浅谈机电一体化的智能控制

浅谈机电一体化的智能控制

付金平

广东省东莞市

摘要：机电一体化是实现机械设备人性化、自动化、智能化的重要渠道，也是机械设备不断改革的目标。随着智能控制技术等的引进，智能控制在机电一体化系统中运用的越来越广泛，在机电一体化的发展进程中起着越来越重要的作用。本文针对机电一体化智能控制系统的特点进行了简要介绍，并阐述了机电一体化技术的应用以及机电一体化技术的发展趋势。

关键词：机电一体化；智能化；发展

前言

伴随着科学技术水平的提高和社会主义市场经济竞争愈演愈烈，机电一体化在这种形势下的作用尤为突出，因此相关部门和工作人员应当充分重视机电一体化系统的运行质量。智能控制在这种背景下应运而生，尤其是在机电一体化系统中的地位明显上升。智能控制应用在机电一体化中的运用价值集中体现在控制环境、控制主体、控制程序与智能控制目标等方面，因此我们必须不断分析如何更好的实现智能控制应用的价值。

1.机电一体化智能控制系统的特点

智能控制理论虽然是建立在传统的控制理论上不断研究出来的，但是智能控制理论既有传统控制理论上的知识，更有传统控制理论中没有的知识，可以说传统控制理论知识智能控制理论中的一小部分。在智能控制系统中，人们可以将知识系统以及数学模型来建立一个控制模型，并对其进行深入研究，而传统控制理论只是针对与被控对象进行研究。机电一体化智能控制系统具有以下优点：1）智能控制系统具有人工智能的特点，它能够模拟人的思维方式，可以灵活的运用所掌握的的知识来解决各种问题；2）智能控制系统能够覆盖全面，从总体来对其存在的问题进行分析与控制，从而寻找最佳的答案，是智能控制系统中不可缺少的一部分；3）智能控制系统处理具有自主学习、判断问题、处理问题等优点，还具有转变结构的特点，这样才能够保证系统达到最佳的状态；4）智能控制系统具备较高的补偿能力；5）在实际工作中，智能控制系统的运行具有较高的安全可靠性。

2.智能控制在机电一体化系统运用过程中存在的问题

(1)当前，智能控制系统的功能与性能不够完善，无法满足机械制造行业、电子技术等行业的发展需要。智能控制系统的运用虽然改变了传统机电一体化系统的运行状况，其运行效率更高，但是仍然存在着一定的差距，无法适应新时期的发展需要，仍然会受到外界环境因素的影响与控制。

(2)智能控制虽然能够有效地提高机电一体化系统的运行效率，但是仍然会存在着许多突发状况。机电一体化应用智能控制系统后，可通过系统设备发出的命令编码进行自动工作，可以避免因人为操作失误而造成不必要的损失，减少工作中的失误损失，提高工作完成质量及工作效率。但是在某些方面，会受到电力系统、信息系统等的不良影响，从而使智能控制系统不能够有效运转，对于一些不可抗力因素而言，智能控制系统始终无法超越。

(3)智能控制与机电一体化系统的磨合度还有待提高。机电一体化对生产与生活活动的开展有着不可替代的作用，一旦智能控制工作不能实施，那么就会影响人们生活与生产活动的开展。因此，我们必须不断的改进与完善智能控制工作，尽可能降低智能工作的失误率。

3.智能控制策略在机电一体化系统中的应用

3.1智能控制在机电一体化系统中的应用优势

智能控制已得到机电一体化系统的广泛认可和应用，并正在慢慢取缔传统的控制技术，主要是因为其在机电一体化的应用中，表现出来有别于传统控制技术的优势，主要有：（1）优化效能。对于群控系统，可以借助相关操作流程使系统的调整符合标准及要求；（2）程序控制。系统根据产品所需尺寸及精度编制操作程序指令运行；（3）改进加工。可以通过优化操作流程并缩短加工时间来实行复合加工，改进并优化了加工程序。

3.2智能控制在机电一体化系统中的实际应用

3.2.1机械制造中的智能控制

以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法，在机电一体化系统的制造过程中形成了新型的机械制造工艺，并不断向智能制造系统方面发展。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题，利用神经网络和模糊数学的方法，建立制造过程的动态模型，并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作，对残缺不全的信息进行及时有效处理。

3.2.2电力电子学研究领域中的智能控制

包括变压器、电动机、发电机在内的电机电器设备在规划设计、投入生产、实际运行及控制过程等方面都是相当复杂的。将智能控制技术引入电力系统，在电机电器设备的优化设计、故障控制和诊断等方面，都相当有成效。对电器设备的设计优化，可用先进的遗传算法进行优化计算，能大幅度缩短计算时间，有效节约成本，并提高电机电器的设计质量和效率。而神经网络系统以及模糊逻辑专家系统是在电机电器设备的故障控制和诊断中所应用的智能控制技术。智能控制在电力电子学应用领域中发挥重要作用，其中最具代表性的是其在电流控制技术中的广泛应用，智能控制技术在电力系统中的应用方向是电力电子学研究领域极具研究价值的一个项目，可以推动电力电子领域的进步和电力系统不断的发展。

3.2.3工业过程中的智能控制智能控制

在工业过程中的应用主要包括全局级与局限级两个方面。全局级智能控制针对整个生产过程的操作工艺，主要在规划过程中操作处理异常、控制过程的故障诊断等情况下发挥作用。而局限级智能控制在自适应调整、参数整定方面有明显优势，并且对解决非线性一类的复杂控制问题有显著成效。局限级智能控制在主要是神经网络控制器和专家控制器的智能控制器上投入研究力度，通过将智能应用到工业过程的某一单元来设计控制器。

3.2.4数控领域中的智能控制

数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求，尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面，如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等，必须能进行自适应控制、自组织控制等，智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题，取得良好的成效。例如模糊控制系统可以处理信息模糊的问题从而优化加工过程，而专家控制系统可以综合数据库里的专家经验并根据推理规则解决结构不明确的问题。

3.2.5交流伺服系统中的智能控制

伺服驱动装置在机电一体化系统中的控制质量和系统动态性能方面发挥着关键性的作用，但交流伺服系统有着相当复杂的非线性和时变性等不确定因素，而智能控制技术以非线性控制方式将人工智能引入智能控制器，能很好地适应系统参数的时变情况，其在交流伺服系统的应用解决了建立精准数学模型的困难，提高了机电一体化系统的稳定性。

结语

智能控制是在机电一体化与机械自动化的基础之上研发而成的新型控制技术，完全突破了传统的机电一体化工作原理，极大地提高了机电一体化运转的效率。机电一体化系统中智能控制涉及的领域十分广阔，因此相关方面的研究人员应当根据实际的生产与生活需要不断的改进和完善智能控制系统，这样就能够提高人们的生活水平，同时也能够带动产业的发展，有利于实现社会主义现代化社会的目标。

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