智能控制在机电一体化系统中的应用

魏素俊

(郑州商业技师学院，河南 郑州 450012)

0 引言

机电一体化是由多个组件共同构成，譬如说执行机构、动力和驱动机构、机械本体以及传感器测试等等，系统在运行过程中借助信息技术能够控制对应的元件，使它们完成规定的操作。随着我国的信息化技术能力的增强，为了更好地满足企业生产制造的需求，需要将智能控制技术应用在机电一体化系统中，从而更好地发挥出智能控制的价值，避免受到人为因素的影响，智能控制为企业的生产制造提供了全新的解决思路，有效提升了机电一体化的性能。

1 智能控制概述

智能控制指的是机器在运行过程中无须人工干预便能够实现预期控制目标的技术，从某种程度上来说，智能控制也是现代控制理论生产制造中的有效拓展。综合来说，现阶段智能控制的关键内容体现在高层控制，对实际的运行过程进行有效地组织和规划，并作出正确的决策，这样才能够解决工作中出现的问题[1]。因此，智能控制也体现出了交叉学科的特质，其中包含系统工程、运筹学以及信息论等，这也是现阶段自动控制领域最顶尖的研究成果，面对复杂的工作环境，能够有效地处理信息问题。这套控制系统和企业传统的控制系统相比，整体架构更加开放，并且可以在无需人工干预的前提下主动获取相应的内容，因此具备优异的信息处理能力，在很多企业中被广泛地应用。此外，智能控制系统和传统的人工控制相比，在安全性上还具有一定的优势，技术人员通过程序设定，可以让机器在运行过程中完成复杂的指令，这对于工业信息化的发展是具有促进作用的。目前，智能控制技术在应用过程中主要是由神经网络系统、分机控制器以及专家系统等共同组成。其中神经系统发挥着重要的作用，这套系统借鉴了人工神经网络，在应用过程中呈现出了全新的特性，譬如说可以展开并行结算、可变结构，还具有良好的容错性，尤其适用于企业中那些复杂的指令集控制。专家系统也是智能控制系统的重要组成内容，借助专家的知识经验能够准确地描述现象问题，并且该系统有着极为丰富的支撑结构，对于机械故障的维修和检验有着良好的应用效果[2]。分级控制在工作中主要负责组织协调，使得不同元件之间能够密切配合，在应用过程中需要符合以下几个条件，分别是自适应和自组织控制，只有符合该条件，系统才能够稳定流畅地运行。机电一体化系统在当前阶段也被人们称之为机械电子学，该系统主要应用了多种技术，譬如说微电子技术、传感器技术以及接口技术，技术人员将这些技术有机地结合在一起，从而打造出完整的机电一体化系统，并且该系统在社会生活中也有着非常广泛地应用，这套系统主要是由以下几种要素共同组成，如感知要素、结构要素、智能要素以及运动要素等。

2 智能控制在机电一体化系统中的应用

2.1 机械制造领域

机械制造对于我国的社会经济的发展产生着深远的影响，作为机电一体化系统中的重要内容，机械制造的水平从某种程度上也反映着我国目前工业生产的质量和水平。当前阶段，对于工业领域来说，最顶尖的机械制造技术就是智能控制技术和计算机辅助技术的结合，该技术在企业的生产制造中有着大量的应用，能够显著降低工人的工作负担[3]。此外，智能控制技术还能够对人类的肢体活动进行模仿，从而使得生产企业的机械制造变得更加智能。智能控制技术可以借助神经网络引擎以及系统的算法来模拟制造的过程，在生产过程中借助传感器及时获取有用的信息，并且能够对系统内部的参数展开修改，从而实现更加精细化地控制。智能控制技术在应用过程中可以实现全过程的监控，技术人员按照企业的生产流程编写对应的生产程序，在这过程中任何环节出现故障，都会被监控系统捕捉到，并将这些信息传送到控制中心，最后是由控制中心来完成最终信息的处理和分析，结合实际的情况，对生产过程中的参数展开调整，并作出科学合理的决策。此外，智能控制系统在故障检测和诊断过程中也发挥着重要的价值，借助各种精密的传感器和监控检测技术，企业在展开机械生产时，能够及时地发现并处理安全隐患，并且这些安全隐患被传感器捕捉后也会发出警报，并结合具体的故障类型采取针对性的处理措施，避免企业出现重大的安全事故，确保企业的生产活动能够安全高效地开展。

2.2 数控领域

机床是企业展开工业生产的关键设备，数控机床是能够展开自动控制的机床，技术人员按照工业生产要求编写对应的生产程序，借助这些程序和代码，机床在工作过程中能够执行对应的命令。对于数控机床来说，智能化和信息化也是其未来的发展方向。特别是当前社会阶段，人们对于产品的加工精度要求越来越严格，智能控制能够很好地满足这个需求，因此，在数控领域有着非常广泛地应用。生产企业借助智能控制技术，能够对机床的生产工艺进行针对性地优化，并调整内部的相关参数，从而快速地判断出数控机床存在的问题。因此，智能控制适用于企业的规模化生产，能够显著提升工业生产的效率，并提升产品加工的质量，使得工业产品有着更高的精确度，加工设备的适应性和灵活性也会更高。

2.3 机器人领域

机器人制造是我国工业体系的重要组成内容，也是体现我国工业水平的标志，目前机器人主要分为两大类，一类是工业机器人，另一类则是移动机器人。从工作内容的复杂性来说，移动机器人生产制造难度更高，和工业机器人的工作环境存在明显的差异，移动机器人需要在复杂的环境中进行工作，并且在工作过程中，技术人员需要规划行走路径以及躲避障碍物，对其展开精准地控制，移动机器人才能够高效地开展工作[4]。智能控制技术在机器人制造过程中有着大量的应用，借助智能控制技术能够精准地控制机器人的感知，并使它们做出正确的信息判断，在这过程中技术人员可以融入大数据处理技术和云计算技术，使得机器人能够展开经验总结以及自我学习。目前，智能机器人主要在以下领域应用了智能控制技术。借助各种先进的传感器收集有用的信息，在信息搜集过程中，需要及时排除干扰性因素，并将这些有价值的信息传递给处理器，经过中央处理器的分析和判断，可以将机器人的动作意图以及执行命令结合起来，并将其转变成可执行的命令，该指令的发出需要借助智能控制技术方可实现，从这个角度来说，智能控制技术有效地促进了机器人领域的创新发展。

2.4 智能控制在建筑工程领域的应用

随着我国改革开放的深入以及社会经济的不断发展，社会大众对于生活的品质提出了更高的要求，在这种环境下，智能化建筑逐渐引起了人们的重视和关注，这也使得智能控制技术在建筑领域有着更加广泛地应用[5]。对于当前社会阶段，智能控制技术主要应用在以下几个方面，空调系统以及照明通信系统。对于照明通信系统来说，智能控制技术使得小区和主体联系变得更加紧密，二者之间能够实现高效的网络通信，并且可以实时监控线路的运行情况，一旦检测到异常信息，便会发出预警并做出精准的维修反应，增强照明系统的安全系数。此外，智能控制技术还能够对小区的照明时间以及照明区域进行精确化地控制，有效降低了能源浪费，使人们的生活变得更加便捷。此外，智能控制技术在空调系统中也有着广泛的应用，借助智能调节器，能够精准地模拟出不同季节的环境温度，并智能地调节空调中的温度，使得屋内保持良好的空气质量，这也和我国的低碳环保的发展理念相契合。如今，智能控制技术在建筑领域的应用范围和场景不断拓展，使得人们的生活方式也发生了改变。

3 结语

智能控制技术在机电一体化中有着十分广泛的应用，借助该技术能够显著提升企业的工业生产效率，并减少能源的排放，因此有着重大的经济效益和生态效益。当前阶段智能控制技术主要应用在机械制造领域和数字制造领域等，借助该技术使得工业生产变得更加安全和高效，对我国的现代化工业发展发挥着重要的推动作用。