智能控制技術(shù)在機械電子工程中的應(yīng)用研究

江漢大學(xué) 湖北 武漢 430056

0 引言

智能控制技術(shù)是智能技術(shù)的一種應(yīng)用形式，主要利用智能技術(shù)的智能邏輯負責(zé)整個控制流程，其具有一定的泛用性，但在機械電子工程中其應(yīng)用尤為突出。智能控制技術(shù)的加入可使機械電子工程在自動化基礎(chǔ)上具備智能化特征，能夠取代人工對自動化生產(chǎn)中的一些問題進行識別、處理，人工一般不用介入，同時該項技術(shù)還具備自主學(xué)習(xí)能力，如果未能對某問題進行識別或處理，則會將相關(guān)信息保存到邏輯儲存點進行深度分析，這樣下次就能對此類問題進行識別或處理，說明該項技術(shù)隨著應(yīng)用時間的延長會越來越全面，基本上可以取代人工對機械電子工程進行控制。但針對如何在機械電子工程中正確使用智能控制技術(shù)的問題，就有必要展開相關(guān)研究，闡述技術(shù)的正確應(yīng)用方法。

1 智能控制技術(shù)在機械電子工程中的作用

1.1 提高控制性能 早期機械電子工程的自動化控制邏輯比較簡單，一般只能根據(jù)設(shè)備運行情況對設(shè)備電路、控制單元進行控制，如在某設(shè)備左右橫移的過程中，自動化控制邏輯將依照標(biāo)準(zhǔn)速度判斷設(shè)備橫移速度是否過快或者過慢，出現(xiàn)任意情況會對其速度控制單元發(fā)出指令，迫使控制單元調(diào)整設(shè)備橫移速度，若調(diào)整后無法讓設(shè)備橫移速度達標(biāo)，則會關(guān)閉電路，通知人工前來處理，而這種控制方式在性能上已經(jīng)不滿足現(xiàn)代機械電子工程生產(chǎn)需求，其對人工的依賴程度很大。而在智能控制技術(shù)基礎(chǔ)上，如果依照標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)設(shè)備橫移速度過快或者過慢，則智能控制邏輯會對其原因進行挖掘，針對設(shè)備所在機組進行整體分析，隨后針對原因發(fā)出控制指令，待原因被消除后再向橫移設(shè)備發(fā)出控制指令，使控制指令能順利落實，降低了設(shè)備控制對人工的依賴度，一般不會關(guān)閉電路[1]。

1.2 自我學(xué)習(xí) 首先智能控制技術(shù)最初的智能邏輯由人工設(shè)定，這一點與自動化控制邏輯類似，運作中只能識別、處理被智能邏輯記錄的問題，因此難免會遇到一些無法識別、處理的事項。其次在智能控制技術(shù)的自我學(xué)習(xí)能力上，每次遇到無法識別或無法處理的事項時，系統(tǒng)會通知人工前來處理，但同時會將此類事項的相關(guān)信息記錄在知識庫中，知識庫是系統(tǒng)智能邏輯的儲存點，相關(guān)信息被記錄后將被智能邏輯進行深度分析，借助大數(shù)據(jù)等原始數(shù)據(jù)源去獲取信息特征、定義等，這樣下一次遇到同類事件時，智能控制技術(shù)就可以識別、處理以往無法解決的問題，如此循環(huán)，機械電子工程對人工的依賴程度會越來越低，有可能實現(xiàn)完全解放人工，進行全自動生產(chǎn)的目標(biāo)[2]。

1.3 人機交互作用 智能控制技術(shù)在實際應(yīng)用當(dāng)中具有良好的人機交互作用體現(xiàn)，其會對機械電子工程中各類設(shè)備的運作情況進行全面監(jiān)控，監(jiān)控所得數(shù)據(jù)信息會被實時發(fā)送到人工端，如智能手機上的APP或者是PC端軟件，這樣人工就能通過這些設(shè)備看到設(shè)備運行時的狀況，且數(shù)據(jù)具有動態(tài)化展示特征，能使人工進行綜合分析。同時當(dāng)人工發(fā)現(xiàn)某些需要自身介入的控制需求時，可以直接通過設(shè)備切換至人工控制模式進行控制，控制完成后可自主退出該模式，或者等待系統(tǒng)自動退出。由此可見智能控制技術(shù)具有良好的人機交互作用，這使得技術(shù)應(yīng)用可控制性較強。

2 智能控制技術(shù)在機械電子工程中的基本應(yīng)用方法

2.1 自動化控制子系統(tǒng)設(shè)置 因為智能控制技術(shù)的應(yīng)用是建立在機械電子工程原有自動化控制邏輯上的，所以在技術(shù)應(yīng)用中需要先設(shè)置自動化控制子系統(tǒng)。如針對某機械手臂，需要設(shè)置傳感器、控制單元，其中前者負責(zé)采集機械手臂的運作情況，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)送到智能控制終端，而控制單元負責(zé)接受智能控制終端傳輸而來的指令，并執(zhí)行指令。同時為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息發(fā)送、指令傳輸，需要在現(xiàn)場布置PLC總線，將機械電子工程中所以設(shè)備的傳感器連接在一起，這樣能提高傳輸效率。

2.2 智能控制邏輯設(shè)計 智能控制邏輯設(shè)計可以分為兩個步驟:(1)邏輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，人工需要預(yù)先分析機械電子工程中所有設(shè)備的運行標(biāo)準(zhǔn)，如在上下料運作中，要設(shè)置機械設(shè)備的上料點、抓取點、下料點、移動速度等，需要將這些標(biāo)準(zhǔn)以參數(shù)化形式存入智能控制系統(tǒng)的知識庫中；(2)邏輯運行模式設(shè)計，通常根據(jù)人工分析問題的流程來設(shè)計智能控制邏輯的運行模式即可，如信息獲取→信息識別→信息定義→信息整合→信息分析→生成決策

2.3 人機交互設(shè)計 在智能控制技術(shù)層面上，人機交互設(shè)計主要側(cè)重與兩個要點:(1)故障預(yù)警功能設(shè)計，即誰也無法預(yù)測智能技術(shù)會在什么時間遇到無法識別、處理的事件，因此需要設(shè)計故障預(yù)警功能，這樣當(dāng)技術(shù)遇到類似事件時則會向人工發(fā)送預(yù)警報告，通知人工介入處理，由此實現(xiàn)人機交互；(2)人機交互中控制模式的切換機制，智能控制技術(shù)在機械電子工程中的應(yīng)用具有兩種運作模式，分別為智能控制模式與人工控制模式，其中前者是主用模式，后者一般作為應(yīng)急模式使用，但為了保障系統(tǒng)的可控制性，系統(tǒng)必須隨時做好切換至人工控制模式的準(zhǔn)備，因此需要設(shè)計控制模式切換機制。首先應(yīng)當(dāng)在人工終端界面設(shè)置切換按鈕，使人工點擊按鈕即可進入人工控制模式，其次當(dāng)人工點擊退出按鈕或長時間在該界面中無任何操作時，系統(tǒng)則自動切回智能控制模式。

3 結(jié)語

綜上，本文對智能控制技術(shù)在機械電子工程中的應(yīng)用進行了研究，闡述技術(shù)主要作用與基本應(yīng)用方法。通過研究可知，智能控制技術(shù)的作用明顯，在機械電子工程中具有良好應(yīng)用價值，因此值得推廣，而采用文中提出的應(yīng)用方法，至少能讓智能控制技術(shù)對機械電子工程進行合理控制，且支撐人工隨時介入，望能帶來參考幫助。