機電一體化系統中機電控制的研究

徐環健

摘要：在我國經濟發展和科技進步的雙重作用下，當前各行各業的競爭態勢更加激烈，市場經濟環境日趨復雜。所以各個行業只有不斷整合產業結構、優化自身缺點，才能在激烈的競爭中持續發展。機電一體化系統在工業中廣泛使用，對于提升工業企業的競爭力有重要促進作用，所以我們要不斷改進機電一體化系統不足，提高機電一體化系統可靠性與高效性。本文就此展開探討分析。

關鍵詞：機電一體化系統;智能控制;應用

1機電一體化系統與智能控制

1.1機電一體化系統

機電一體化系統在工業中廣泛使用，該系統是利用微電子方面的技術支撐，并對多項技術進行融合，其中就包括了機械、信息、電工、微電子、傳感器等多項技術，依靠包括機械設備、計算機設備與電子組件在內的多項硬件構成，并依賴電子、微機還有通信等多項操作用于系統的軟件構成，管控用于生產的系統還有設備。

我們將大部分應用于機電一體化成品和執行一體化的系統稱為機電一體化系統，這個系統主要由五個部分構件所構成，一是信息處理的構件，二是控制的構件，三是用于供應電力的構件，最后還有機械的構件和用于執行的構件。這個系統的應用在于可以很大程度的減少能源損耗，提高生產的精細程度。所以可以說是一種綜合性的功能性技術。

1.2智能控制

智能控制，就是在非線性的控制方面，通過基于計算機和通信等多項技術，實現的自動無人化以及智能的控制。在機電一體化系統的諸多組成部分中，智能控制是極為重要的一環，正是因為智能控制在性能這一方面擁有無與倫比的優異性，人們也更加的喜愛智能控制。日常生活中使用機電的一體化系統的智能化控制的現象也愈發尋常。生產企業得益于智能化控制，使得他們的運營成本大幅度降低，并且在生產還有管控等過程中的利潤收益都得到了極大的提升。

2機電一體化系統中智能控制的具體應用

2.1機電一體化系統中智能控制在機械制造中的應用

智能控制是當下機電一體化的發展方向。智能控制可以模擬人的腦力勞動、動作以及專家的一系列智能活動，為我們提供更好的服務。機械制造是機電一體化系統中的重要環節之一，在機械制造中對智能控制的應用，可根據智能控制中的數據得出相關的結論，可以利用數學理念以及神經網絡系統監控整個機械制造的過程，構建動態、立體的環境建設模型。智能控制在機械制造中的應用，實現了智能學習、智能診斷、智能監控、智能傳感器等方面技術的融合，推動了機械制造的數字化進程。

2.2機電一體化系統中智能控制在機器人研發中的應用

智能控制在機器人研發中的應用越來越廣泛，機器人技術是當下高端技術之一。對機器人行為的控制，核心是要實現動力學控制，動力學理論具有非線性、實時變化性、高內聚性的特點。比如對于雙足行走的機器人，我們可以將其看作動態二級倒立擺，體現了非線性的特點。在機器人的研發中還涉及繁雜的傳感器信息數據，而機器人的控制系統屬于多變量系統，具有較高的復雜性，要想機器人的平衡行動得到保障，就要同時執行多個命令，比如平衡調整命令、躲避障礙命令、規劃動作命令等。傳統的控制系統由于自身限制無法實現對機器人的全方位控制，而機電一體化系統中智能控制有效地彌補了傳統控制系統存在的不足。

2.3應用在GPS農業機械系統中

隨著機電一體化系統的不斷完善，農業機械領域也運用了智能控制技術，使農業作業效率大大提升。要想農業機械的工作更加完美，絕對離不開GPS的應用。使用GPS定位系統，同時利用信息技術，可以將各種氣候、各種地區的農作物的產量和農作物的其他信息采集起來，制作數據表格來作為農業方面的研究。將信息技術與GPS相結合，使GPS有著更加強大的功能，它可以將農業機械的位置坐標、農業現場的三維圖像等等以電子信息的形式展現出來。有時候大型農業作業需要很多的農業機械來集體運作，GPS定位將在這個過程當中發揮極大的作用。

2.4在數控領域的應用

對于數控領域需求來說，數控機床的控制需求主要是依賴于傳統的經典控制來建立部分模型，然而在模糊信息中，對于以往的經典控制離亂，沒辦法通過其進行建模，就是因為建模的一個條件是需要高準確度的信息，模糊推理規則的構建，模糊控制的實現，數據精確程度的降低，還有對加工步驟的不斷改善，降低機床對運行環境的條件都是智能控制的應用。模糊理論，能夠在數控系統中，通過輕微調節參數，有效地提高數控機床的性能，尤其是在適應性這一方面。而這一理論的基礎，就是一體化系統中的一個部分，即智能控制。

數控加工在算法方面有許多妙處，而插補計算就是其核心之一，然而在現實的計算過程中我們往往需要取點加工信息，見的最多的加工信息就是包括多個方面，即起點、終點、線型等，在以往的加工系統中，位置軟件在調控增益方面的表現往往不盡人意，依據現有的技術條件，我們可以憑借人工神經網絡的控制，并依靠對智能控制技術的應用，能夠達到極度接近任意困難水平的非線性函數。而同樣的，機電一體化系統中智能控制技術中的專家系統，還能夠對數控加工過程中不明確的推理問題進行簡易推理。另一方面，遺傳進化系統也有很大能耐，如對路徑的提早預測，還有對其的動態反饋和美化加工。

2.5在煤礦機電一體化系統中的應用

在煤炭領域，機械出現故障的概率要遠遠高過其他領域，而這正是因為其工作條件相對惡劣，由此也降低了生產效率，增加了機械的故障發生概率。但隨智能控制技術的誕生與快速應用，這一問題得到了有效解決，其既在一定程度確保了井下作業的安全性，而且也確保了開采工作的順利安全進行，為煤炭公司經濟效益提供了良好的基礎條件。

3提升機電一體化系統中智能控制的方法

3.1對機電機械本身進行優化

機電機械本身的性能與機電一體化系統整體質量息息相關，機械性能的好壞決定機電一體化系統的好壞。為了實現機電器件的優化，需要減輕機電材料的重量，或采用密度大的機電材料或采用減小結構改造的方法，使機電材料小型輕便化。機電技術人員在機電一體化系統的構造方面進行改造，從減輕機電材料的重量的角度出發，去改善機電整體的工作性能。機電一體化這樣的改造，會讓智能控制技術更好地融入其中，更快地實現智能操作，以提高機電器械的運行效率。

3.2優化機電一體化系統的傳感技術和軟件技術

一個優秀的機電一體化系統的傳感技術需要優秀的傳感器進行幫助，這個傳感器也是檢測機電一體化系統質量的標準之一。傳感技術通過物理、化學、生物效應將機電信息完整的獲取出來并進行整理，為機電技術人員的研究提供了方便。將傳感技術進行優化，是為了更好地提高機電一體化系統的抗干擾能力、靈敏程度和實用程度。相對而言，優化軟件技術可以提高軟件的工作效率，降低軟件的成本，使軟件硬件很好的結合，同時，優化軟件技術也能推動軟件工程的進步。

結論

機電一體化系統中應用智能控制，可以有效提高系統運行效率，發揮智能控制作用，為其運行賦予智能化。而智能控制技術也可以對系統內部原有技術進行優化，使機械生產效率得到提升，這對于我國工業生產制造有重要意義。

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