機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用淺析

曹培英

摘 要：當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)獲得較快的發(fā)展，社會(huì)上的一些企業(yè)、事業(yè)等單位對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的要求更高，尤其是對(duì)智能化的機(jī)電一體化系統(tǒng)具有很高的期望，而且社會(huì)上對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和使用非常重視。筆者在該文中概述了機(jī)電一體化智能控制，然后探討了智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，以期更好地把智能控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)之中。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 智能控制 應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）02（b）-0064-02

所謂的機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制指的是機(jī)械設(shè)備在沒(méi)有人控制的情況下實(shí)現(xiàn)自主驅(qū)動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)這一目的而開(kāi)發(fā)的技術(shù)被稱(chēng)為智能化自動(dòng)控制技術(shù)，對(duì)計(jì)算機(jī)對(duì)人類(lèi)智能進(jìn)行模擬領(lǐng)域而言，占據(jù)重要的作用，對(duì)比傳統(tǒng)控制技術(shù)，這種技術(shù)最突出的體現(xiàn)為智能化，能夠在設(shè)定控制目的后自動(dòng)地完成，讓社會(huì)發(fā)展提供的空間更為廣泛，很多傳統(tǒng)控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)在此技術(shù)的作用下得以實(shí)現(xiàn)。

1 智能控制系統(tǒng)類(lèi)別形式

1.1 分級(jí)控制系統(tǒng)

我們稱(chēng)分級(jí)控制為分級(jí)遞階智能控制，要想運(yùn)行控制必須依托控制自適應(yīng)、控制自組織等，保障上述實(shí)現(xiàn)之后才能實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)主要涉及的方面有三：組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)、執(zhí)行級(jí)，每個(gè)級(jí)都有自己的作用和角色。

1.2 學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)

針對(duì)我們的大腦來(lái)講，智慧能力的外顯為學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)主要是調(diào)整、認(rèn)識(shí)和辨別內(nèi)部的控制結(jié)構(gòu)，依托循環(huán)的輸入信號(hào)和很好的處理保障效果的良好性。不僅如此，其還能和一些非預(yù)知信息相結(jié)合，保障實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

1.3 專(zhuān)家控制系統(tǒng)

這種系統(tǒng)的形成和我們?nèi)祟?lèi)的經(jīng)驗(yàn)，技能等的融合然后借助計(jì)算機(jī)予以實(shí)現(xiàn)。其操作根據(jù)既定的程序和指令。專(zhuān)家系統(tǒng)內(nèi)部的知識(shí)比較復(fù)雜，涵蓋的知識(shí)繁多，這為實(shí)際問(wèn)題的解決提供必要的智力支持，提升問(wèn)題解決科學(xué)性和質(zhì)量。

1.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

當(dāng)前，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)使用的最多。這種結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成模式主要是人工神經(jīng)元。神經(jīng)細(xì)胞等?？刂浦悄芑约澳７抡嫒耸沁@種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能之一，在現(xiàn)代技術(shù)研究領(lǐng)域，這種系統(tǒng)成為新的研究?jī)?nèi)容，備受人們的關(guān)注。

2 智能與非智能控制對(duì)比

2.1 模型對(duì)比

在控制的時(shí)候，早期不是智能的控制技術(shù)，主要控制的對(duì)象已經(jīng)模型化，這導(dǎo)致控制方式僅僅能識(shí)別固定的模型，運(yùn)用的范圍極為狹窄。但是智能控制系統(tǒng)并非如此，其不僅僅能夠使用固定的模型，還能對(duì)未知模型的參數(shù)、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行控制，對(duì)比傳統(tǒng)的控制方式，其運(yùn)用范圍較大。

2.2 交換對(duì)比

要保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須保障交換處理數(shù)據(jù)信號(hào)，要是缺乏數(shù)據(jù)信號(hào)的指示，機(jī)電一體化系統(tǒng)就無(wú)法操作。在輸入和輸出數(shù)據(jù)交換的過(guò)程中，非智能控制系統(tǒng)存在的故障有多種。但是智能控制可以使用送音器設(shè)備，由于其具有較高的精度，并和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，提升傳輸定位準(zhǔn)確性。

2.3 線(xiàn)性對(duì)比

在研究非智能控制理論知識(shí)的時(shí)候，研究線(xiàn)性問(wèn)題已經(jīng)取得極好的成果，但是非線(xiàn)性問(wèn)題上缺乏理想可靠的運(yùn)行效果。但把智能控制加入其中，能夠把一些具有較高線(xiàn)性、非線(xiàn)性的問(wèn)題很好地處理，能夠把傳統(tǒng)控制功能兼容進(jìn)現(xiàn)在的功能之中，提升控制質(zhì)量和效果。

2.4 控制對(duì)比

控制方面是智能控制和非智能控制最顯著的區(qū)別，非智能控制具有較慢的運(yùn)行速度、操作難度極大，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的控制效果造成一定的影響；但是智能控制系統(tǒng)中存在很多控制功能，使用多種綜合性的模式對(duì)控制效率進(jìn)行改善。

3 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)用中存在的問(wèn)題

（1）智能控制系統(tǒng)還有待進(jìn)一步完善功能和性能，在電子技術(shù)以及機(jī)械制造等行業(yè)中的發(fā)展需求還難以滿(mǎn)足。使用智能控制系統(tǒng)雖然能夠把傳統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)行情況有所改善，提升運(yùn)行效率，但是也存在一定的發(fā)展差距，在新的歷史背景下難以滿(mǎn)足實(shí)際的發(fā)展需求，外界環(huán)境會(huì)對(duì)其造成一定影響。

（2）機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行效率能夠被智能控制顯著提升，但是系列突發(fā)情況依然存在。把智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)電一體化之后，相關(guān)設(shè)備發(fā)出的指令就是其自動(dòng)編碼工作的基礎(chǔ)，盡可能減少人為操作存在的故障，以免造成相關(guān)損失，提升工作的精確度，保障智能控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的提高，但是始終存在一些不可抗力，智能控制系統(tǒng)在當(dāng)前情況下始終無(wú)法超越，所以我們要重視此方面的研究和探討。

（3）有待提升機(jī)電一體化系統(tǒng)和智能控制的磨合度。在生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電一體化具有不可替代的作用，一旦無(wú)法很好地實(shí)施智能控制工作，那么會(huì)對(duì)人們生活以及生產(chǎn)活動(dòng)的開(kāi)展造成一定的影響。因此我們要把智能控制工作很好地完善和改進(jìn)。

4 機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

4.1 機(jī)械制造中智能控制的應(yīng)用

在對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行制造的過(guò)程中，使用的方式為輔助計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能組織技術(shù)等多種技術(shù)，這種制造機(jī)械技術(shù)較為新穎。當(dāng)前此技術(shù)的發(fā)展方向?yàn)橹悄苤圃煜到y(tǒng)，要想借助計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)專(zhuān)家的智能思想進(jìn)行思考，智能制造系統(tǒng)需要深入研究人腦的部分勞動(dòng)，因此這必然涉及到智能控制技術(shù)。通過(guò)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)功能的運(yùn)用，對(duì)此項(xiàng)功能的運(yùn)用使用于信息處理，在線(xiàn)操作使用模式識(shí)別繁體，這可以有效地處理信息殘缺不全的情況。

4.2 機(jī)器人領(lǐng)域智能控制的應(yīng)用

就動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域而言，機(jī)器人出現(xiàn)非線(xiàn)性情況，在傳感信息中表現(xiàn)出大量信息和多個(gè)變量，這恰恰是使用智能控制的必備條件。把智能技術(shù)使用于機(jī)器人領(lǐng)域，事實(shí)上在該領(lǐng)域也廣泛地應(yīng)用，如機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中如果前方有故障其可以自動(dòng)避開(kāi)，而不需要人為控制，其不僅能夠在一定的路徑下行走，還可以自行決定最優(yōu)路線(xiàn)，一些機(jī)械手可以做出規(guī)定的動(dòng)作，這些都是智能控制技術(shù)使用的結(jié)果，也就意味著智能控制技術(shù)把機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展。

4.3 交流伺服系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

伺服驅(qū)動(dòng)裝置是機(jī)電一體化典型產(chǎn)品，在其中扮演著重要的角色，其對(duì)質(zhì)量控制、動(dòng)態(tài)性的系統(tǒng)依賴(lài)性較大。作為具有較強(qiáng)復(fù)雜性的系統(tǒng)，其可以隨時(shí)變動(dòng)參數(shù)、不斷擾動(dòng)負(fù)載，同時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)自身以及控制的對(duì)象的非線(xiàn)性因素等各種影響因素，很難建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型。所以在交流伺服系統(tǒng)中引入智能控制，然后和現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)的提升。

4.4 數(shù)控領(lǐng)域智能控制的應(yīng)用

就數(shù)控領(lǐng)域而言，不僅需要保障智能控制具有較高的性能，還需要對(duì)處理功能進(jìn)行延伸和模擬。如加工運(yùn)動(dòng)推理、決策加工環(huán)境的感知能力等等。把經(jīng)典控制論使用于控制之中，要是遇到的信息不清楚，或者建模環(huán)節(jié)無(wú)法進(jìn)行，那么把智能控制思想引入其中，對(duì)比經(jīng)典控制理論，大大擴(kuò)展了智能控制的范圍并提升控制效果，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制加工的過(guò)程。

針對(duì)一些領(lǐng)域中，其結(jié)果存在一定的不明確或者無(wú)法使用知識(shí)進(jìn)行計(jì)算和推理，借助專(zhuān)家系統(tǒng)能夠很好地解決。在該系統(tǒng)中集中了很多數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的專(zhuān)家，他們的思想和認(rèn)知在一定的推理下，很多的分析故障信息最終根據(jù)故障的實(shí)際情況客觀地給出解決措施。

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