機電一體化系統中智能控制的應用分析

顧視江　鄭文智

摘? ?要：我國的制造業發展迅猛，機電一體化技術也得到了較快的改進和提升，推動著各行各業的發展。傳統的機電一體化技術已經不能滿足當前的社會生產需要，運用信息技術和智能技術能夠大大提高機電一體化技術的發展空間，改變傳統的制造方式，使得產品質量也更高，還能縮減企業制造成本。本文簡單分析了智能控制的基本概念，列舉了智能控制技術在機電一體化系統中的應用案例，并提出了智能控制的優化策略。

關鍵詞：機電一體化? 智能控制? 應用分析? 優化策略

中圖分類號：TH-39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0004-02

機電一體化系統主要應用于制造生產企業，其主要組成單元包括驅動、控制、機械、信息、測試等，隨著人們生活的需求不斷提高，對產品的要求也更高，因此，制造企業也需要積極引進新技術來提高生產，其中產品智能化是發展趨勢，在機電一體化系統中廣泛運用智能控制技術是每個企業正在思考的問題。制造企業針對生產產品的需求科學運用智能控制技術，突破傳統的控制技術，從而使得整個機電一體化系統更加先進創新，推動企業快速發展。

1? 智能控制的基本概念

智能控制的含義也就是指運用科學的方法將自動控制和人工智能技術融合于一體，在不用人為操控的前提下，運用計算機技術來模擬人腦，再通過各種控制模塊來實現自動控制，在很大程度上能代替人工來控制機器生產，既提高了產品的生產質量和效率，還能節約大量的時間成本和生產成本。相比于傳統的控制系統，智能控制的最大特點就是更加具備人性化，全是模擬人腦系統實現自動化操作，按照不同的生產環境和被控對象及時進行自主調整，這種結構特征就變得更可變，并且還附有自主學習、自主記憶、自主適應以及自主協調等功能，一旦生產系統出現故障，智能控制系統可以快速診斷故障并完成修復，還可以對外部環境進行自動判斷和決策。假設生產系統非常繁雜，智能控制系統還能運用定量和定性的方法實現自動控制，使得整個機器系統具備更強的智能化，順利完成各種生產需求。針對智能控制的研究對象而言，也具有極強的不確定性，還需要求能順利完成非線性任務和復雜任務。現階段，我國在智能控制研究方面進步飛快，其發展空間也非常大，它在實際應用中更具實用化和工程化，再加上融合現代技術，將會發展得更先進。

2? 智能控制在機電一體化系統中的應用實例

2.1 在機器人領域中的應用

現在大型工廠基本都采用了機器人進行制造生產，在整個動力系統中，機器人通常具有的特征有強耦合性、時變性和非線性等，尤其在控制參數系統中多變性和多任務性的特征也體現得非常明顯。因此，在機器人中滲透智能控制是極為必要的。現階段，在機器人中運用的智能控制系統包括：機器人的動作和姿勢實現智能控制;機器人的規劃環境和運動環境實現智能控制;機器人的行走軌跡和行走路徑實現智能跟蹤;機器人的視覺系統和信息融合實現智能控制。

2.2 在建筑工程領域中的應用

在建筑工程中，運用智能控制能夠提高建筑安全和建筑使用功能，給用戶更好的體驗感，其實際應用主要為：對建筑物內的通風系統進行智能控制，不同的季節能夠智能調控空調的風閥和開機模式，這樣就能節約電能。通過這種智能化控制將會進一步優化室內空氣質量，讓用戶住著舒心。此外，照明系統也能進行智能控制，把通信系統和計算機系統聯結，不斷調整照明時間和照明亮度來滿足室內正常的照明需求。在建筑施工中，運用智能控制系統也能增加施工安全，假如施工現場出現安全事故，能夠自動報警并修復，避免造成施工人員出現安全問題。

2.3 在機械制造領域中的應用

計算機技術與智能控制技術的有機結合就能夠快速推動制造業的發展，能夠讓我國的機電一體化技術走向世界新臺階。在機械制造中運用智能控制，通過計算機能夠代替人類的很多腦力活動，設計者可以將人類的操作行為和思考行為轉變為數據信息輸入到智能控制系統中，實現計算機模擬仿真。運用智能控制能夠動態模擬產品制造的全過程，再運用傳感器融合技術能夠有效處理各種信息，并能夠控制各項參數數據，最終進行科學的預處理，保障生產穩定進行。如今，我國在機械故障診斷和智能傳感器中運用到智能控制技術。

2.4 在數控領域中的應用

隨著人們生活水平的不斷提高，對物質的要求也更高，在此背景下，機電一體化技術也飛速發展，在機械制造領域數控技術面臨著機遇和挑戰。關于數控技術，不僅要求展現出其智能化特點，還要不斷研發出更多智能功能。采用數控技術能夠不斷完善智能數據庫，并且還可以實現智能監控和智能編程的功能。比如，通過專家系統可以更好地對數控領域中存在的算法不明確和結構問題進行科學性、綜合性的分析思考，再不斷推理演化，準確推理出生產過程中出現的各種數控故障，從而能夠快速清楚故障。

3? 優化智能控制在機電一體化系統中的優化方法

3.1 優化機電設備的硬件構造

機電機械硬件設備的質量和性能也決定著機電一體化系統的功能能否得到良好展現，整套機械設備的生產效率是由硬件系統和軟件系統共同影響的。因此，機電設備中的電器元件必須要進一步進化，要選擇質量輕、硬度強的新型材料，也可以運用精簡結構和密度大的材料，保證機電設備所選用的材料是小型的、輕硬化的。研發人員也要深入分析和思考如何改造機電一體化系統的組成構造，立足于降低材料重量的角度，從而提高其性能。通過優化機電設備的硬件構造，會促進智能控制更好地滲透，在實際生產中，也能更好地完成各種操作指令，大大提升機電設備的工作效率。

3.2 提升軟件技術和傳感技術

傳感技術是機電一體化系統中最為關鍵的技術因素之一，也是衡量機電一體化系統質量的重要標準之一。傳感器類似于人體系統的各種神經結，傳遞著各種操作指令，傳感技術就是運用生物技術、化學技術和物理技術等將數據信息接收并表達出來，讓研發人員能夠不斷調整機電一體化系統的穩定性、敏捷性和安全性。大幅度優化傳感技術，還能加強機電一體化系統的實用能力、敏感度以及防干擾能力。此外，提升軟件技術還能夠加強軟件系統的運行效率，減少軟件的成本，保證硬軟件系統穩定運行。

3.3 加強接口技術和信息技術

計算機技術的廣泛普及也推動著智能控制技術的發展，在機電一體化系統中應用計算機技術將會產生非常積極的促進作用。隨著信息技術的快速發展，智能控制技術實現了不斷突破和創新，各種新型的智能控制設備也層出不窮，真正為社會生產和人們生活帶來了極大的便利。然后，接口技術也是連接計算機終端的重要技術，擔負著信息的轉換和傳遞的關鍵作用。加強接口技術能夠使信息的接收、傳遞更敏捷、更快速，提高了信息的傳輸轉換效率，讓機電一體化系統的發展更快速。

4? 結語

機電一體化系統應用范圍非常廣，與人們的生產生活息息相關，傳統的控制技術已經遠遠滿足不了當前的社會發展需要，運用智能控制技術將會使機電一體化系統得到飛躍發展。當然，在智能控制技術的實際應用中，研發者要根據機電一體化系統的實際要求，科學選擇合理的智能控制方式，并不斷優化智能控制技術，優化硬軟件，有效運用信息技術、接口技術、軟件技術和傳感技術，最終讓智能控制技術更好地應用到機電一體化系統中。

參考文獻

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