智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

王翠翠，田 欣，劉云飛

（萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院，萊蕪 271100）

關(guān)于機(jī)電一體化方面的應(yīng)用研究，我國在二十世紀(jì)八十年代初期才真正開始，然而起步晚并不代表著發(fā)展慢，隨著我國綜合國力的加強(qiáng)，機(jī)電一體化也逐步走向成熟。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟與普及，智能系統(tǒng)逐漸顯山露水，應(yīng)用在機(jī)電一體化領(lǐng)域。這兩種技術(shù)的融會貫通，必將使機(jī)電一體化體統(tǒng)出現(xiàn)跨越式發(fā)展。

1 什么是機(jī)電一體化系統(tǒng)

1.1 含義及組成

機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的自動(dòng)化與智能化，它充分運(yùn)用了電子計(jì)算機(jī)的信息處理和控制功能與可控驅(qū)動(dòng)軟件的特性，是一種現(xiàn)代化的機(jī)械系統(tǒng)。

圖1 機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成

機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、測試傳感部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制及信息單元五大要素構(gòu)成。外界信息通過控制及信息單元將驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳至及其本體，帶動(dòng)及其運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 機(jī)電一體化的應(yīng)用[1]

目前，機(jī)電一體化的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛：在手工工藝方面引用機(jī)電一體化，時(shí)流水線的自動(dòng)化程度大大提高、降低能耗的同時(shí)又提高了工藝質(zhì)量，提高了手工工藝的市場競爭力；在工業(yè)方面，用電子控制點(diǎn)取代了傳統(tǒng)的控制部件，提高了機(jī)械的性能，延長了機(jī)械壽命，使機(jī)械的生產(chǎn)效率更上一層樓；在煤礦機(jī)械方面，增加了機(jī)電一體化系統(tǒng)，將相關(guān)機(jī)械設(shè)備有機(jī)結(jié)合綜合使用，大大提高了產(chǎn)煤效率；在建筑行業(yè)方面，機(jī)電一體化系統(tǒng)的引入有效提高了防范風(fēng)險(xiǎn)的能力……

2 什么是智能控制

2.1 含義

智能控制是一種高級發(fā)展階段的控制方式，它具有智能信息處理、反饋、控制決策的功能，主要解決一些人工難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。具有不確定的模型、高度的非線性、復(fù)雜的任務(wù)要求等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，它 的核心是高層控制，可以控制復(fù)雜系統(tǒng)，并有較強(qiáng)的容錯(cuò)力，與人工控制相比，智能控制具有不暢以及系我修復(fù)的能力與判斷的決策能力。

2.2 我國智能控制的發(fā)展現(xiàn)狀以及不足[2]

隨著我國可以水平的提升，智能控制技術(shù)不斷運(yùn)用到人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，雖然發(fā)展迅速但是智能控制還不算完善。

由于智能控制在我國起步較晚，仍屬于一門新興的理論與技術(shù)，它的發(fā)展基于人工智能、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展之上，由于智能控制需要建立大量模型加以計(jì)算，而我國相關(guān)人才不足，為了我國的智能控制技術(shù)更好地發(fā)展，應(yīng)著重培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才。

3 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[3]

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制的作用不可忽視。智能控制的主要目的是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)代替人腦，用計(jì)算機(jī)代替腦力勞動(dòng)以減少在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的失誤。在智能化的幾天一體化系統(tǒng)中，由智能控制完成對信息神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)傳輸，通過這條途徑將采集的信息利用控制部分進(jìn)行處理加工，最后輸出至機(jī)械本體，完成對機(jī)械的控制，在這個(gè)過程中，智能控制將自動(dòng)對機(jī)械的故障進(jìn)行監(jiān)控、檢測、修復(fù)，以保證機(jī)器的正常運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床的智能化控制則是智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的主要表現(xiàn)形式之一。智能控制在機(jī)電一體化中應(yīng)用主要有一下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

3.1 有效提高精確度

圖2 機(jī)械系統(tǒng)智能控制示意圖

精確度是衡量數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的重要指標(biāo)，在傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床中，由于未融合智能技術(shù)，機(jī)床精確度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品不能充分滿足客戶需求是一種常態(tài)，而融入智能控制后的數(shù)控機(jī)床運(yùn)用的RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)等多種智能化芯片，有效提高了數(shù)控機(jī)床的精度，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 優(yōu)化數(shù)控機(jī)床效能

智能控制應(yīng)用與機(jī)電一體化，使數(shù)控機(jī)床可以按照相同的標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行運(yùn)作，從而保證系統(tǒng)的調(diào)整符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 改進(jìn)加工流程

智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用，使數(shù)控機(jī)床滿足了多控制的需要，在實(shí)際生產(chǎn)過程中可以減少人工，進(jìn)行機(jī)械操作。

3.4 加強(qiáng)程序控制

操作程序是一項(xiàng)工藝流程中個(gè)關(guān)鍵部分，一般機(jī)床依據(jù)人工控制，對工作人員的專業(yè)素質(zhì)要求過硬，而咋智能的數(shù)控機(jī)床中，只需要工作人員懂得調(diào)試流程與技術(shù)即可，減少了人工失誤。

4 智能控制下機(jī)電一體化系統(tǒng)中的元器件控制

在機(jī)電一體化控制中，在機(jī)電設(shè)備的元器件的控制上也可以反應(yīng)與智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

4.1 顯示裝置

顯示裝置是基本裝置之一，智能控制融入機(jī)電一體化系統(tǒng)令其顯示器件也不斷智能化、尤其是FPD顯示技術(shù)啊體現(xiàn)了只鞥你空質(zhì)具有分辨率高、能耗低等優(yōu)勢。

4.2 硬件裝置

硬件裝置是確保機(jī)電設(shè)備達(dá)標(biāo)的重要裝置，智能技術(shù)的融入可以讓硬件創(chuàng)建良好的結(jié)構(gòu)模塊如CPU、PLC等，并且可以利用計(jì)算機(jī)對模塊進(jìn)行適時(shí)修正。

4.3 控制裝置

機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)作中融合智能控制，可以對設(shè)備工作運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，技術(shù)處理問題。

5 結(jié)束語

智能控制憑借“高水平”、“高性能”、“高效率”的優(yōu)勢成為現(xiàn)代機(jī)電一體化系統(tǒng)中運(yùn)用最多的控制方式，正在逐步取代傳統(tǒng)的控制方法。在未來，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用中會更加完善它的優(yōu)質(zhì)性能將普及更多行業(yè)。

[1] 鄒慧君.機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.9.

[2] 董艷偉.淺談革新挖潛在采油管理中的實(shí)踐與應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（12）：110.

[3] 劉祥斌.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2011，30（07）：52-54.