能的有效提升。

1、智能控制技術

智能控制技術的理論起源于20世紀50年代，主要歷經3個階段：第一個階段，將其稱之為古典控制理論，主要作用于反饋和傳遞函數。第二個階段，將其稱之為現代控制理論，主要對狀態空間進行分析。第三個階段，就逐漸形成了現在的智能控制理論，主要對人工智能信息以及各個學科的知識實現對非線性、多任務系統以及任務模式不確定系統進行控制，以此來滿足人們在日常生活當中對復雜電系統的控制。簡單來說，智能控制技術就是對智能化生產、自動化糾正等各項智能技術進行控制，減輕工業生產過程當中人力資源的投入，實現無人操作與運行，保證運行安全的一項技術。智能控制技術解決了人力勞動參與過程中的局限性，穩定性和安全性較強，能夠更好地完成相應的工作。對于智能控制，最顯著的特點就是專家控制、分級控制以及神經網絡，通過在機電一體化系統的運用當中，全面發揮其控制特點，才能保證智能控制技術在機電一體化系統當中得到更好的應用。

2、智能控制在機電一體化系統中的應用意義

機電一體化系統是工業發展的基礎保障，通過把機械和微電子技術結合在一起實現安全控制的目標。在實際的生產實踐環節，智能控制的應用具有重要的意義，能夠按照設定好的程序來實現對機床加工的控制，這不僅大大降低了能源的消耗，也解放了人力資源。同時在系統的操作中智能控制應用能夠簡化操作流程，實現更加直接精準的控制，有效實現生產過程的精準進行，并且還可以在最大程度上降低人為操作的誤差，減少對生產質量的不良影響。利于智能控制來接受指令，之后自行調整和操控系統程序，以此有效的提升機電一體化系統的安全控制水平。

3、智能控制技術在機電一體化設備中的應用

3.1在數控系統中的應用

目前階段，數控技術在工業生產中應用十分廣泛，并作為主流生產方式，具有高速、高效率、高準確性的優點。數控技術在工業生產中的應用可以使設備自主對產品進行加工和處理，通過軟件的編程更高速可靠，減小了人為因素在操作過程中的干擾。自動控制技術在處理系統中的應用最主要的是體現在對知識的處理，實現數控設備的自主決策，對所要加工的產品自主完成路徑的規劃，甚至可以自主完成學習，可以更好的完成人機之間的交互與通信。數控系統的工業生產要求越來越高，傳統的控制方式和理論已經難以達到有效的效果，在運行過程中往往需要多模塊并行，傳統的控制技術無法準確的建立數學模型，使設備在運行的過程中對很多信息都無法確定。而智能控制技術在數控系統中的有效應用就可以很輕松的解決這些問題，可以利用智能控制技術對數控系統中的各個區域模塊進行模糊控制，以達到更好的控制效果。而且在數控系統中應用比較廣泛的是神經網絡控制技術，這一技術的有效應用更好地完善了插補計算和自適應能力，使數控設備在進行零件加工過程中更好地實現對零部件細節位置的增益調節。

3.2在機械制造過程中的應用

機械制造是機電一體化系統應用中相當重要的組成部分，相較于當時的機械制造技術，機電一體化系統作為當前最先進的技術，將計算機輔助技術和智能控制技術有效的進行了整合，從而促使機械制造技術朝著智能化發展。智能化機械制造的使用原理是利用計算機技術進行人腦模擬，在人工生產過程中會耗費大量人力，而且生產、加工、挑揀等工序復雜，人工生產中難免會出現差錯，如產品的合格檢出，生產疏漏等。危險性高，耗費體力等較困難的工作更適合機械完成。隨著機電一體化智能水平的提高，機器替代部分的腦力勞動，完成制造機械的過程。在智能化機械制造過程中，為節約成本，很多東西需準確預測，智能控制技術就成功解決了這一難題，一般通過智能控制技術先對神經網絡系統進行控制，動態模擬機械制造實際運轉的情境，其后利用傳感器融合技術加工并處理采集到的信息，同時修改并調整控制模式中的某些參數，整合、然后處理。這些技術的不斷運用，成就了智能控制技術更好的控制性和對環境的適應性，促進了機電一體化的高度智能化。

3.3在機器人領域的應用

機器人可視作是智能化的機械裝備，具有超強的計算能力、辨識能力以及執行能力等，并且表現出了非線性、時變性、耦合性等多元特性，普遍集中在動力系統中，是智能控制在機電一體化系統中運用的典型產物。具體而言，智能控制在機器人領域中的運用，有效解決了其在運動姿態中的系列問題，如可基此結合精密的計算，掌握和規劃其行動路線，并附帶上了一定的自主學習能力，對于復雜信息的處理更加智能，因而得到了廣泛應用。在實際設計過程中，通過智能控制技術運用與機器人的視覺系統相連，使之通過自帶傳感器來感應周邊事務，并躲避障礙物，使之動作看起來更加協調、穩定，一定程度上解決了人工勞動量大、效率低等問題。除卻上述部分，智能控制在機電一體化系統中的運用還表現為通過專家建模、運動控制等機器人系統，對周邊環境進行監測。

3.4交流伺服系統中的應用

交流伺服系統主要是對機電一體化系統運行當中的質量以及動態方面進行控制和服務的一項環節，整個工作系統的復雜性比較強，計算流程當中涉及到的數據參數量比較龐大，而且在動態參數的影響下，會增強整個機電一體化系統的不確定性。在交流伺服系統運行過程當中，受交流電控以及非線性因素的影響，降低了數據模型的精準性，加大了建設難度。此間，通過智能控制系統的應用，能夠簡化整個工作系統，根據具體系統運行的規律及特點，來對智能控制機械進行選擇。對涉及到的數據信息進行全面整合，穩定動態參數，配合數據建模，精確整個交流伺服系統涉及到的數據信息，及時的發現存在的異常，使得整個交流伺服系統能夠更加精準安全的運行。智能控制技術的應用，提升了交流伺服系統的智能化水平，對運行的動態指標進行調整，進而促進工業生產效率的全面提升。

4、結論

為滿足時代發展的需要，電子信息技術必須得到充分的發展。技術工作人員應該運用計算機技術和互聯網的充分結合，使電子技術和人工智能朝著更適于人類需要對方向發展。未來社會，無論是經濟發展還是人類社會生活的進步，都將緊緊依靠現代化的及技術。為促進我國社會的總體發展，電子技術和電子計算機需要得到充分的運用。

參考文獻：

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