探究智能控制在机电一体化系统中的具体应用

前言

在传统的生产模式下，企业的生产效率较低且产品质量较差，企业往往需要投入更大的成本来弥补生产过程中出现的问题，当运用机电一体化系统之后，企业的生产效率与产品质量得到明显提升。在智能控制优势日益突出的情况下，同时面临竞争愈加激烈的市场，智能控制是企业获得进一步发展的必然选择。本文以智能控制在机床与设备装置中的应用为例，说明了智能控制在机电一体化的应用。同时，根据智能控制的应用及其自身可以看出，智能控制在结构上具有开放、分级和分布的特点，在功能上具有信息处理能力强、适应强的特点，这些特点使智能控制受到了人们的普遍欢迎。

一、智能控制的特点

智能控制涵盖多个学科，目前为止，智能控制经历了二元论、三元论、四元论的发展阶段，目前主要以四元论为主，在当前的发展态势比较稳定。智能控制的理论基础主要有信息论、自动控制理论、运筹学和人工智能，而传统控制的理论主要以经典反馈控制和现代理论控制位置，相较于传统控制理论，智能控制可以有效解决传统控制理论下的线性、时不变的问题，并在此基础上有所拓展，可以说，智能控制理论使控制领域的理论更加完善。智能控制在结构上具有开放、分级和分布的特点，其核心控制掌握在组织级手中，智能控制器具有非线性、总体自寻优特性的特点，智能控制系统可以满足多样性目标的高性能要求。智能控制往往针对的是那些模型不确定、非线性特征明显、任务要求非常复杂的对象，模型不确定指的是模型难以被准确确定和模型的结构和参数变动性较大，非线性特征较为明显的对象利用传统的控制方法显然不能满足系统控制的要求，而智能控制专用于任务要求较为复杂的系统控制当中。智能控制另一特征是其追求控制效果的最优化，在其控制过程中，力图做到没有遗漏控制对象的各个环节以及内容。智能控制当中包括常规控制，但常规控制却不一定包括智能控制，在使用的过程中，对于一些较为简单的问题，智能控制仍然可以利用常规控制的方法来解決问题。此外，学习功能、适应功能和组织功能也是智能控制系统拥有的独特优势，通过对环境所具有的不确定性和复杂性加以克服，最初达到智能控制的目的。

二、智能控制在机电一体化系统中的应用

（一）智能控制在有关机床中的应用

机电一体化随着人们对相关领域要求的提高已经成为一些领域越来越离不开的重要技术，智能化作为各个领域的技术发展的主要趋势，在促进行业发展方面发挥着不可替代的作用，尤其是智能控制在机电一体化系统中的应用令人瞩目。智能控制不仅丰富了智能控制领域的内容，还加快了机电一体化系统的发展步伐，其主要的表现形式就是数控机床与机器人的智能化。对于数控机床来说，精度是衡量机电一体化技术的重要指标之一，对于机电一体化技术评估产生着不可忽视的影响。如果数控机床设备比较陈旧的话，就无法将智能技术很好地融合进去或者根本无法使用智能技术，这种情况下，机床的精度当然无法达到要求，同时还会造成产品加工的质量不达标。智能控制系统采用许多RISC芯片和CPU控制系统作为支撑其运行的硬件设备和软件设备，可以在很大程度上提高机床的精度。通常在进行数控系统设计的时候，人们会使用模块化的设计方法，这种设计方法将数控系统设计分为几个板块进行设计，可以有效减少误差，尽量增加数控系统的功能，使之满足大多数机电一体化生产的要求。在智能控制下的数控机床加工产品过程中，不需要人为干预加工的具体操作过程，只需要利用智能系统就可以实现对产品的加工。

（二）智能控制可以运用到设备装置的元件当中

智能控制的在机电一体化系统中的应用还体现在元件的智能化，智能元件可以促使工作人员调整系统控制形式以提高自己的工作效率，同时使数控机床发挥其最大的价值。平面显示器是数控机床最基本的装置，在整个系统运行中起着为操作人员显示相关程序指令的作用，操作人员可以通过显示器知道机床运行的最新动态，从而对机床加工的全过程进行有效控制。与机床制造技术相匹配的显示器在市场上也逐渐更新换代，比如FPD平板显示技术的出现适应了机床制造的需要，具有低能耗、重量轻、显示大等特点。作为保障数控机床达到指标的主要装置，硬件模块也是智能元件应用的不可忽视的一个方面，良好的模块结构可以使硬件模块在数控机床制造中发挥最大的作用，比如CPU、PLC、存储器和位置私服等，在操作时删减模块形式，并使模块具有不同的性能。此外，将计算机技术、网络技术、多媒体技术、模拟技术等进行融合来完善数控机床加工技术也是智能控制的一个重要内容，其中，网络技术在智能控制中得到了普遍应用。

结束语

综上所述，机电一体化中智能控制的应用不仅是企业追求利益与自身长远发展的必然选择，也是机械制造业追求经济效益与社会效益的战略性抉择，智能控制在机电一体化中的应用已是大势所趋。与此同时，相关领域也应看到，受科技水平的限制，智能控制在机电一体化系统中的应用还存在许多问题，比如智能控制的性能与功能还不够完善、在使用过程的突发状况不可预测、与机电一体化系统未能实现充分结合等，如何解决这些问题相关领域还有待进一步探索。

（作者单位：中山市精诚信息科技有限公司）

作者简介

余港（1981.08.15），男，汉族，籍贯：四川省巴中市，本科，工作单位：中山市精诚信息科技有限公司，主要研究方向：电气工程及其自动化.