机电一体化系统中的智能控制技术应用邵丹

机电一体化系统中的智能控制技术应用邵丹

邵丹

关键词：机电一体化；智能；控制；应用

随着我国经济水平的不断提高，各行各业的竞争力逐渐加大，市场经济环境变得日益复杂。在这一经济发展背景下，各个行业只有不断优化自身的缺点、完善自己，才能在激烈的竞争中屹立不倒。机电一体化系统是我国应用范围最广的系统，对于一个工业大国来说至关重要，所以对于机电一体化系统的发展，我们要不断改进其不足，提高其可靠性与高效性。

1、智能控制概述

智能控制的目标在于无人参与的条件下，也能通过实现的程序来进行自动化操作，驱动设备进行生产活动，实现程序目标。该项技术属于机械模拟的应用，用计算机对人类控制模式进行了模仿和替代，在复杂性和系统性的工作要求下，能够更加稳定的完成工作目标。同时，该项技术在现代化社会也取得了广泛的应用，实现了传统控制模式对复杂系统控制无力的问题。该项技术由多个学科交叉融合而成，综合了包括信息理论、统筹学、计算机科学、人工智能以及自动化控制理论等内容。经过多年的研究和发展，智能控制已经具备了相当的优势：1）智能控制的核心在高层控制，即组织级。2）智能控制器具有非线性特性。3）智能控制具有变结构特点。4）智能控制器具有总体自寻优特性。5）智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求。

现阶段，智能控制的主要类型包括集成或者混合（复合）控制、分级递阶控制系统、专家控制系统、人工神经网络控制系统、学习控制系统以及进化计算与遗传算法。相信在未来智能控制会取得更大的成果，尤其是在智能控制系统本身的学习功能和组织功能不断强化之后，在机电一体化系统中也会发挥更大的作用，对于工业生产质效的提升贡献更多力量，促进工业升级。

2、机电一体化系统的特点

2.1综合性

机电一体化系统是由信息技术、控制技术和系统理论技术组成的复合型一体化系统，机电一体化系统中包含工业生产中控制管理功能、机械生产功能、机械检测功能等，具有较高的综合能力。

2.2智能性

机电一体化系统的应用根本上转变了传统机械处理的现象，例如，微处理技术的应用彻底的改变了传统的控制方式，并且有效的提高了控制的精度。机电一体化系统中的机械构成主要为仪表、传感器，通过对机械一体化系统中的参数调整和设置可以使机电一体化系统发挥出不同的功能和特性，这一原因使机电一体化系统的应用较为广泛。通过智能化系统的应用，传感器可以将自身收集的信息反馈传输到中央处理器，实现智能化的处理方式。

2.3完整性

机电一体化系统主要包含了微处理器、传感器、动力系统、传输系统以及执行构件等，所以机械一体化系统属于较为完善的系统，机电一体化系统通过对多种技术的有效融合，使得机电一体化系统可以为各个行业的工业生产提供更加优质的服务。

3、智能化控制于机电一体化系统之中的主要应用

3.1在机械生产制造的应用

机械生产制造属于机电一体化系统当中的一个关键性构成，现今先进化程度最高的机械制造技术便是把智能化控制技术和计算机的辅助技术进行有效结合利用，使其向着智能化机械生产制造技术发展。最终的目标就是应用先进化计算机技术代替人们的脑力劳动，进而将制造生产机械的工作模拟出来。与此同时智能化控制技术应用模糊系统计算以及神经网络方法使机械制造生产现状得到动态化模拟，依靠传感设备融合技术针对收集信息预处理，进而对控制模式当中的指标参数进行修改。这个过程中应用神经网络技术之中的学习功能以及并行处理功能使得残缺不全信息得到有效合理处理，应用模糊系统独特的模糊集合以及模糊关系特点，就能够把模糊信息全都集合至闭环控制过程中的决策机构对需要的控制动作进行选择。在机械生产制造过程中的智能化控制主要包含，机械设备故障的智能化诊断，机械设备制造系统智能化的检测监控工作，智能学习以及智能传感器。

3.2在数控领域的应用

对于数控领域需求来说，数控机床的控制需求主要是依赖于传统的经典控制来建立部分模型，然而在模糊信息中，对于以往的经典控制离乱，没办法通过其进行建模，就是因为建模的一个条件是需要高准确度的信息，模糊推理规则的构建，模糊控制的实现，数据精确程度的降低，还有对加工步骤的不断改善，降低机床对运行环境的条件都是智能控制的应用。模糊理论，能够在数控系统中，通过轻微调节参数，有效地提高数控机床的性能，尤其是在适应性这一方面。而这一理论的基础，就是一体化系统中的一个部分，即智能控制。数控加工在算法方面有许多妙处，而插补计算就是其核心之一，然而在现实的计算过程中我们往往需要取点加工信息，见的最多的加工信息就是包括多个方面，即起点，终点、线型等，在以往的加工系统中，位置软件在调控增益方面的表现往往不尽人意依据现有的技术条件，我们可以凭借人工神经网络的控制，并依靠对智能控制技术的应用，能够达到极度接近任意困难水平的非线性函数。而同样的，机电一体化系统中智能控制技术中的专家系统，还能够对数控加工过程中不明确的推理问题进行简易推理。另一方面，遗传进化系统也有很大能耐，如对路径的提早预测，还有对其的动态反馈和美化加工。

3.3机器人的智能控制

机器人控制的产业当中，模糊控制为主的智能技术发挥了核心作用，多元化的操作性工业机器人进入到市场，对传统人工操作进行了良好的替代，自动化操作也成为了时代的主流。现阶段，机器人应用中融合了不少技术，使得智能控制在机器人领域发挥了更大的作用，例如：多传感器信息处理、路径规划、检索扫描以及定位等等。机器人领域的智能控制应用主要体现在模糊逻辑和人工神经网络两个主要方面，为系统运行的独立性和适应性带来了巨大的提升。

3.4伺服系统

伺服系统属于机电一体化产品中的关键构成部分，属于转换设备，依靠电信号的转换完成机械设备的操作。伺服系统极为复杂，因为具有时变，负载扰动以及强耦合之类非常多的不确定因素。因此建立比较精准的数学模型是不可能的，仅可以建立和实际状况较为近似的数学模型，此种模型很难满足厂家在系统高性能标准方面的要求。若是可以引进智能化控制系统，那么伺服系统就不用利用精确控制设备参数以及数学模型便可以使得系统具备高性能指标。

3.5在煤矿机电一体化系统中的应用

在煤炭领域，机械出现故障的概率要远远高过其他领域，而这正是因为其工作条件相对恶劣，由此也降低了生产效率，增加了机械的故障发生概率。但随智能控制技术的诞生与快速应用，这一问题得到了有效解决，其既在一定程度确保了井下作业的安全性，而且也确保了开采工作的顺利安全进行，为煤炭公司经济效益的提供了良好的条件基础。

4、结语

智能控制具有高效率、高水平、高性能的优点，是机电一体化系统中使用最多的控制方法。在未来发展中，智能控制将取代传统控制方式，它在机电一体化系统中的应用将会更加完善，它的优势将会惠及更多的行业。

参考文献

[1]汤剑华，何祚勇，赵胜利，龚清平.智能控制技术在机电一体化系统中的应用[J].南方农机，2018，49（19）：169.

[2]郑峰.关于企业智能制造中机电一体化技术的发展分析与应用探讨[J].科技风，2018（27）：175.

[3]殷宏武.智能控制技术在机电控制系统中的应用分析[J].通信电源技术，2018，35（08）：117-118