淺談智能控制在機電一體化系統中的運用

李明利　張沖

摘要：工業革命自發展以來，地球上的資源和能源發生了巨大的損耗，生態環境也發生了巨大的變化。這種以資源和能源為基礎的工業革命早在21世紀就將人類帶入了資源與環境危機。隨著生態環境的污染和資源的枯竭化，人類開始重視環境保護和生態發展。進入到21世紀后，信息技術得到了迅猛的發展，以信息技術、電子科技為主的第四層工業革命重新向人類發起了挑戰，新一輪的現代化生產方式將帶人類走向綠色工業革命—智能控制。機電一體化是第四代綠色工業革命發展的前提條件與基礎。研究機電一體化在智能控制中的有效應用對于第四層工業革命的發展有著重要的促進意義。

關鍵詞：智能控制;機電一體化系統;運用

1機電一體化技術的有關內容

機電一體化具備綜合性的特點，主要是結合了電腦技術、信息技術以及自動化技術。而隨著科技的發展，機電一體化技術也獲得了合理的使用，主要表現在如下方面：一是傳感技術。工作人員要把傳感器安設到機械和電氣設備當中，這樣就可以收集和監管各類信息，從而便能夠為機電工作者提供數據支持。二是信息處理技術。工作人員要有效的管理機電信息，以保證信息的合理性，同時還要對數據做分析和運算工作，以有效的控制設備的運行，以保證設備信息能夠得到自動化的處理。三是自動控制技術。若想符合工業生產控制的要求，有關部門要創建標準的自動化控制系統，采用PID閉環原理來對機電設備進行掌控，從而便可以加強機電設備的管理效果。

2智能控制在機電一體化系統中的運用

2.1在機械制造領域的應用

機械制造是機電一體化系統中的重要組成部分，機械制造水平代表著我國工業生產的水平，現階段，最先進的機械制造技術就是將智能控制技術與計算機輔助技術進行結合，然后應用在機械制造生產中。智能控制在機械制造中的應用，可以減輕工人的勞動負荷，智能控制不僅能模仿人類的體力勞動，而且還能模擬人類的腦力勞動，將機械制造真正的推向智能化發展方向。智能控制技術可以利用神經網絡及模糊系統計算的方法來模擬機械制造的過程，通過對傳感器獲得的信息進行預處理，可以對控制模式中的參數進行修改，進而實現對機械制造的控制。智能控制技術能對機械制造的整個過程中進行實時監控，整個生產流程都按照預先編寫的程序執行，任何一個環節出現問題，監控系統都會將獲取的信息反饋到控制中心，然后控制中心經過對數據信息的分析處理，再對控制參數進行調整，根據實際狀況采取不同的處理決策。智能控制對機械故障的智能診斷發揮了重要的作用，通過對智能傳感器、智能監控與檢測技術的應用，當機械生產過程中，出現機械故障或者發現故障隱患時，智能傳感器和智能檢測會及時發出警報，同時根據故障的類型做出合理的處理措施，避免事故的擴大化，保證生產安全運行。

2.2在數控領域的應用

機電一體化技術最先應用于我國各類機床生產當中，將數控機場類型設定為CPU模式和總主線模式，通過精準數據的檢測和存儲，運用模糊智能控制方法對其進行診斷和管理，并結合計算機技術，做出三維仿真圖，不僅規范了操作生產的流程、步驟，同時還將數據精準到最小的差值范圍，較大程度的提高了生產效率。智能控制技術是智能制造生產中的重要技術，也是保證加工順利的保證。通過將機電一體化技術應用到數控生產中，可以更好地收集生產信息，并及時進行處理模擬，可以有效提升控制效果，從而提升生產效率。在數控生產中，重要的就是對生產精度的控制，因此這種控制對智能制造系統有著較高的要求。中央處理器和數據總線作為我國當前數控機床的重要組成部分，可以利用智能控制系統對生產線進行模糊控制，并在生產中及時做好相應的診斷工作，改善存儲設備的精確度。對于機械制造行業，對于產品生產設備的選擇，通常會使用通用設備，但通用設備在使用過程中存在流程復雜的問題，對于簡單產品的生產勢必會造成能源的浪費、因此我國在設備的改進過程中，應該做好產品的分類處理工作，提高設備的針對性，并通過對市場的調查，不斷開發設備的特色，有利于企業鑄造品牌。還應該重視對優秀人才的引進，尤其是專業的節能人員，充分借助創新思維，完善機械制造業的產業鏈結構。

2.3在機器人領域的應用

智能制造技術具有多元化的特點，在工業智能機器人應用上具有突出的效果。工業智能機器人主要是利用各類全新的技術所構成的，其中包括計算機系統以及仿生學等相關的技術。在生產行業運用工業智能機器人，可以很大程度的提升生產效果，降低工作人員的工作量。同時，工業智能機器人還能夠收集和處理相關的信息，并迅速的完成生產流程，節省生產時間。目前，在國內的智能制造業當中，工業機器人獲得了普遍的使用，機電一體化可以對工業機器人進行優化，實現人工智能與仿生學的有效結合，另外還可以結合遙感技術以及其他方面的技術。智能化工業機器人不但可以獲取大量的信息，從而取代人工操作，而且還可以在采礦和化工行業當中進行比較危險的生產。工業機器人是智能制造中機電一體化技術的成功運用，其不但符合生產要求，而且還可以提升生產效率。而機電一體化在智能制造行業中得到了普遍的使用，預示著工業機器人會在航天、核能制造等領域也能夠發揮出巨大的作用。另外，還可將智能制造中的機電一體化技術運用到自動化生產以及自動機械領域當中，利用智能化設備來代替人工操作，這樣就可以降低發生誤差的概率，提升產品的精度，從而便得以達到智能化生產的效果。

3智能控制在機電一體化系統中的運用發展

（1）智能化發展。人工智能的變革將實現智能設備調節掌控全程生產線的畫面，而利用生產線模塊間的聯動和反饋也能大大增加生產流程的速度和成果，對于人工智能的使用性能也有著促進作用。高性能、高速度的微處理器的應用，使機電產品向更加智能化的方向發展，如單片機從4位到32位具有驅動、總線、USB、DSP。機器人與數控機床的智能化就是重要應用。（2）系統化發展。系統化有兩大表現特征：系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構，即機電一體化的模塊化方向發展;通信功能的大大加強，一般除了RS232外，還有RS-422以及DNC（計算機分布式控制技術）等多種功能，實質是系統模塊間的組網，機電一體化的網絡化方向發展。（3）輕量化及微型化發展。微型化發展也是機電一體化技術在今后的重大發展思路，其適用于醫療器械、航天航空、智能制造等各種領域當中。從如今的發展現狀來看，機電一體化技術在智能技術領域的應用已經卓有成效，但是在其他領域的推廣應用中還存在著一個硬性問題就是智能機械體積過大且能耗也較高，這也是今后需要盡快解決的技術問題。但如果能夠解決這兩個問題，那么在微型化方向的發展將會呈現進階式的進步。

4結束語

隨著信息技術和計算機技術的快速發展，機電一體化系統和產品向智能化方向發展已經成為主要的發展趨勢，而智能控制技術在機電一體化系統中的應用，為機電一體化實現智能化提供了有利的條件。現階段，智能控制在工業生產、機械制造、機器人、數控、交流伺服等領域中都有廣泛應用，在提高生產效率的同時，又保證了生產的安全性和穩定性，為促進我國工業生產的發展創造了有利的條件。

參考文獻

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