探析机电一体化智能控制

探析机电一体化智能控制

邵宇

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摘要：机电一体化系统在许多方面具有重大的推进作用，它对于推动社会的发展有着重大的意义，它是一种由驱动与动力、机械化本体、信息的处理、控制、执行部分以及传感测试等组成的，通过计算机的处理信息技术以及相应的控制功能，以及可以进行驱动的部件等来实现运转的机械化体系。随着科学技术的持续发展，要想让人类的需求得以实现，就必须将智能控制与机电一体化相融合，这不仅是满足人类需求的需求，也是人类发展的必然趋势。

关键词：机电一体化系统；智能控制；应用

引言

机械制造，自动控制，信息处理，传感控制等是机械制造技术的重要组成部分。信息技术是一门以各种技术为基础，以达到其功能目的的科技。机电集成技术能够发挥诸多技术优点，对工程实践中的最优控制，实现对全系统的最优分配，从而提升系统的工作效率，减少操作能耗。通过变换技术，实现了对系统工作条件及参数的调节，实现了对控制及其它信息的变换。在此基础上，提出了一种基于网络协议的数据交换方案。

一、智能控制的研究概况

智能控制是一种可以在不进行人工介入和操纵的情况下，对机器进行自动化地驱动，从而达到各种需求和目的的控制模式。这一技术的架构通常包括如下几个方面：第一，人工智能，它是一种具有处理信息、记忆与学习和形式化语言等多种功能的系统。第二是自动控制，即整体的内在驱动力特征和对其进行动态反馈；第三是运筹学，它是量化的最优方法，包含了网络化与线性规划，调度与管理，决策与目标最优等内容。在常规的控制方法中，基于准确的系统建模，需要解决时不变性、线性化等问题，而智能控制既可以克服以上问题，又可以克服某些困难。

二、智能控制技术的特征与种类

从总体上看，其智能控制的基本特征是：一是结构化；第二，在系统的组成上发生了重大的改变；第三，研究了该系统的非线性特性；第四，实现了对系统的高品质和多样化的要求；第五，可以从整体上实现对系统的整体最优；第六，它所涵盖的学科门类十分全面；第七，它的智能化程度更高。从理论上讲，一般可将其划分为：一是分层的、逐步的智能控制系统、二是复合型的、三是人工智能型控制系统。第三是“人造智慧”式的控制体系；第四，是一种可演化的智能化的控制体系；第五，建立具有自主性和学习性的智能化管理体系；第六、以专家为主体的智能化的监控体系；第七种是集成式的智能控制。

三、电子机械设备中智能控制的运用

(一)对机械生产工艺中智能控制的研究

在机电一体化系统中，机械制造是十分关键的一环，而就当前的机械制造技术而言，最先进的技术就是将计算机辅助技术和智能控制有效地融合起来，从而使机械制造技术逐步走向智能化。机械制造技术的智能化，其主要目标就是通过计算机技术来仿真人脑，以其取代部分的脑力工作，来实现人类制造机械的全部过程。在智能化的机械制造中，首先采用智能控制技术，采用神经网络系统，对机械制造的实时状况进行动态仿真，然后采用传感器的融合技术，对采集到的信息进行处理，并对控制模式中的某些参数和数据进行修改。在机械制造的领域中，智能控制的应用包括了机械制造系统的智能监控和检测、智能诊断机械故障、智能学习以及智能传感器。

(二)智能控制在数字控制中的运用

数字控制是伴随着工业生产的飞速发展而出现的一门新兴学科，它的发展极大地推动了中国的经济社会的不断发展。当前，随着工业生产对精度的不断提升，对 CNC系统的性能也提出了更高的需求。将智能化的技术运用到 CNC中，可以有效地改善 CNC的精度与可靠性。要实现智能控制，就需要构建 CNC模型，并将其与传统控制理论相结合，而对于 CNC模型信息不明确的位置，则需要利用智能控制来实现其准确地控制。通过在 CNC中安装安全诊断系统，能够通过专家系统和遗传算法，对 CNC中的信息数据进行检测、运算，从而提高 CNC的预测和控制功能，使 CNC更加完善。

(三)在交流伺服系统中使用智能控制技术的特定方法

交流伺服系统是一种以对电信号进行变换为目的的机械变换设备，从而完成机械化的操作系统。然而，在这样的条件下，该模式很有可能不能满足整体系统的高水平和高需求。所以，将智能控制在这一系统中的运用，就不需要建立精确的模型，也不需要有精确的有关参数，能够动态化、实时化地掌握系统内各种不同数据的指标，从而保证系统的各项指标能够达到性能的要求，也能够达到厂家和生产的需求。

(四)建设项目的智能化管理

在建筑物中，智能化的控制包括两部分，一部分是灯光和通讯，两部分是空调。在人类的生活水平持续提升，科技也在持续发展的过程中，人类对自己的生活品质的需求也在不断提升，所以，智能建筑已经变成了一种潮流。智慧楼宇是以智能控制器来实现楼宇的智能化，其中，这两类控制器是最常用和最具实用性的。首先是灯光通讯系统，所谓的通讯系统，就是小区里的网络通讯，它的作用就是利用小区里的一个控制器来控制和探测各个使用者的通讯线路，如果出现了问题，可以迅速地对这些线路进行维修，让整个通讯系统在使用中变得更方便、更安全。照明系统就是对建筑群照明的实时控制，在控制中，重点是对照明区域、照明时间、照明逻辑和照明系统节能灯的控制；其次是对空调系统的控制，在对空调进行智能控制的时候，主要采用的是比例积分调节器闭环的方法，来对季节的气温进行仿真，并对空调的风门进行智能调整，这样不仅可以在保证室内的空气品质的前提下，还可以最大限度地降低能源的消耗。

(五)仪器装备中智能化控制的特定应用

智能控制在装置设备中的应用，可以将有关部件转变为智能化部件，在生产生活，精密仪器的制造，环保与节约能源，生物技术以及化工石油等行业和领域，都可以得到最大程度地利用。第一，是一个智能的家庭设施。在家居和家庭中，存在着三种不同的智能化装置设备，它们分别是：智能化家电、总线的连接器和家用控制器。这些种类的装置设备能否起到智能化的效果，与其所使用的智能化部件有着密切的联系。通过家用装置设备中的智能元件，再通过蓝牙信号和传输的接口等，将自己的信息和状态传送给对应的控制器，同时，控制器在发出相应的命令后，就可以对这些动作进行自动化的执行。例如，在家用家庭中常用的照明体系、安防体系、洗衣机和空调、洗碗机和热水器等，都需要在智能控制的基础上，才能有效地发挥作用。

结语

伴随着科学技术和市场化经济的飞速发展，机电一体化系统要想满足更多的工作环境和任务要求，就必须不断地进行改进和转型。而智能控制的存在，让机电一体化系统可以更好地应对各种操作难点，不仅可以有效地解决这些问题，还可以减轻工作人员的精神和身体上的负担。更为关键的是，它推动了机电一体化系统的迅速发展，使其实现了质量的飞跃，从而可以实现长期的发展。

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