智能控制在机电一体化系统中的应用分析

宋海锋

摘要：随着集成电路技术的快速发展，机电一体化科学技术水平也趋于完善成熟，很大程度上拓宽了机电一体化技术的应用范围和领域，在国内各领域行业生产和工艺过程中得到了广泛的应用。这不仅能够使工作效率得到提高，还改善了人民的生活质量。随着科学技术的竞争逐步加剧，机电一体化系统中引入智能控制技术，和传统的机电系统相对比较有着重要优势，不仅克服了传统的成本高和效率低的缺陷，而且使一体化系统的工作效率得到了有效提高，带动了机电一体化系统技术发展走向进步和成熟。

关键词：智能控制;机电一体化系统;应用分析

引言：

机电一体化系统的组成部分，主要包括执行机构、信息处理、动力和驱动，传感测试以及机械本体等诸多部分，机电一体化系统能够利用信息处理技术、可控驱动元件，完成机械系统的操作。伴随我国科技水平的不断提升，为更好的满足机械制造领域的发展需求及要求，就应在机电一体化系统中运用智能控制技术。在此情况下，分析智能控制在机电一体化系统中的运用则十分必要。本文以智能控制与机电一体化系统简述为出发点，而后分析了智能控制在机电一体化系统中的应用。

1、智能控制与机电一体化系统简述

智能控制主要是指在并不具备人为干预的情况下可自主对智能机器加以驱动，进而达成对目标实施自动控制的一种技术。通俗来讲，通过利用计算机技术来模拟大脑，进而实现智能控制。现如今，智能控制为一项十分关键的技术，其运用范围也是较为广泛，具备不可替代的作用。在机电一体化系统之中，存在诸多控制目标与任务，所存在的控制目标与任务均是运用以往的控制方式来进行的，因此，在运用过程中，所存在的不便因素非常多，而通过运用智能控制，则恰好利于解决其中问题，让机电一体化系统在操作期间能够变得更为便利与简单，且也能够高效、高质量的实现控制目标，做好控制任务。对控制系统而言，以往控制仅仅为控制系统中最简单的一项环节。智能控制主要是以诸多学科彼此交叉所构成的，在诸多的学科之中，最关键的学科为运筹学，自动控制学以及信息论等，相较于以往的控制技术，智能控制所具备的优势特征更为显著，其特征主要包含自寻优特征，高层控制特征，变结构特征，非线性特征等诸多特征。智能控制属于新型技术，也为一项边缘交叉学科，其在运用期间符合相关标准及要求，利于满足相关目标需求。智能控制通常被划分为组合智能系统，集成控制系统，学习控制系统，分级递阶控制系统，以及人工神经网络控制系统等。

机电一体化系统也被称作机械电子学，其主要是指微电子技术，信息技术，传感器技术，机械技术，接口技术以及电子技术等诸多技术实施有效融合，进而构建的一种机电一体化系统，且目前机电一体化系统在生活之中的运用也愈发广泛，机电一体化系统在加以组成时，主要包括感知组成，结构组成，运动组成以及智能组成这四点组成要素。

2、机电一体化系统中智能控制的应用

2.1智能控制在机器人领域的应用

近年来机器人行业发展速度较快，并在较多方面都重视智能控制技术的应用，如在机器人手臂动作和姿态的控制、机器人行走路径、停留位置和躲避障碍物等动作控制方面都离不开智能控制技术。由于机器人在控制参数方面具有多变性，而且对于动力学方面具有时变性、非线性和强耦合性的要求，对于传感器信息具有多信息要求，对于控制任务具有多任务要求，因此在机器人领域中，智能控制的应用十分适合。而且当前智能控制发展速度较快，其实用性、可靠性和优越性在很多应用系统中都得到了较好的证明。无论是智能控制的神经网络控制还是模糊控制在机器人领域中的应用都显示出了绝对的优势。在实际应用过程中利用神经元之间的联结和权值分布来表示特定的信息，并处理各传感器接受到的信息，然后以直接自校正控制方式来实现对机器人的控制。由于模糊控制建立在模糊集合、模糊推理和模糊语言变理等基础上，在机器人建模和控制等方面利用模糊控制。另外，在对机器人路径进行设计和规模过程中会利用免疫算法，并与遗传算法和进化算法相结合，进一步实现对控制程序和控制技术的优化。

2.2智能控制在数控领域的应用

智能化是当今数控系统的一个发展趋势，随着科学技术的发展，人们对加工质量提出了更高的要求，尤其是在数控领域应用智能控制成为人们越来越迫切的要求，如对制造网络通行能力、加工运动的模拟、推理和决策能力、智能编程、智能监控、自寻优等功能的要求。数控系统中的某些模块通过数学建模及传统的控制方法可以实现，但是数控系统中的很多环节因為缺乏准确的信息，无法通过数学建模和传统的控制方法实现，这时就需要通过智能控制方法和理论实现。利用模糊推理对数控机床进行故障诊断，利用模糊控制优化加工过程，利用模糊集合理论对某些控制参数进行调整;利用神经网络技术可以实现插补计算、故障诊断;利用专家系统可以实现对某些难以确定算法或结构不明确的情况进行推理计算。另外，利用专家系统对多个数控机床维修专家的经验进行综合，并收集现场故障信息，再根据合理的推理规则，结合故障情况提出相应的维修意见。

2.3智能控制在交流伺服系统中的应用

在机电一体化产品中，伺服系统是其主要组成部分，而伺服系统的合理性将决定产品的最终质量、性能等，而伺服系统又是一种非常复杂的整体结构，所以其参数的改变非常频繁，容易受到各种因素的影响，这就容易导致很多不确定的因素，而智能控制能够减少这些不确定因素，使交流伺服系统更加稳定的工作，所以把智能控制应用于交流伺服系统中，能够有效地促进交流伺服系统的工作效率。

2.4智能控制在工业生产中应用

智能控制应用在工业生产中能够极大地提高工业生产效率，在工业工艺过程，如专家控制器和神经元网络控制器等控制器的设计中，就可以引进智能控制。工业生产过程是一个庞大复杂的生产过程，单单利用人工是难以完成的，对整个工艺的操作和控制、以及对整个过程故障的诊断等都需要智能控制的参与，而且智能控制在未来的工业生产中将占据绝对主导地位。

2.5应用在机械制造中

近年来我国工业化进程的加快，这也促进了先进机械设备的应用，不同的机械设备在具体运用过程中，通过使用电子控制系统，能够有效的提高设备运行效率和做功精度。现代科学技术的发展也积极的促进了机电一体化技术在机械制造中的应用，如采用电子控制技术和智能技术在称量过程中完成自动化运行，有效的避免了人工测量的误差，确保了机械使用效率的提升。利用机电一体化技术机械设备使用中的应用，同时实现电子化和智能化的测量和监控，有效的实现了机械产品的精度控制，确保了其工作的高效性。在当前机械制造中人力还占据较重的部分，因此将原有机械理论与智能控制有效结合，可以加快推动机械制造智能化的发展步伐，对提高机械制造效率和准确度具有非常重要的意义。

3、结束语

随着现代化技术不断发展，人们更多的对机电一体化系统的发展进行重视。将智能控制应用到机电一体化系统中能够打破传统控制的原理，不但可以大大提高工业生产的效率，而且为工业生产提供了强有力的保障。除此之外，智能控制有着广泛的应用，在数控技术、机械制造以及建筑工程等方面都发挥着巨大作用。目前，市场对工业的生产质量以及精度有着更高的要求，过去的控制方法不能够满足当前社会的发展需要，因而智能控制一定会有更广阔的发展前景。

参考文献：

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[2]  郝忠孝.机电一体化系统中智能控制的应用研究[J].内燃机与配件，2017（10）：94-95.

[3]  林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯，2015，13（14）：92+94.

（作者单位：合肥市包河区市政工程管理处）