探究智能控制在機電一體化系統中的應用

李麗艷

（云浮市技工學校，廣東 云浮 527343）

1 對智能控制系統進行分類

所謂智能控制系統主要是一種多項控制技術，智能控制的正常運行需要仰仗于各類智能控制的子系統，進而構建出集成、混合的控制系統，只有這樣，眾多的智能技術才能夠在智能系統中發揮其應有的作用。當下，各個行業所采取的控制系統主要有以下幾個類別：（1）學習控制系統，類似于人類大腦的功能，人類的學習能力是智慧的主要表現形式，而學習控制系統主要通過對結構進行認知、辨別以及調整以后，利用對數據的處理及對信號的循環輸入以保障其良好的運行效果，該系統還能結合一些基本信息自動地進行控制。（2）分級控制系統，該系統采取分級遞進的智能模式，主要利用自組織控制、自適應控制等條件。再改控制系統中主要表現了三個級別，即：協調級別、組織級別以及執行級別，而對于每個級別來說，他們都具備該級別獨有的作用。（3）專家控制系統，這種智能系統主要是將技能、知識、經驗等因素進行有機的融合，并將這些因素整合到計算機系統當中，系統會根據相應的程序指令進行相應的操作。在該系統中，包括了眾多的理論內容，這些理論內容都為智能系統在對實際問題進行處理時提供了一定的幫助，讓處理后得出的結果具備較高的性能。（4）神經網絡系統。當前，人工神經網絡控制系統仍舊是運用最多的系統，該種智能系統的網絡結構主要借鑒了人工神經元、人工細胞的相關技術，智能控制和模仿真人是該系統的主要功能。

2 將智能控制運用到有關機床

機電一體化是當今工業中的一項重要技術，智能化則是當今科技的主要發展趨勢，在機電一體化當中發揮著巨大的作用，智能控制的主要表現形式之一就是數控機床與機器人的智能化。

對于數控機床來說，衡量機電一體化技術的重要指標便是精度。在陳舊的數控機床設備中，由于沒有對智能技術進行過多的融合，進而導致產品加工不理想以及機床的精度不達標，智能數控系統中運用了許多RISC芯片以及多CPU控制系統，這些芯片以及系統將大幅度提高機床的精度。

在數控系統最初設計的過程中，大多數運用到的設計方法是模塊化設計，其具有較為良好的裁剪性能，而且功能所設計的方面非常之廣，針對各類不同的機電一體化生產基本上都能夠達到要求，而在群孔系統的效果控制中，對于相同或者類似的群孔系統可以對各種操作流程進行參照，進而保證系統調整符合相關要求。

系統的操作程序是正常運行的重要指令，根據所需要加工產品的精度和尺寸對操作程序進行編程，才能夠讓產品加工以后達到預期的智能效果，從前，產品加工都是在普通車場進行，操作流程則需要依靠人工進行控制，所以要求操作工人具有較高的技術水平，而在當今的數控車床中，我們只需要依據相關的程序，對機器進行調試之后就可以進行加工工作，這恰恰是智能化的重要表現。

3 在設備裝置中的智能元件

將智能控制運用到機電一體化系統中，不僅可以促進系統控制形式的調整以及轉變，更加可以保障系統實現自動控制，機電一體化的典型設備就是數控機床，數控機床在元件的控制上更加能夠反映出其發揮的具體作用。

數控機床中最基本的裝置就是平面顯示器，它的主要作用是顯示相關的程序指令，進而讓機床的操作人員對機床的運行狀態更加深入的了解，在機床改造技術更新換代的同時，智能元件的種類也在不斷翻新變化，近些年來出現的FPD平板顯示技術具有能耗低、重量輕、顯示大等諸多優勢，完全可以應對最基本的智能操作。

而硬件模塊則是保障數控機床達到指標的主要裝置，生產商采用相關的智能技術，加之融合相關的智能元件創造出了良好的模塊結構，譬如存儲器、CPU、PLC、位置私服等，在具體的操作過程中進行了對模塊形式的刪減，建立了不同性能的模塊。

在數控機床進行加工時，利用動態監控系統，完全可以將各種不同的現代化技術進行融合，這其中包括網絡技術、計算機技術、多媒體技術、模擬技術等。有的時候甚至可以將一些經常用的控制裝置改造成具有嚴密制造過程的控制體系，進而推進智能化進程。而網絡技術是當今智能控制中應用最廣的一項技術，它可以通過機床聯網的形式利用計算機進行編制、輸入、調節程序、執行命令等工作，進而實現無人操作的智能化控制。而網絡裝置主要包括的是數據線以及計算機，只要具備這兩樣裝置，就可以完全將數據準確地顯示在機床面板上。

4 智能控制的主要特點

智能控制是多領域的交叉學科，從最初的“二元論”到后來的“三元論”發展至今，已經成為“四元論”，智能控制已經得到了長足的發展，我們有理由認為，智能控制理論的根基是自動控制理論、信息論、運籌學以及人工智能的交叉。其具有相對完善的理論基礎。

相比于傳統理論，我們可以認為智能控制對對于傳統理論的延伸和發展，也可以說傳統理論是智能控制所包括的一部分，是智能控制的最初形式。智能控制具有分級、開放、分布的結構特點，具備很強的信息處理能力。智能控制追求的是對系統的全面優化。而智能控制的主要任務和所針對的對象具有不確定性，傳統的控制方法在通常情況下僅僅適用于單一任務和精確的數學模型。而只能控制系統的重點在于對數學模型符號、環境以及描述的識別，在數據庫的設計上，它與傳統控制常用到的運動學方程、函數等數學描述方法有著本質上的差別。只能控制具有混合控制的基本特點，該系統能以數學廣義模型來表述混合的控制過程，采用定性決策以及定量控制結合的控制方式。

智能控制系統對于傳統控制理論并不加以排斥，智能控制當中往往包含常規控制，而智能控制同樣經常利用常規控制的基本方法來對低端的控制問題加以解決，并對常規的控制方法力圖擴充，而且智能控制系統具備非常強的學習功能、組織功能以及適應功能，能夠克服環境所具有的不確定性以及復雜性，最終實現有效控制。

結語

現如今，智能控制已經成為機電一體化系統中被應用最多的控制方法，智能控制以其獨有的高水平、高效率、高性能的控制優勢對傳統的控制方法造成了猛烈的沖擊，并大有取代之勢，文章中提到的數控機床僅僅是機電一體化技術中的一個典型代表，在現代工業生產生活中，智能控制在機電一體化系統當中的運用還有諸多方面，人們發現，智能控制的控制效能具有非常明顯的優勢，其優越性也越來越多地得到了人們的認可。

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