智能控制技術(shù)與機電控制應(yīng)用融合分析

大唯機電安裝工程（蘇州）有限公司 張 博 林菲婷

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，我國已經(jīng)逐步向高速信息化時代邁進，尤其以人工智能領(lǐng)域的發(fā)展更加突出，在工業(yè)領(lǐng)域，智能控制技術(shù)在此種情況下獲得了客觀的發(fā)展，近年來，機電一體化系統(tǒng)在各行各業(yè)這個都起到了顯著的作用。

近年來越來越多的企業(yè)將智能控制添加到機電一體化技術(shù)中以滿足企業(yè)的發(fā)展需求。通過融入智能控制技術(shù)這一項創(chuàng)新技術(shù)，不僅滿足了生產(chǎn)需要，同時也提高了生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。本文主要圍繞智能控制技術(shù)在機電控制中的應(yīng)用展開闡述。

隨著現(xiàn)代工業(yè)化高速發(fā)展，智能控制技術(shù)已經(jīng)在機電控制系統(tǒng)中有了較為成熟的應(yīng)用，隨著工業(yè)生產(chǎn)的成果展現(xiàn)，顯示出取得了較好的應(yīng)用成效。智能控制技術(shù)作為在機電一體化中最重要的一個部分，秉承著在機電設(shè)計原則中工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，質(zhì)量保證的原則，為后續(xù)機電控制的優(yōu)化進行了鋪墊。使得在機電一體化融合成一個多功能系統(tǒng)。大大改善了系統(tǒng)運行中的一些不確定性。從各方面保證了從業(yè)人員更好的展開各項工作。

1 機電一體化特點簡單概述

首先，機械電子是指將微電子技術(shù)引入機械、電力、信息和控制領(lǐng)域，并將相關(guān)的機械設(shè)備集成一個系統(tǒng)。它主要包括技術(shù)和產(chǎn)品兩個方面。機械電子具有高效率、高智能、多功能的特點。相比較于傳統(tǒng)機械技術(shù)，機電一體化不僅提高了生產(chǎn)安全性，能完成很多傳統(tǒng)機械完成不了的高難度工作，也極大提升了工作效率，降低了人為成本，對于企業(yè)未來技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)效率的提高起到了不可替代的作用。

2 智能控制技術(shù)在機電系統(tǒng)中概況論述

智能控制從概念上可理解為具有智能信息處理，智能信息反饋和智能控制決策的控制方式，在整個控制理論的發(fā)展中屬于較為成熟的一個時期，智能控制技術(shù)最突出的一個特點就是在于想比較與早起的控制技術(shù)它能更加有效的解決一些復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。一般來說智能控制系統(tǒng)本身是由多個機構(gòu)構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，其中的核心體系主要包括集成操控體系，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系，學習體系，專家操控體系。隨著工業(yè)智能化越來越成熟的運用到企業(yè)中，智能控制技術(shù)因地制宜的運用到工業(yè)生產(chǎn)中，能更顯著的提高產(chǎn)品質(zhì)量和壽命。此外，智能控制系統(tǒng)本身具有避免橫切、組織和改變結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。目前，生產(chǎn)過程的智能控制主要包括局部層次和全局層次兩個方面，局部層次是指控制器在生產(chǎn)過程的某一階段的智能設(shè)計。比如智能PID控制器，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。全局級的智能控制主要對

整個生產(chǎn)過程中的智能化，比如操作工藝的控制，在生成工程中的故障預(yù)警。因此，在機電控制系統(tǒng)中把智能控制這一技術(shù)融入進來，一方面保證了人的生命安全，提升了安全系數(shù)另一方面也降低了企業(yè)的成本，提高了生產(chǎn)效率。

2.1 智能控制技術(shù)的原理

智能控制是由多種學科相互交叉而形成的一門新興學科，智能控制技術(shù)被定義為是一種融合了人工智能，計算機基礎(chǔ)理論以及控制方法的一種新興技術(shù)。這門技術(shù)以傳統(tǒng)的控制理論為載體，將深度學習作為一種調(diào)優(yōu)手段，使得控制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)達到了理想的狀態(tài)，這其中常用的調(diào)優(yōu)方法有：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊理論等。其最大的優(yōu)點在于可以自動優(yōu)化控制系統(tǒng)中的各個參數(shù)，達到自我調(diào)節(jié)的目的。

2.2 智能控制技術(shù)的特點

智能控制與傳統(tǒng)控制技術(shù)最為明顯一個不同在于處理問題的對象，傳統(tǒng)技術(shù)一般用于有基礎(chǔ)模型的對象，而智能控制可以應(yīng)用到處理一些非模型化的對象。

并且它相比于過去的技術(shù)在整體上有了相當大的改進，并且對于控制也在逐步的完善。表現(xiàn)出的特點有以下幾個方面：

（1）智能控制是基于非數(shù)學廣義模型和高等數(shù)學相結(jié)合的基礎(chǔ)，在結(jié)合傳統(tǒng)控制一些開閉環(huán)問題可以達到解決一些多模態(tài)情況下的控制問題。

（2）從功能實現(xiàn)這一角度分析，智能控制具備自適應(yīng)，自我學習，通過算法的改進找到一些問題的最優(yōu)解，從而最終實現(xiàn)我們的目標。

3 智能控制技術(shù)在機電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 智能控制技術(shù)在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用

在機械電子的發(fā)展中，數(shù)控機床技術(shù)具有不可替代的地位，對整個機械電子的發(fā)展起著決定性的作用。近年來，隨著數(shù)控行業(yè)內(nèi)部競爭加劇，使得很多從業(yè)者想從智能控制技術(shù)中尋求突破。伴隨著智能控制技術(shù)的日益成熟，極大的提升了數(shù)控機床的壽命，把智能控制技術(shù)運用到數(shù)控機床系統(tǒng)中，一方面可以通過

相關(guān)的模塊對機床信息進行整合，另一方面針對機床在實際運行當中出現(xiàn)的各種問題，以及在所運用的算法方面都可以借助智能控制系數(shù)為后續(xù)解決這些問題提供依據(jù)，同時提升了數(shù)控機床的安全性和精準性。

3.2 智能控制技術(shù)在機器人領(lǐng)域中智能控制的應(yīng)用

隨著人工智能的迅速崛起，對于機器人領(lǐng)域的研究也逐漸成為了一個熱點。對于將智能控制技術(shù)運用到機器人領(lǐng)域中也成了目前一個重點研究的方向。將智能控制技術(shù)與機器人向結(jié)合，并運行機器學習和深度學習相關(guān)領(lǐng)域的知識，對機器人控制系統(tǒng)進行編程，極大提升了機器人的性能。比如可以對機器人的運動軌跡進行路徑規(guī)劃，使機器人可高效的完成各種工作。同時可以對工廠運行環(huán)境進行實時監(jiān)測和預(yù)警，有效的保證了施工人員的生命安全。

3.3 智能控制技術(shù)在交流伺服領(lǐng)域中的應(yīng)用

交流伺服系統(tǒng)主要是對機電一體化系統(tǒng)運行當中的質(zhì)量以及動態(tài)方面進行控制的一個環(huán)節(jié)，工作流程較為繁瑣，比如在具體的某一個工作流程中所要設(shè)置的參數(shù)可能比較多，并且在眾多的參數(shù)中還涉及到動態(tài)參數(shù)的設(shè)置，使得機電系統(tǒng)在正常的工作下有眾多的不確定因素。通過智能控制技術(shù)的運行，可以更有效地管控動態(tài)參數(shù)從而提高了提高了設(shè)備運行的效率，減少了系統(tǒng)的依賴性。幫助了一些中小型企業(yè)提高了生產(chǎn)效率節(jié)約了成本。

3.4 智能控制技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用

建筑工程方面能大量體現(xiàn)智能控制技術(shù)主要體現(xiàn)在以下兩個方面：第一個方面是智能控制技術(shù)在控制室內(nèi)溫度方面有很好的效果。將空調(diào)與智能控制技術(shù)相結(jié)合可以對當下的季節(jié)和氣候進行調(diào)節(jié)。并且最大達一個好處是在機電控制設(shè)備中應(yīng)用這項技術(shù)可以在很大程度上改善周圍空氣的質(zhì)量。第二個顯著的方面是對于室內(nèi)的燈光亮度的控制，主要實現(xiàn)方式是控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的雙重結(jié)合。雖然影響室內(nèi)光照的因素非常多，但不能否認的是智能控制對于光亮的調(diào)控還是有很好的效果。

3.5 智能控制技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用

由于工程機械是一個很大的一個領(lǐng)域，那么對應(yīng)到一個具體的控制對象中所應(yīng)用的機械運行方式也有所不同，如果缺少了智能控制技術(shù)，這將使得不適應(yīng)的操作系統(tǒng)需要進行重新匹配，從而增加勞動的成本，將智能控制技術(shù)雜糅到工程機械問題中就能大幅度的減少重新匹配的次數(shù)節(jié)約了時間，根據(jù)控制對象在不同時間，不同環(huán)境下所表現(xiàn)的特征，針對性的將智能控制在合適的工作條件下給予最適合的操作方法進行匹配，從而提高機械運行效率。但不容忽視的是，機械整個控制過程都較為復(fù)雜，并且工作環(huán)境對于機械的運行效率也有很大程度的應(yīng)用。因此，對于不同的工程機械，應(yīng)根據(jù)具體要求和周圍的環(huán)境來展開運用。智能控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域如圖1所示。

圖1 智能控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

綜上所述，智能控制系統(tǒng)在整個未來的工業(yè)發(fā)展用舉足輕重的地位，對機電控制技術(shù)的發(fā)展更為關(guān)鍵。以智能信息技術(shù)為背景的智能工業(yè)化發(fā)展也響應(yīng)了國家“工業(yè)4.0”的精神。隨著智能控制技術(shù)越來越成熟的發(fā)展，可以更好的提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和機電設(shè)備的使用壽命。一方面解決了傳統(tǒng)控制技術(shù)遺留下的問題，另一方面也保證了從業(yè)人員的生命安全。為日后機電行業(yè)蓬勃高速發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。