機(jī)電一體化智能控制

王志安

摘要：機(jī)電一體化系統(tǒng)在很多領(lǐng)域中都有重要的作用，對(duì)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展也有很大的貢獻(xiàn)，這一系統(tǒng)是指由驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力、機(jī)械化本體、信息的處理、控制、執(zhí)行部分以及傳感測(cè)試等構(gòu)成，借助計(jì)算機(jī)的處理信息技術(shù)和相關(guān)的控制功能，以及能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的元件等展開運(yùn)行的機(jī)械化體系，在科技不斷發(fā)展進(jìn)步的前提下，為了使人們的需要得到滿足，就需要使智能控制和機(jī)電一體化相結(jié)合，這既是滿足人們需要的要求，也是社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化系統(tǒng);智能控制;應(yīng)用

一、智能控制概述

智能控制是指這樣一種模式，即不需要經(jīng)過人為的干預(yù)與操作，就能夠?qū)C(jī)器進(jìn)行自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)，使各項(xiàng)要求和目標(biāo)都得到實(shí)現(xiàn)的控制模式。這一技術(shù)的結(jié)構(gòu)一般由以下系統(tǒng)構(gòu)成：第一，人工智能，這是一種擁有處理信息、記憶與學(xué)習(xí)以及形式化語言等各種不同功能的系統(tǒng)。第二，控制自動(dòng)化，這是整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)力的特性，也是動(dòng)態(tài)的反饋。第三，運(yùn)籌學(xué)，這是一種定量?jī)?yōu)化的方式，具體包括網(wǎng)絡(luò)與線性規(guī)劃、調(diào)度與管理以及決策和目標(biāo)的優(yōu)化等。在傳統(tǒng)的控制技術(shù)內(nèi)，以精確系統(tǒng)模型控制為基礎(chǔ)，解決時(shí)不變和線性等控制中的問題，而智能控制不僅可以解決上述問題，還能夠解決一些具有較高難度的問題。

二、智能控制的特點(diǎn)和類型

綜合而言，智能控制主要具有這幾種特點(diǎn)：第一，智能控制的組織性明顯;第二，智能控制的結(jié)構(gòu)變化顯著;第三，智能控制具有非線性特點(diǎn);第四，智能控制能夠滿足目標(biāo)的高質(zhì)量、多元化需求;第五，智能控制能夠從總體的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化;第六，智能控制包含的學(xué)科種類非常齊全;第七，智能控制比較先進(jìn)。智能控制主要分為這樣幾種類型：第一，分級(jí)遞進(jìn)智能控制系統(tǒng);第二;復(fù)合式智能控制系統(tǒng);第三，人工智能型控制系統(tǒng);第四，進(jìn)化型智能控制系統(tǒng);第五，自主學(xué)習(xí)型智能控制系統(tǒng);第六，專家型智能控制系統(tǒng);第七，組合結(jié)構(gòu)型智能控制系統(tǒng)。

三、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）智能控制在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用分析

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械制造之非常重要的一個(gè)部分，而對(duì)于目前的機(jī)械制造技術(shù)來說，最為先進(jìn)的技術(shù)就是將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與智能控制進(jìn)行有效的結(jié)合，使得機(jī)械制造技術(shù)逐漸的智能化。機(jī)械制造技術(shù)的智能化其主要目的就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人腦進(jìn)行模擬，以其來代替一部分的腦力勞動(dòng)，從而完成整個(gè)人類制造機(jī)械的過程。在智能化的機(jī)械制造的過程中，首先是由智能控制技術(shù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行利用，通過它對(duì)機(jī)械制造的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，然后再利用傳感器的融合技術(shù)對(duì)采集而來的信息進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)控制模式中的一些參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。在機(jī)械制造的領(lǐng)域中智能控制的主要應(yīng)用有機(jī)械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控和檢測(cè)、智能診斷機(jī)械故障、智能學(xué)習(xí)以及智能傳感器。

（二）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(duì)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(duì)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(duì)數(shù)控系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、預(yù)算，從而全面提升數(shù)控系統(tǒng)的預(yù)測(cè)和控制功能，進(jìn)一步完善數(shù)控系統(tǒng)。

（三）智能控制技術(shù)在交流伺服系統(tǒng)內(nèi)的具體應(yīng)用

交流伺服系統(tǒng)是一種機(jī)械轉(zhuǎn)換的裝置，主要是轉(zhuǎn)換電信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的操作系統(tǒng)。但是從其實(shí)際應(yīng)用狀況出發(fā)，因?yàn)檫@一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，還要很多不確定的因素存在，比如，參數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)變動(dòng)，負(fù)載的擾動(dòng)以及耦合比較強(qiáng)等，這就造成其在建立模型的過程中會(huì)碰到較大的困難，只能建立起與實(shí)際狀況相近的模型。但是這種情況下的模型很可能無法達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)性能的高標(biāo)準(zhǔn)與高要求。因此，將智能控制在這一系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，就不需要在建立起準(zhǔn)確模型，也不要求有準(zhǔn)確的相關(guān)參數(shù)，可以動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化把握系統(tǒng)內(nèi)多種不同數(shù)據(jù)的指標(biāo)，進(jìn)而確保系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)滿足性能的要求，也滿足廠家和生產(chǎn)的需要。

（四）智能控制在建筑工程中的應(yīng)用

智能控制在建筑中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面，一方面是照明通信系統(tǒng)，另外的一個(gè)方面是空調(diào)系統(tǒng)。隨著人們的生活水平不斷的提高以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于生活的質(zhì)量要求也是越來越高，因此智能建筑成為了主流。智能建筑主要是通過智能控制對(duì)建筑進(jìn)行智能化控制，而在眾多的智能控制中最為常見也是最為實(shí)用的就是這兩種。首先是照明通信系統(tǒng)，通信系統(tǒng)指的就是小區(qū)內(nèi)部的互聯(lián)網(wǎng)通訊，主要是通過小區(qū)內(nèi)的控制器對(duì)每個(gè)用戶的通訊線路進(jìn)行控制和檢測(cè)，一旦發(fā)生故障，能夠?qū)€路進(jìn)行快速的檢修并且進(jìn)行維護(hù)，使得通訊系統(tǒng)在使用的過程中更加的便捷和安全。照明系統(tǒng)指的就是對(duì)建筑群的照明進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，在控制的過程中主要是對(duì)照明區(qū)域、照明時(shí)間、照明邏輯以及照明系統(tǒng)節(jié)能燈方面進(jìn)行控制;另外一個(gè)方面就是對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，在對(duì)空調(diào)進(jìn)行智能控制的過程中，主要是通過比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)的方式來模擬四季溫度，同時(shí)對(duì)空調(diào)的風(fēng)閥進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，不但有效提高了建筑內(nèi)部的空氣質(zhì)量，同時(shí)還能盡可能的減少能量浪費(fèi)。

（五）智能控制在裝置設(shè)備中的具體應(yīng)用

智能控制在裝置設(shè)備中應(yīng)用時(shí)，能夠把相關(guān)元件轉(zhuǎn)化成智能化元件，使其在生產(chǎn)生活、精密儀器的制造、環(huán)保與節(jié)約能源、生物技術(shù)以及化工石油等行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)都可以發(fā)揮出最大的優(yōu)勢(shì)。第一，家居家庭內(nèi)的智能化裝置設(shè)備。家具家庭內(nèi)的智能化裝置設(shè)備主要有三種類型，智能化家電、總線的連接器以及家居控制器，這幾種類型的裝置設(shè)備能夠發(fā)揮出智能化作用，和設(shè)備內(nèi)應(yīng)用的智能化元件有很大的關(guān)系。借助家居家庭裝置設(shè)備內(nèi)的智能化元件，然后在經(jīng)過藍(lán)牙信號(hào)和傳輸?shù)慕涌诘?，主?dòng)把自身的信息和狀態(tài)發(fā)送至相應(yīng)控制器，與此同時(shí)，控制器在發(fā)出相遇的指令后，就對(duì)這些動(dòng)作進(jìn)行自動(dòng)化執(zhí)行。比如，家居家庭中經(jīng)常使用的照明體系、安防體系、洗衣機(jī)和空調(diào)以及洗碗機(jī)和熱水器等，都是以智能控制為基礎(chǔ)和應(yīng)用的條件下，才可以得到有效的發(fā)揮。第二，企業(yè)內(nèi)的智能化裝置設(shè)備，隨著國內(nèi)小、中、大型企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)運(yùn)營時(shí)需要的裝置設(shè)備轉(zhuǎn)向智能化控制已經(jīng)越來越明顯，比如，管理企業(yè)的信息數(shù)據(jù)時(shí)，使用智能控制，可以使管理效率得到極大的提升，降低人力和財(cái)力以及物理等方面的損耗。

結(jié)論

隨著科技和市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)為了能夠適應(yīng)更過的工作環(huán)境和任務(wù)要求，需要進(jìn)行不斷的完善和轉(zhuǎn)型，智能控制的出現(xiàn)使得機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠更好的面對(duì)各種各樣的操作難題，不但能夠有效解決問題，還可以減少工作人員的腦力和體力勞動(dòng)，更加重要的是促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的快速發(fā)展，使其有了質(zhì)的飛越，使其能夠更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

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