機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用研究

李國強(qiáng)

[摘 要]進(jìn)入新世紀(jì)以來，科技有了很大發(fā)展，信息化和智能化等技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛，不僅為人們的生活帶來很大便利，也促進(jìn)了整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。在機(jī)電一體化系統(tǒng)內(nèi)，智能控制就具有廣闊的應(yīng)用前景，通過這兩者之間的互相結(jié)合，可以使以往機(jī)電一體化中存在的不足與缺陷得到有效的改善。本文主要對以智能控制為基礎(chǔ)的機(jī)電一體化技術(shù)，對智能控制的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)研究，進(jìn)而為相關(guān)研究提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化系統(tǒng)；智能控制；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TH-39；TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）31-0145-01

1 導(dǎo)言

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，電子技術(shù)也在迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)逐漸完善，并且在工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械制造中得到了廣泛應(yīng)用，能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械制造質(zhì)量，已經(jīng)引起了我國工業(yè)生產(chǎn)人員的充分重視。而智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)的背景下應(yīng)運(yùn)而生，促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。智能控制在沒有人操控的情況下可以自動(dòng)控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造，智能控制的功能主要體現(xiàn)在控制程序和控制主體上。

2 什么是智能控制

所謂的智能控制指的就是在沒有人為的干預(yù)下能夠自主驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器，從而有效完成對目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)，換句話來說就是用計(jì)算機(jī)對人類的大腦進(jìn)行模擬，從而完場智能控制。智能控制在當(dāng)今的社會(huì)是一種非常重要的技術(shù)，應(yīng)用范圍非常廣泛，有著不可或缺的作用。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，有很多復(fù)雜多樣的控制任務(wù)和控制目的，這些控制任務(wù)和控制目的以傳統(tǒng)的控制手段來完成是非常復(fù)雜和不方便的，而智能控制的出現(xiàn)正好可以解決這一問題，使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的實(shí)際操作更加的簡單方便，同時(shí)還能更好的完成控制任務(wù)。對于智能控制來說，傳統(tǒng)控制只是其中最為簡單的一個(gè)部分，真正的智能控制是由多個(gè)學(xué)科相互交叉而成，而在眾多的學(xué)科中最為主要的就是自動(dòng)控制論、信息論、人工智能以及運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科。與傳統(tǒng)控制相比較而言，智能控制有著一些非常明顯的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中最為主要的特征主要有七個(gè)方面，分別是智能控制的核心在高層控制、智能控制具有變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、智能控制器具有非線性特性、智能控制器具有總體自尋優(yōu)特征、智能控制一個(gè)新興的技術(shù)、屬于一門邊緣交叉學(xué)科以及其能夠滿足更多的要求和目標(biāo)。智能控制主要分為了六種類型，分別是：混合或者集成控制、專家控制系統(tǒng)、分級(jí)遞階控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、組合智能控制系統(tǒng)以及金華計(jì)算與遺傳算法。

3 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)用過程中存在的問題

3.1 當(dāng)前智能控制系統(tǒng)的功能與性能不夠完善，無法滿足機(jī)械制造行業(yè)的電子技術(shù)等行業(yè)的發(fā)展需要。 智能控制系統(tǒng)的運(yùn)用雖然改變了傳統(tǒng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，其運(yùn)行效率更高，但是仍然存在著一定的差距，無法適應(yīng)新時(shí)期的發(fā)展需要，仍然會(huì)受到外界環(huán)境因素的影響與控制。

3.2 智能控制雖然能夠有效的提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，但是仍然會(huì)存在著許多突發(fā)狀況。 機(jī)電一體化應(yīng)用智能控制系統(tǒng)后，可通過系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出的命令編碼進(jìn)行自動(dòng)工作，可以避免因人為操作失誤而造成不必要的損失，減少工作中的失誤損失，提高工作完成質(zhì)量及工作效率。但是在某些方面會(huì)受到電力系統(tǒng)、 信息系統(tǒng)等的不良影響，從而使智能控制系統(tǒng)不能夠有效運(yùn)轉(zhuǎn)，對于一些不可抗力因素而言，智能控制系統(tǒng)始終無法超越。

3.3 智能控制與機(jī)電一體化系統(tǒng)的磨合度還有待提高。 機(jī)電一體化對生產(chǎn)與生活活動(dòng)的開展有著不可替代的作用，一旦智能控制工作不能實(shí)施，那么就會(huì)影響人們生活與生產(chǎn)活動(dòng)的開展。 因此我們必須不斷的改進(jìn)與完善智能控制工作，盡可能降低智能工作的失誤率。

4 機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

4.1 智能控制在數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，數(shù)控領(lǐng)域是近年來逐漸興起的新型產(chǎn)物，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了我國工業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。目前，工業(yè)生產(chǎn)對于精確度的要求越來越高，而數(shù)控系統(tǒng)的要求也相應(yīng)提高。在數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制，能夠提高數(shù)控系統(tǒng)的精確度和可靠性。為了達(dá)到智能控制的目的，必須建立數(shù)控模型，結(jié)合應(yīng)用傳統(tǒng)控制理論，但是對于數(shù)控模型信息模糊的位置，必須運(yùn)用智能控制才能精確控制目標(biāo)。在數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)置安全診斷系統(tǒng)，可以充分利用專家系統(tǒng)和遺傳算法，來對數(shù)控系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測、預(yù)算，從而全面提升數(shù)控系統(tǒng)的預(yù)測和控制功能，進(jìn)一步完善數(shù)控系統(tǒng)。

4.2 智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械制造是主要目的，而機(jī)械制造的前提就是應(yīng)用智能控制。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械制造是主要組成部分。目前，我國的機(jī)械制造主要通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能控制技術(shù)，這也是智能控制在機(jī)械制造中的主要應(yīng)用方式。面對更加先進(jìn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)無法發(fā)揮其作用，在現(xiàn)代化機(jī)械制造中，有許多復(fù)雜難以預(yù)測的數(shù)據(jù)，無法通過腦力運(yùn)動(dòng)來計(jì)算，必須合理運(yùn)用智能控制技術(shù)，對人類的行為進(jìn)行模擬，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來建立數(shù)據(jù)模型，通過傳感器來傳達(dá)信息，進(jìn)而通過智能控制技術(shù)來預(yù)測處理動(dòng)態(tài)模擬信息。在機(jī)械制造中智能控制的應(yīng)用主要體現(xiàn)在這些方面：對機(jī)械的故障風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行智能診斷，智能監(jiān)控機(jī)械制造的動(dòng)態(tài)過程，利用智能傳感器來采集信息數(shù)據(jù)。

4.3 智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

模糊控制是機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心，其操作功能多種多樣，目前，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了智能化和自動(dòng)化。為了提高工業(yè)機(jī)器人的智能化功能，必須充分運(yùn)用智能控制系統(tǒng)，使機(jī)器人的智能傳感器和視覺系統(tǒng)連接起來，這樣在行走和搬運(yùn)物品的過程中，才能自動(dòng)規(guī)避障礙物，并由機(jī)器人自行設(shè)計(jì)合理的路徑規(guī)劃，完全模擬人體行為，來進(jìn)行各種工業(yè)操作。同時(shí)，智能控制能夠豐富機(jī)器人的知識(shí)儲(chǔ)備系統(tǒng)，讓機(jī)器人具備人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具備邏輯思維，適應(yīng)各種工業(yè)操作，把智能控制和工業(yè)機(jī)器人結(jié)合在一起，能夠節(jié)省人力，提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。

4.4 智能控制在建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，在建筑工程中越來越多地運(yùn)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)，而智能控制是其中的重要組成部分。通過運(yùn)用智能控制，能夠?qū)ㄖこ踢M(jìn)行智能化管理。在建筑物內(nèi)部的照明系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制，能夠?qū)φ彰鲿r(shí)間和光照強(qiáng)度進(jìn)行智能化調(diào)配，不僅可以節(jié)約能源，而且能夠讓人們生活更加方便。在建筑物的火警裝置中采用智能控制，通過計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信，攝像頭和智能傳感器來進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)火災(zāi)險(xiǎn)情，可以及時(shí)傳達(dá)給主機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行智能化處理，智能化預(yù)警機(jī)制能夠提醒居民撤離，并把信息傳輸?shù)交鹁块T的監(jiān)控電腦中，火警人員能夠及時(shí)趕到現(xiàn)場，救援火災(zāi)。

5 結(jié)語

綜上所述，因?yàn)橹悄芸刂频乃疁?zhǔn)比較高，速度很快，掌握也比較靈活方便，這些優(yōu)勢的存在使其應(yīng)用越來越廣泛，借助智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)內(nèi)的具體應(yīng)用，可以使以往系統(tǒng)內(nèi)存在的問題得到有效解決，因此，需要引起企業(yè)相關(guān)人員的重視，不斷對這一技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與完善，切實(shí)發(fā)揮出智能控制的作用，并不斷提高其性能。還可以與國際同行業(yè)進(jìn)行交流與溝通，學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)和理念，取長補(bǔ)短，進(jìn)而為促進(jìn)國內(nèi)機(jī)電一體化行業(yè)的發(fā)展提供借鑒，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

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