智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

韓貴新

（秦皇島海三建設(shè)工程發(fā)展股份有限公司，河北　秦皇島　066000）

智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

韓貴新

（秦皇島海三建設(shè)工程發(fā)展股份有限公司，河北秦皇島066000）

機(jī)電一體化系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，在很大程度上推動(dòng)了工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程具有多層次、多結(jié)構(gòu)以及各種不確定性，使得數(shù)學(xué)建立非常困難，不利于機(jī)電一體化系統(tǒng)的有效控制和管理。智能控制應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)，則可以很好的解決這些問(wèn)題，充分展現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要作用。本文主要從智能控制的基本特點(diǎn)出發(fā)，討論智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。

智能控制；機(jī)電一體化；特點(diǎn)；應(yīng)用

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)日漸完善，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，有效提高了工業(yè)生產(chǎn)的控制效果，在很大程度上促進(jìn)了工業(yè)行業(yè)的發(fā)展。但是由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程具有多層次、多結(jié)構(gòu)以及各種不確定性，使得數(shù)學(xué)建立非常困難，不利于機(jī)電一體化系統(tǒng)的有效控制和管理。智能控制作為一種無(wú)人干擾情況下依然可以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)，將其合理運(yùn)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中，可以加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制，有效解決機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，促使機(jī)電一體化系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中可以充分發(fā)揮重要作用。所以，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用受到越來(lái)越多的重視，如何在機(jī)電一體化系統(tǒng)中完全展現(xiàn)智能控制的重要作用已經(jīng)成為工業(yè)行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1　智能控制的基本特點(diǎn)

智能控制，指的是在無(wú)人干預(yù)情況下可以自主驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)。至今已有100多年的歷史，歷經(jīng)經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論，現(xiàn)在基本進(jìn)入大系統(tǒng)理論和智能控制理論階段。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，在很大程度上推動(dòng)了控制科學(xué)的研究發(fā)展，目前控制系統(tǒng)向智能化控制系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)是必然趨勢(shì)。智能控制是控制理論發(fā)展的高級(jí)階段，是相對(duì)傳統(tǒng)控制理論的缺陷，結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，主要適用于傳統(tǒng)控制方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)控制問(wèn)題。所以，研究智能控制理論的特點(diǎn)，已經(jīng)基于傳統(tǒng)控制理論而言，通過(guò)與傳統(tǒng)控制理論比較，可以將智能控制理論概括為以下幾個(gè)方面：

1.1智能控制是在傳統(tǒng)控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，是控制理論發(fā)展的高級(jí)階段，具有開(kāi)放的、分級(jí)的以及分布式的結(jié)構(gòu)，能夠有效處理綜合信息，對(duì)提高信息處理質(zhì)量具有十分重要的作用。而且智能控制不以追求系統(tǒng)高度為目的，而是著重于系統(tǒng)的全局優(yōu)化。

1.2智能控制理論集多學(xué)科于一體，智能控制理論是由人工智能、自動(dòng)控制理論以及信息論結(jié)合而成，主要以信息反饋控制為核心，是非常完善、成熟的控制理論體系。

1.3適用范圍廣，相對(duì)傳統(tǒng)控制理論而言，智能控制可以解決傳統(tǒng)控制中對(duì)象和任務(wù)模型不確定性、復(fù)雜的難以控制的問(wèn)題，對(duì)提高控制效果具有十分重要的作用。

1.4使用方法有所不同，傳統(tǒng)控制理論主要通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、動(dòng)力學(xué)方程等數(shù)學(xué)模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述，而智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于對(duì)數(shù)學(xué)模型的描述，具有混合控制的特點(diǎn)，將非數(shù)學(xué)的廣義模型用知識(shí)進(jìn)行表示，充分發(fā)揮出多模態(tài)控制方式的重要作用。

當(dāng)然，智能控制系統(tǒng)并不排除傳統(tǒng)控制理論，它是由傳統(tǒng)控制理論發(fā)展而來(lái)，傳統(tǒng)控制理論包含于智能控制之中，而智能控制也需要利用傳統(tǒng)控制方法解決一些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題。只有將兩者進(jìn)行有效的結(jié)合，才能使智能控制理論發(fā)揮出最佳效果。

2　智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用

目前，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用常見(jiàn)的主要在數(shù)控領(lǐng)域、機(jī)器人領(lǐng)域以及機(jī)械制造三個(gè)方面，本文主要從數(shù)控領(lǐng)域和機(jī)械制造方面探討智能控制在機(jī)電一體化中的實(shí)際應(yīng)用。

2.1數(shù)控領(lǐng)域

數(shù)控是工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，帶動(dòng)了工業(yè)進(jìn)步與發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)生產(chǎn)精度要求不斷提高，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。數(shù)控系統(tǒng)不僅需要具有高精度、可靠性等特點(diǎn)，還需要完成許多智能功能。其中，部分功能可以建立數(shù)學(xué)模型，這就可以使用傳統(tǒng)控制理論實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，而對(duì)于部分環(huán)節(jié)信息模糊，難以建立數(shù)學(xué)模型的，就需要充分發(fā)揮出智能控制的重要作用，利用智能控制實(shí)現(xiàn)重要的控制目標(biāo)。如在數(shù)控系統(tǒng)中合理配置故障診斷專家系統(tǒng)、編程專家系統(tǒng)等，利用遺傳算法尋找出最優(yōu)的加工途徑，在系統(tǒng)綜合控制中引入預(yù)測(cè)、預(yù)算功能，就可以大大提高數(shù)控系統(tǒng)的控制性能，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的重要目標(biāo)。

2.2機(jī)械制造

機(jī)械制造是工業(yè)生產(chǎn)的主要對(duì)象，也是智能控制應(yīng)用的必要前提?，F(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械制造加工精度的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)控制理論已經(jīng)無(wú)法發(fā)揮其重要作用。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中合理運(yùn)用智能控制，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就可以形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)?，F(xiàn)代機(jī)械制造過(guò)程中，需要利用一些缺乏完整性的數(shù)據(jù)解決難以預(yù)測(cè)的問(wèn)題，智能控制的出現(xiàn)和應(yīng)用，就可以很好的解決這些問(wèn)題，它利用模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)和建模，再對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，就可以確保機(jī)電一體化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)提高機(jī)械制造加工精度的重要目標(biāo)。

隨著工業(yè)快速發(fā)展，智能控制受到越來(lái)越多的重視，對(duì)于智能控制的研究也在不斷深入，目前主要飽覽智能傳感器、加工過(guò)程智能控制以及機(jī)械故障智能診斷等領(lǐng)域，智能控制將是未來(lái)工業(yè)發(fā)展的重難點(diǎn)。

3　結(jié)論

總之所述，智能控制相對(duì)傳統(tǒng)智能控制理論具有明顯的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中，充分發(fā)揮智能控制的重要作用，提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，可以為工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展提供充分的保障。

［1］趙祥坤，李帥三，蘇奎等.基于智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)新通信，2014，（3）:60-60.

［2］許英權(quán).淺析智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，（34）:364-365.

［3］王睛睛.基于機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)智能控制的有效應(yīng)用的幾點(diǎn)思考［J］.科學(xué)與財(cái)富，2015，（8）:261-261.

［4］劉澤華，趙麗.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.通訊世界，2015，（18）:232-233.

［5］陸燕冰.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究探索［J］.科技與生活，2012，（4）:105-105.

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1003-5168（2015）11-102-01