智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用范文

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【摘要】

本文針對智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望能完善我國機電一體化系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】

智能控制；機電一體化系統(tǒng)；實際應(yīng)用

1機電一體化系統(tǒng)概述

1.1含義機電一體化系統(tǒng)又稱機械電子學(xué)，是一項綜合性技術(shù)，在實際生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用。機電一體化系統(tǒng)包含多種技術(shù)，主要有信息技術(shù)、機械技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)等。

1.2基本內(nèi)容機電一體化系統(tǒng)基本內(nèi)容主要包括六個方面，分別是：機械技術(shù)、計算機與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)以及伺服傳動技術(shù)。另外，機構(gòu)組成、運動組成、感知組成以及智能組成四個要素構(gòu)成了機電一體化系統(tǒng)。

2智能控制概述

2.1含義所謂的智能控制就是指在無人操作的情況下智能設(shè)備能夠完成既定的控制目標(biāo)的一項自動控制技術(shù)，主要通過計算機模擬人類智能完成基本操作的形式。與傳統(tǒng)人工操作相比更為便利，能降低傳統(tǒng)控制的難度和復(fù)雜性，有著廣闊的發(fā)展前景。傳統(tǒng)控制是智能控制中的一項重要組成部分，是促進(jìn)智能控制快速發(fā)展的基礎(chǔ)。同時智能控制包含多個學(xué)科的理論知識，是多個學(xué)科相互交叉相互促進(jìn)的結(jié)果。

2.2特征智能控制是一個復(fù)雜的過程，具有多個顯著地特征。首先智能控制的核心在高層控制，具有非線性，除此之外，智能控制還具有變結(jié)構(gòu)。其次為了滿足現(xiàn)代社會的發(fā)展，智能控制要滿足多樣化目標(biāo)的高性能需求，尋求自身的最優(yōu)。最后，由于智能控制尚處于起步階段，還是一個新興的研究領(lǐng)域，未來會有廣闊的發(fā)展前景。

2.3發(fā)展趨勢智能控制發(fā)展至今已具備學(xué)習(xí)、組織、適應(yīng)性等功能，在機電一體化系統(tǒng)中會有廣泛的應(yīng)用。目前智能控制在機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的最普遍的技術(shù)分別為遺傳算法、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用相互促進(jìn)共同發(fā)展。盡管智能控制在國內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用，對該技術(shù)的研究也越來越深入，但作為一門新興的理論技術(shù)仍然有較長的一段發(fā)展過程，相信隨著計算機技術(shù)與人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能控制會進(jìn)入一個新的發(fā)展時期。

3智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用目前數(shù)控領(lǐng)域?qū)夹g(shù)提出了較高的要求，不僅要具備較高的性能，同時還要具備智能功能，如要具備對外界環(huán)境的感知、自組織、自識別、自修復(fù)等多種智能功能。許多功能可以通過運用經(jīng)典控制理論建立相關(guān)模型得到，但也有很多功能無法通過運用經(jīng)典控制理論得到，應(yīng)用智能控制就得達(dá)到理想的效果。例如在實際操作中可以應(yīng)用模糊理論診斷數(shù)控機床中的故障并實現(xiàn)優(yōu)化控制，同時還可以調(diào)節(jié)數(shù)控中的某些參數(shù)使其符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。同時也可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷和插補計算，利用自身的功能調(diào)節(jié)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)軟件增益。插補計算作為數(shù)控系統(tǒng)中的核心模塊，在零部件加工過程中根據(jù)起點、中點以及速度在中間插入中間點的過程。

3.2機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用由于機器人對技術(shù)有著較高的要求，強耦合、時變的動力學(xué)要求，多信息的傳感器信息、多量變的控制參數(shù)、多任務(wù)的控制任務(wù)要求等都特性只有智能控制的應(yīng)用才能滿足。智能控制在機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用并不是單方面的，而是廣泛應(yīng)用于機器人行走過程中的自主避障、手臂動作規(guī)劃、姿態(tài)控制等多個方面。模糊控制、專家系統(tǒng)技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸成熟，在未來發(fā)展中會得到很好驗證。具有自學(xué)習(xí)和非線性映射能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機器人領(lǐng)域中應(yīng)用較多，其中在多自由度機械臂的現(xiàn)場學(xué)習(xí)控制的應(yīng)用最為顯著。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可對傳入到傳感器中的信息進(jìn)行整合，使提供的信息能更好的為機器人制造服務(wù)。模糊控制因其自身的魯棒性，所以在機器人路徑規(guī)劃和控制方面應(yīng)用較多。相比之下免疫算法有所不同，主要應(yīng)用于移動機器人的路徑規(guī)劃當(dāng)中，提供了一種更為優(yōu)化的控制技術(shù)。智能控制在機電一體化系統(tǒng)應(yīng)用中可以將多種技術(shù)或?qū)鹘y(tǒng)控制與智能控制相結(jié)合的方式，其思想歸結(jié)于取長補短。在實際應(yīng)用中已經(jīng)有了模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的結(jié)合、變結(jié)構(gòu)和模糊控制結(jié)合等多種情況，必然會吸收兩種技術(shù)的優(yōu)勢，促進(jìn)機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。

3.3機械制造中的應(yīng)用機械制造作為機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，其自身發(fā)展?fàn)顩r對機電一體化系統(tǒng)具有重要作用，而智能控制與計算機技術(shù)相互結(jié)合作為機械制造最先進(jìn)的制造技術(shù)，是機械制造的主要發(fā)展方向。智能控制融合計算機技術(shù)的目的是為了利用計算機先進(jìn)的水平能夠取代一部分的腦力勞動，不僅能夠減少人工投入成本還能實現(xiàn)基本的機械制造活動。與此同時神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會根據(jù)機械制造的實際情況進(jìn)行動態(tài)分析，還能根據(jù)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬制造，通過傳感器對收集的信息進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)信息處理的結(jié)果調(diào)整模擬參數(shù)，使智能控制在機械制造中發(fā)揮最大的優(yōu)勢。與其他領(lǐng)域相比智能控制在機械制造中應(yīng)用的最多，主要包括判斷機械故障、檢測動態(tài)數(shù)據(jù)以及智能學(xué)習(xí)等多個領(lǐng)域。

3.4建筑工程中的應(yīng)用智能控制在建筑工程中的應(yīng)用處于起步階段，所以應(yīng)用領(lǐng)域較少，主要有兩方面的應(yīng)用：首先是在建筑物照明系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過將計算機和通信的聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的控制，控制范圍分為不同時段，智能控制內(nèi)容包含照明時間、照明系統(tǒng)的節(jié)能程度，同時還會依據(jù)照明的邏輯進(jìn)行調(diào)整控制。其次是對建筑物空調(diào)的控制。因為冬季與夏季空調(diào)發(fā)揮的作用不同，所以要通過比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)對空調(diào)的模式進(jìn)行設(shè)置，滿足人們在不同季節(jié)對空調(diào)的需求。智能控制的主要目的是為了調(diào)節(jié)空調(diào)的風(fēng)閥，使得建筑物內(nèi)空調(diào)設(shè)置既能滿足人們生產(chǎn)生活需求，同時還能最大程度上減少浪費和污染，為我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，同時也會促進(jìn)智能控制在多個領(lǐng)域中的綜合應(yīng)用。

4結(jié)語

智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用有效避免了傳統(tǒng)控制的劣勢，是未來機電一體化系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢，有廣闊的發(fā)展前景。如何提高智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用水平是人們一直探討的話題，相信經(jīng)過人們的探索和努力，實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的高度智能化已經(jīng)逐漸逼近。

參考文獻(xiàn)：

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作者：汪國慶 單位：湖北新產(chǎn)業(yè)技師學(xué)院 咸寧職業(yè)教育（集團）學(xué)校