智能控制在機電一體化系統中的應用

李亞熊

摘 要：機電一體化是一門新興的交叉學科，在我國工業發展中發揮了重要的作用。智能控制系統主要是指能模擬人工智能或者具有人工智能的系統，將智能控制技術應用于機電一體化系統，可大幅度提高生產效率，并完善機電一體化系統的性能。智能控制技術的應用源頭是操作人員發出操作命令，一旦操作命令發出之后，智能控制技術便自動進入到工作狀態，開始了全過程的操作。因為可以按照預先編寫的程序執行操作，所以可有效減少生產誤差，提高生產的安全性。文章主要對智能控制在機電一體化系統中的應用進行分析，為促進機電一體化系統的發展奠定良好的基礎。

關鍵詞：智能控制;機電一體化;應用

引 言：縱觀我國當前機電一體化系統的發展趨勢，智能控制將成為其未來發展的主要方向。有了智能控制的機電一體化系統，能成功避免很多問題和缺陷的發生，擁有更加廣闊的發展前景。智能控制在機電一體化系統中的應用在很大程度上解放了人力勞動。如下結合多年相關工作經驗，就此議題提出幾點看法和建議。

1.智能控制概述

智能控制，顧名思義，主要指的是在無人智能機當中自動模擬人的行為。智能控制是建立在當前先進的計算機技術基礎之上的，借助計算機技術來模擬人的智慧，實現對各類機器和元件的智能操作和預先指示。與傳統的人力控制相比，智能控制有著諸多的優勢，其不僅能夠確保按時按量地完成好各項工作任務，還能夠解決很多人力不能解決的問題，擺脫了人力勞動的局限性。此外，智能控制要比人力勞動更具可靠性和安全性，一些危險度比較高的操作指令，通過智能控制，只需要設定好程序，便能夠很好地完成操作任務。根據調查和了解，在我國當前很多領域當中都運用到智能控制，智能控制已經被廣泛應用到社會生活的方方面面。關于智能控制的應用類別，可以總結為以下3方面。專家控制。專家控制將專家系統和工程控制實現了緊密的融合，其主要被應用到我國工業領域中的工業設計以及機械設備故障診斷和維修方面。專家控制所提供的知識是非常豐富和多元的，而且在解決實際問題中有著非常理想的效果。分級控制。分級控制主要貫穿于組織、協調以及執行三大環節當中，組織、協調和執行之間相互作用，相互配合，一起來對機器進行科學高效的控制。目前，分級控制需要滿足兩個條件才能夠得以實現，其一是自適應的控制。其二是自組織的控制。然后，學習控制，學習控制主要體現在：其一，識別和調整內部結構。其二，借助信號的傳輸來處理復雜的數據，確保系統運行的順暢性。神經網絡。神經網絡是建立在人工神經網絡基礎之上的，神經網絡主要有兩大功能，分別是智能控制功能和仿真功能。神經網絡控制是當前最受關注的智能控制系統之一，未來的發展潛力更是不可估量。

2.智能控制在機電一體化系統中的具體應用分析

2.1智能控制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，保證生產的安全運行。

2.2智能控制在數控領域的應用

機床是進行零部件加工生產的重要設備，而數控機床是按照已經編寫好的程序進行自動控制的機床，通過程序中編寫的代碼，機床能按照預定的命令執行操作。智能化是數控機床發展的主要方向，尤其是在工業生產對加工精度和效率有較高要求的背景下，智能控制在數控領域的應用更為重要。通過智能控制理論和技術，可以優化數控機床加工工藝，對控制參數進行優化調整，對機床故障進行快速診斷等。比如PLC智能控制程序在數控機床中的應用，在機床運行過程中，如果刀具的進給出現偏差，在線監測系統就會將這一信息反饋到PLC智能控制器中，然后PLC智能控制器對反饋的信息進行譯碼分析后，就會發出更正指令，將刀具調整到正常軌跡中，這一系列的過程中都是在無人干預的情況下完成，全程都處于智能控制中。智能控制在數控機床中的應用，可以有效提升加工質量，加工精度高，對加工的對象有很強的適應性，無論是規模化生產還是單件生產都能適用。加工不同的零件，只需要選擇不同的數控程序即可完成，自動化和智能化程度較高，有效縮短加工周期，提高加工效率，為現代化生產管理提供有利的條件。

2.3智能控制在機器人領域的應用

機器人是我國工業發展水平的重要標志，大體上可分為工業機器人和移動機器人，其中移動機器人相比于工業機器人而言要具有更高的難度。因為移動機器人需要在非結構環境中工作，在運行的過程中，對行走的路徑、停留的位置和需要躲避的障礙物等都需要有精準的控制，需要信息處理技術、控制技術、傳感技術、機械技術、電子技術等多項技術的融合，才能確保移動機器人各項功能的實現。智能控制在移動機器人中的應用具有很強的優勢，因為智能控制理論和技術能實現移動機器人的感知與識別、判斷與規劃等諸多功能，同時，還能通過大數據技術，進行經驗的總結和自我學習。智能控制在機器人中的應用步驟簡述如下，首先通過傳感器來獲取大量的信息，在獲取信息的過程中，需要排除各種干擾和非確定性因素，然后將這些信息反饋到處理器中，經過識別和分析，將符號層形成的命令和動作意圖進行結合，轉變成相應的控制級可執行的指令，再將指令發出，這一系列過程都需要在智能控制下才能實現，智能控制理論和技術的應用是促進機器人行業發展的重要因素

2.4智能控制在設備預防性維護/異常檢測中的運用

隨著傳感器技術和物聯網技術的發展，越來越多的設備可以通過遠程監控的方式予以維護，通過故障統計檢驗、聚類方法、異常點檢測方法等，根據設備生命周期浴盆理論，提前發現設備運行中的異常狀況、通過設備冗余設計，設備的遠程切換，故障診斷，從而減少設備故障停機率，提高設備運營效率。

結束語

總之，隨著我國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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