智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

高躍 孫昊

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，出現(xiàn)了大批量的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。比如，控制技術(shù)、電子技術(shù)及機(jī)械技術(shù)等，這在一定程度上豐富了機(jī)電一體化系統(tǒng)的荷載功能，同時(shí)滿足了社會(huì)大眾的生產(chǎn)生活需求。如何應(yīng)用智能控制技術(shù)，充分發(fā)揮其效益價(jià)值作用，深受人們的普遍關(guān)注。本文就對(duì)智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：智能控制;機(jī)電;一體化;應(yīng)用

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，不僅為機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用和普及提供了強(qiáng)有力的支持，而且除油劑了工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的全面提升。特別是在工業(yè)產(chǎn)品附加值不斷增加以及社會(huì)各界對(duì)產(chǎn)品精度要求日益提高等飲食的影像學(xué)，工業(yè)生產(chǎn)流程的復(fù)雜程度也隨之近一步提高。由于傳統(tǒng)工業(yè)控制技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)功能方面提出的要求。所以，加大智能控制技術(shù)研究和應(yīng)用的力度，不僅最大限度的降低了人為因素對(duì)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的影響，同時(shí)為復(fù)雜設(shè)備提供了新的控制方式解決問(wèn)題，促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行性能的有效提升。

1、智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)的理論起源于20世紀(jì)50年代，主要?dú)v經(jīng)3個(gè)階段：第一個(gè)階段，將其稱之為古典控制理論，主要作用于反饋和傳遞函數(shù)。第二個(gè)階段，將其稱之為現(xiàn)代控制理論，主要對(duì)狀態(tài)空間進(jìn)行分析。第三個(gè)階段，就逐漸形成了現(xiàn)在的智能控制理論，主要對(duì)人工智能信息以及各個(gè)學(xué)科的知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性、多任務(wù)系統(tǒng)以及任務(wù)模式不確定系統(tǒng)進(jìn)行控制，以此來(lái)滿足人們?cè)谌粘Ｉ町?dāng)中對(duì)復(fù)雜電系統(tǒng)的控制。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智能控制技術(shù)就是對(duì)智能化生產(chǎn)、自動(dòng)化糾正等各項(xiàng)智能技術(shù)進(jìn)行控制，減輕工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中人力資源的投入，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作與運(yùn)行，保證運(yùn)行安全的一項(xiàng)技術(shù)。智能控制技術(shù)解決了人力勞動(dòng)參與過(guò)程中的局限性，穩(wěn)定性和安全性較強(qiáng)，能夠更好地完成相應(yīng)的工作。對(duì)于智能控制，最顯著的特點(diǎn)就是專家控制、分級(jí)控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)在機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)用當(dāng)中，全面發(fā)揮其控制特點(diǎn)，才能保證智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中得到更好的應(yīng)用。

2、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用意義

機(jī)電一體化系統(tǒng)是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，通過(guò)把機(jī)械和微電子技術(shù)結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)安全控制的目標(biāo)。在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，智能控制的應(yīng)用具有重要的意義，能夠按照設(shè)定好的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床加工的控制，這不僅大大降低了能源的消耗，也解放了人力資源。同時(shí)在系統(tǒng)的操作中智能控制應(yīng)用能夠簡(jiǎn)化操作流程，實(shí)現(xiàn)更加直接精準(zhǔn)的控制，有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的精準(zhǔn)進(jìn)行，并且還可以在最大程度上降低人為操作的誤差，減少對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的不良影響。利于智能控制來(lái)接受指令，之后自行調(diào)整和操控系統(tǒng)程序，以此有效的提升機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全控制水平。

3、智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)備中的應(yīng)用

3.1在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前階段，數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，并作為主流生產(chǎn)方式，具有高速、高效率、高準(zhǔn)確性的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可以使設(shè)備自主對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工和處理，通過(guò)軟件的編程更高速可靠，減小了人為因素在操作過(guò)程中的干擾。自動(dòng)控制技術(shù)在處理系統(tǒng)中的應(yīng)用最主要的是體現(xiàn)在對(duì)知識(shí)的處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的自主決策，對(duì)所要加工的產(chǎn)品自主完成路徑的規(guī)劃，甚至可以自主完成學(xué)習(xí)，可以更好的完成人機(jī)之間的交互與通信。數(shù)控系統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的控制方式和理論已經(jīng)難以達(dá)到有效的效果，在運(yùn)行過(guò)程中往往需要多模塊并行，傳統(tǒng)的控制技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確的建立數(shù)學(xué)模型，使設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中對(duì)很多信息都無(wú)法確定。而智能控制技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的有效應(yīng)用就可以很輕松的解決這些問(wèn)題，可以利用智能控制技術(shù)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)區(qū)域模塊進(jìn)行模糊控制，以達(dá)到更好的控制效果。而且在數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，這一技術(shù)的有效應(yīng)用更好地完善了插補(bǔ)計(jì)算和自適應(yīng)能力，使數(shù)控設(shè)備在進(jìn)行零件加工過(guò)程中更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件細(xì)節(jié)位置的增益調(diào)節(jié)。

3.2在機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用

機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用中相當(dāng)重要的組成部分，相較于當(dāng)時(shí)的機(jī)械制造技術(shù)，機(jī)電一體化系統(tǒng)作為當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)，將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和智能控制技術(shù)有效的進(jìn)行了整合，從而促使機(jī)械制造技術(shù)朝著智能化發(fā)展。智能化機(jī)械制造的使用原理是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行人腦模擬，在人工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)耗費(fèi)大量人力，而且生產(chǎn)、加工、挑揀等工序復(fù)雜，人工生產(chǎn)中難免會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，如產(chǎn)品的合格檢出，生產(chǎn)疏漏等。危險(xiǎn)性高，耗費(fèi)體力等較困難的工作更適合機(jī)械完成。隨著機(jī)電一體化智能水平的提高，機(jī)器替代部分的腦力勞動(dòng)，完成制造機(jī)械的過(guò)程。在智能化機(jī)械制造過(guò)程中，為節(jié)約成本，很多東西需準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，智能控制技術(shù)就成功解決了這一難題，一般通過(guò)智能控制技術(shù)先對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行控制，動(dòng)態(tài)模擬機(jī)械制造實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的情境，其后利用傳感器融合技術(shù)加工并處理采集到的信息，同時(shí)修改并調(diào)整控制模式中的某些參數(shù)，整合、然后處理。這些技術(shù)的不斷運(yùn)用，成就了智能控制技術(shù)更好的控制性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，促進(jìn)了機(jī)電一體化的高度智能化。

3.3在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)器人可視作是智能化的機(jī)械裝備，具有超強(qiáng)的計(jì)算能力、辨識(shí)能力以及執(zhí)行能力等，并且表現(xiàn)出了非線性、時(shí)變性、耦合性等多元特性，普遍集中在動(dòng)力系統(tǒng)中，是智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中運(yùn)用的典型產(chǎn)物。具體而言，智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的運(yùn)用，有效解決了其在運(yùn)動(dòng)姿態(tài)中的系列問(wèn)題，如可基此結(jié)合精密的計(jì)算，掌握和規(guī)劃其行動(dòng)路線，并附帶上了一定的自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)于復(fù)雜信息的處理更加智能，因而得到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)智能控制技術(shù)運(yùn)用與機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)相連，使之通過(guò)自帶傳感器來(lái)感應(yīng)周邊事務(wù)，并躲避障礙物，使之動(dòng)作看起來(lái)更加協(xié)調(diào)、穩(wěn)定，一定程度上解決了人工勞動(dòng)量大、效率低等問(wèn)題。除卻上述部分，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用還表現(xiàn)為通過(guò)專家建模、運(yùn)動(dòng)控制等機(jī)器人系統(tǒng)，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.4交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用

交流伺服系統(tǒng)主要是對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中的質(zhì)量以及動(dòng)態(tài)方面進(jìn)行控制和服務(wù)的一項(xiàng)環(huán)節(jié)，整個(gè)工作系統(tǒng)的復(fù)雜性比較強(qiáng)，計(jì)算流程當(dāng)中涉及到的數(shù)據(jù)參數(shù)量比較龐大，而且在動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響下，會(huì)增強(qiáng)整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的不確定性。在交流伺服系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，受交流電控以及非線性因素的影響，降低了數(shù)據(jù)模型的精準(zhǔn)性，加大了建設(shè)難度。此間，通過(guò)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠簡(jiǎn)化整個(gè)工作系統(tǒng)，根據(jù)具體系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)律及特點(diǎn)，來(lái)對(duì)智能控制機(jī)械進(jìn)行選擇。對(duì)涉及到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面整合，穩(wěn)定動(dòng)態(tài)參數(shù)，配合數(shù)據(jù)建模，精確整個(gè)交流伺服系統(tǒng)涉及到的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)存在的異常，使得整個(gè)交流伺服系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)安全的運(yùn)行。智能控制技術(shù)的應(yīng)用，提升了交流伺服系統(tǒng)的智能化水平，對(duì)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)效率的全面提升。

4、結(jié)論

為滿足時(shí)代發(fā)展的需要，電子信息技術(shù)必須得到充分的發(fā)展。技術(shù)工作人員應(yīng)該運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的充分結(jié)合，使電子技術(shù)和人工智能朝著更適于人類需要對(duì)方向發(fā)展。未來(lái)社會(huì)，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是人類社會(huì)生活的進(jìn)步，都將緊緊依靠現(xiàn)代化的及技術(shù)。為促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的總體發(fā)展，電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)需要得到充分的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]華懿瑋.淺談智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（6）：18-19.

[2]張士榮.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019（10）：15.

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