機(jī)電一體化智能控制應(yīng)用探析

龐少圻

摘要：機(jī)電一體化把物理性的機(jī)械控制轉(zhuǎn)化為電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制。并應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。伴隨機(jī)電一體化的發(fā)展，人們對(duì)智能化機(jī)電一體化應(yīng)用更為關(guān)注。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人工智能，進(jìn)行人腦功能的模擬，應(yīng)用在生產(chǎn)、加工、檢測(cè)等多個(gè)方面以及各個(gè)領(lǐng)域。本文就機(jī)電一體化的智能化應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;智能;生產(chǎn)加工;機(jī)床

一、機(jī)電一體化與智能化含義簡(jiǎn)介：

首先，機(jī)電一體化含義理解：機(jī)電一體化的定義在很多參考讀物中都有所介紹，雖然不完全相同，但從理解角度，主體含義明確。我們從理解角度進(jìn)行介紹，機(jī)電一體化，從字面意思分析，包含機(jī)械和電子，也就是最為相關(guān)的兩門技術(shù)。當(dāng)然也需要計(jì)算機(jī)技術(shù)等其它學(xué)科的參與。也就是擺脫以往純?nèi)斯みM(jìn)行炒作的機(jī)械生產(chǎn)過程，以電子技術(shù)中的弱點(diǎn)強(qiáng)電等標(biāo)識(shí)，為信號(hào)，進(jìn)行機(jī)械控制，從而進(jìn)行生產(chǎn)、加工、設(shè)計(jì)等多種多樣的活動(dòng)。

其次，智能化的含義：智能化是指人腦的功能是獨(dú)特的，只有人類或者生命體具有的腦部功能。能夠進(jìn)行分析、經(jīng)驗(yàn)累積、思考、交流等特殊活動(dòng)。而通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人工智能技術(shù)模擬人腦的某些功能，投入到生產(chǎn)加工等活動(dòng)當(dāng)中的過程。

智能化在機(jī)電一體化中的作用分析：智能化在機(jī)電一體化中作用廣泛，第一點(diǎn)，在生產(chǎn)加工過程中，智能化生產(chǎn)能夠提高生產(chǎn)的效率，跟傳統(tǒng)的人工進(jìn)行觀察，手工或者半自動(dòng)控制來比較，工作效率得到了大幅度的提升。第二點(diǎn)，可以進(jìn)行精密加工，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，可以進(jìn)行算法支持，生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中的精度可以提高，從而進(jìn)行一些共精度產(chǎn)品的生產(chǎn)。彌補(bǔ)人工長(zhǎng)產(chǎn)加工中存在的不足。第三點(diǎn)，可以提升生產(chǎn)安全性，利用智能化模仿機(jī)器人功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器手臂，機(jī)器人肢體活動(dòng)加工，能夠避免加工過程中因失誤或者機(jī)器故障造成的人員傷害，大幅度提升了生產(chǎn)的安全性。第四點(diǎn)，通過編程和數(shù)據(jù)積累，信號(hào)判斷等智能化方式，可以將設(shè)計(jì)過程，生產(chǎn)監(jiān)控過程進(jìn)行人工脫離，降低人力的消耗。

二、智能化機(jī)電一體化應(yīng)用領(lǐng)域分析：

2.1機(jī)器人開發(fā)與使用：

機(jī)器人就是模擬人的活動(dòng)功能進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的機(jī)電一體化過程。比如我們現(xiàn)在家里的清掃機(jī)器人，模擬了人體清掃衛(wèi)生的功能，并且在遇到障礙物的時(shí)候，產(chǎn)生躲避重新前進(jìn)的功能。這都是對(duì)人體功能的模擬。并且實(shí)現(xiàn)實(shí)際的清掃作用。再比如機(jī)器人生產(chǎn)加工過程，雖然有些加工是模擬的機(jī)器手臂，這是模擬手臂的彎曲、取物、操作等功能。能夠避免人體傷害。在智能控制下，這些機(jī)械進(jìn)行著各種生產(chǎn)與生活中需要的工作。

2.2交流系統(tǒng)中應(yīng)用體現(xiàn)

交流系統(tǒng)極為復(fù)雜，數(shù)據(jù)內(nèi)容極為不準(zhǔn)確，也會(huì)不定時(shí)產(chǎn)生變化，還有一些外在因素的負(fù)載干擾，交流系統(tǒng)與被控制對(duì)象兩者之間就存在非線性不確定問題，增加其干擾程度，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這樣的運(yùn)行工作狀態(tài)，對(duì)于模型的準(zhǔn)確性無法保障，也不能滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)交流系統(tǒng)運(yùn)行的需求。交流系統(tǒng)中運(yùn)用智能控制系統(tǒng)，能夠有效提高模型的精準(zhǔn)度，還能提高其系統(tǒng)運(yùn)行的控制程度與穩(wěn)定性，根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行智能控制與調(diào)整，更能滿足工業(yè)生產(chǎn)加工的需求。

2.3機(jī)械制造過程中應(yīng)用體現(xiàn)：

機(jī)械制造生產(chǎn)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中尤為重要的工作內(nèi)容，其主要包含智能學(xué)習(xí)、監(jiān)控、檢測(cè)、機(jī)械故障診斷與智能傳感等技術(shù)內(nèi)容?，F(xiàn)今我國最為先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能控制技術(shù)進(jìn)行融合。傳統(tǒng)機(jī)械制造的過程中，多數(shù)依靠人為進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，人們的勞動(dòng)力與腦力運(yùn)用達(dá)到頂峰，極易產(chǎn)生疲勞，不利于長(zhǎng)期工作，工作效率與工作質(zhì)量也會(huì)逐漸下降。隨著我國技術(shù)水平的進(jìn)步與發(fā)展，在各個(gè)技術(shù)中融入了智能控制，工業(yè)機(jī)械制造行業(yè)的設(shè)計(jì)工作有了智能控制的替代，人們可以將設(shè)計(jì)思維融入計(jì)算機(jī)中，讓智能機(jī)器代替人工操作與生產(chǎn)，通過智能控制機(jī)械設(shè)備和人類來生產(chǎn)加工產(chǎn)品，推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

2.4在PLC中的應(yīng)用體現(xiàn)：

我們稱之為可編程控制器，利用編程和數(shù)據(jù)觸發(fā)，數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單存儲(chǔ)運(yùn)算的特點(diǎn)，也可以實(shí)現(xiàn)智能化功能。比如電梯的升降功能。電梯本身不具備智能化功能，但是通過機(jī)械控制與可編程過程，模擬了電梯升降過程，并且對(duì)于升降信號(hào)進(jìn)行分析，合理做出判斷。這里以一個(gè)簡(jiǎn)單的電梯升降分析思路為例，進(jìn)行功能說明。我們通過高低電平作為用戶上樓和下樓信號(hào)的區(qū)別。如果上樓為高電平信號(hào)，那么下樓就出發(fā)低電平信號(hào)。電梯要正常工作就要具備類似智能的分析功能，不能產(chǎn)生死鎖。比如7樓用戶發(fā)出下樓信號(hào)，而3樓用戶發(fā)出上樓信號(hào)，當(dāng)電梯運(yùn)行到五樓的時(shí)候，是響應(yīng)上樓還是下樓信號(hào)呢？根據(jù)距離的話，兩者距離相等，無法實(shí)現(xiàn)，死鎖現(xiàn)象發(fā)生，無法正常工作。那么，要通過某種編程算法，實(shí)現(xiàn)功能的順利實(shí)現(xiàn)。很多種方法是可行的。比如相應(yīng)上樓信號(hào)，在下樓信號(hào)發(fā)出的最高層，沒有到達(dá)的時(shí)候，不相應(yīng)所有上樓信號(hào)，也不相應(yīng)電梯所處位置以下的上樓信號(hào)。這就能保證電梯單像上樓滿足要求。同時(shí)，當(dāng)目前最高層下樓信號(hào)被相應(yīng)，下樓的過程中，所有的上樓信號(hào)也不被相應(yīng)。這樣就避免了死鎖現(xiàn)象的發(fā)生。也能夠在一定時(shí)間內(nèi)滿足所用用戶的搭乘要求。

綜上所述，機(jī)電一體化的智能化作用體現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域、機(jī)床控制領(lǐng)域、交流系統(tǒng)領(lǐng)域、單片機(jī)領(lǐng)域等等。通過計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化活動(dòng)的機(jī)械模擬，是機(jī)電一體化的有效發(fā)展方向。

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