智能控制及其在機電一體化系統中的應用

鐘開波

摘 要：伴隨著我國近年來經濟的不斷發展，科學技術取得了良好的進步成果，我國的機電領域逐漸向著自動化、智能化、一體化的方向發展，機電一體化中包含著機械技術和電子計算機技術。機電一體化智能系統的應用對機電設備的自動化控制起到了良好的效果，本文對電一體化系統中智能控制的應用進行了分析。

關鍵詞：智能控制;機電一體化;應用

引言

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。

一、智能控制技術系統的特點

智能控制技術的特點主要有：整體改進技術，把控并完善理論體系，適應性強，操作方法不一。其中，整體改進技術是指在以往的控制理論前提下形成并成長起來的較為先進的控制系統，它的結構通常是以開放型，分段型和分布型為主。這令智能控制可以真實有效的解決各類信息，提升信息的利用空間。這一特點也說明了智能控制的主要意圖則是整體改進而不是向往系統高度。（1）把控完善理論體系，由于智能控制的操作運行前提是人工智能，自主把控和信息論。（2）適應性強，在應用智能控制技術的時候，務必要做到合理科學。（3）操作方法不一，在傳統控制中，通常利用的都是動態軌跡方程，物理動力學等一些數字類的模型來構造把控對象。

二、智能控制技術與傳統控制技術的主要區別

（一） 智能控制技術是傳統控制技術的高級階段

傳統的控制技術具體使用到各個領域生產工業的底層，重點是將簡單的重復性的機械工作完成，真正實現取代人力的目的。智能控制技術是在傳統的控制技術的前提上，應用了計算機， 實現了智能化。智能控制技術結構更為開放、多變，擁有非常強的組織控制、綜合處置信息與學習的能力。

（二） 兩者的控制對象和任務目標有很大不同

智能控制技術的具體控制對象是高級計算機系統，利用復雜的程序系統，做好控制系統非線性、不確定性、多功能智能化控制命令是具體的任務目標。傳統的控制技術控制對象較為單一，一般是適用于線性、確定性的控制對象中。

（三）兩者的設計重點不同

智能控制技術的設計重點就是針對不同控制對象與任務目標的數學模型進行準確識別、描述，利用數據庫以及程序代碼，完成控制命令，做好任務目標。傳統的控制技術就是使用動力學與運動學方程等數學函數， 對控制對象進行操作，實現單一的任務目標。智能控制技術可以做到混合控制，利用廣義的數學模型，實現混合的數學控制工作，使用開閉環結構，利用定性定量的決策與控制方法，實現多模型、多狀態的控制方法。

（四）兩者的學習方式不同

智能控制技術具備模仿人的智能化功能，能夠綜合應用控制決策、控制對象狀態與控制環境的知識，傳統的控制技術知識可以按照單一的命令來實現簡單的任務目標。

三、智能控制技術在機電一體化中的應用

（一）數控領域中智能控制技術的應用

在數控行業中，由于近年來科技技術的進步使得行業內部競爭越來越激烈，這便對數控系統的穩定性和安全性有了一定的要求和標準。而智能控制技術在此方便的應用中，不僅僅可以提高數控的精準度以及可靠性，更是滿足了所有當下數控行業的一切要求，因此智能控制技術走進了數控領域的大門。在數控系統應用智能控制技術時，由于智能控制技術有著可以整合信息，感知控制環境，靈活決策，擴寬虛擬智能知識的功能，所以在應用于數控領域時，能夠在數值貯藏庫，程序運行碼或通信技術中完成自主學習功能，甚至也可以實現對機械設備的自主控制，修檢，調試，識別等功能。由于數控行業中的數字模型并沒有全部覆蓋到，所以傳統技術有時很難完成預期目標，而智能控制技術則會很輕松的處理數控領域中控制對象和任務這一問題。在數控領域中存在很多信息相對而言有著含糊的控制任務，應用智能控制技術中的相關含糊控制理論會使其獲得明顯成效。利用該控制理論可以使系統的加工技術得到優化，也可以幫助數控機床進行故障的檢修和診斷，以提高數控機床工作的安全平穩性。智能控制技術也可以對數控系統中的查補運算和問題診斷有重要幫助，其主要依靠的技術是人工神經網絡技術，該技術擁有較強的適應性對于調試把控數控系統內的收放環建構有重要意義。查補運算則是為數控領域中系統的中心，它可以通過機床生產出的產品加工形態，頻率等信息在加工的起始點到終止點中任意位置進行查補，這可以使數據獲得更為密集處理。

（二）機器人領域中智能控制技術的應用

機器人有著非線性的物理動力學等多個特征，在含有的傳輸感性信息中，需要不同變量的控制參數來完成各種智能化的把控目標。這些特點的機器人領域需要智能控制技術的全面幫助才能夠使各技能特點得以實現。例如，利用智能控制技術可以幫助行走中的機器人進行感官視覺傳輸感性信息回饋，使機器人的自我障礙把控，運動路線規劃，運動定位軌跡自己機器人的動作形態變化等功能得以實現。所以智能控制技術可以使機器人完成自主學習能力，自主調試能力和自主適應能力。再如，智能控制技術在應用于機器人工作中，機器人的碼垛作業時，需要對機器人的工具，機器人本體以及正規箱的傳輸設備對正規箱的形態處理。因此碼垛作業是由以上三個方面進行合作完成。這三項的節奏必須保持一致性，共同協調完成，以防止出現工序待機狀態的發生，這也是保障碼垛工作順利完成重要前提，在達到規定的碼垛頻率時，通過分揀系統挑出的箱體依照種類的不同進行合理的劃分，通常設定三個通道，每一個通道則為一個箱體種類。在通道終端需要設定機器人的抓取動作和接收完成動作后的信號。順利完成工作機器人將進入待機狀態，若夾取箱體時出現了真空度降低，機器人將減速前行，很有可能這是的箱體已經從夾取工具中將要遺落，當真空值達到設定數值時，機器人將停止前行以免箱體在運動中被掉落。并當即發出警報，當人工檢測調整后，真空度恢復到正常值后機器人自動回到預設軌道，等待工作命令的信號發出。

（三）交流伺服系統中智能控制技術的應用

在機電一體化中，有著一個關鍵的構成部分，這便是交流伺服系統。該系統主要是為了使信號信息得到處理后調換為機械運動，這個系統過程主要是為把控機電一體化的質量和效果有重要的價值及影響。特別是在對機電一體化系統實現控制功能上有著關鍵的作用。該系統是機電一體化中最繁瑣復雜的運行技術。其把控的對象大多為非線性的，不明確性，因此該系統內沒有精準的數學模型。通過使用智能控制技術的含糊控制運算，可以有效的改進該系統的反應速率，有效的提升該系統敏捷性。在保障了系統的安全穩定運行的同時，也完成了系統在智能控制技術下的自主學習，自主調整和控制等功能。

四、結束語

智能控制具有高效率、高水平、高性能的優點，是機電一體化系統中使用最多的控制方法。在未來發展中，智能控制將取代傳統控制方式，它在機電一體化系統中的應用將會更加完善，它的優勢將會惠及更多的行業。

參考文獻：

[1]郭金龍，胡兢.智能控制及其在機電一體化系統中的應用[J].農機使用與維修，2018（04）：69-70.

[2]趙傳生.智能控制技術在機電一體化系統中的應用[J].中國設備工程，2018（06）：223-224.

[3]張廣寧.智能控制技術在機電一體化系統中的應用[J].職業，2018（09）：115-116.