智能控制及其在機電一體化系統中的應用

韓貴新

（秦皇島海三建設工程發展股份有限公司，河北　秦皇島　066000）

智能控制及其在機電一體化系統中的應用

韓貴新

（秦皇島海三建設工程發展股份有限公司，河北秦皇島066000）

機電一體化系統廣泛應用于工業生產，在很大程度上推動了工業產業的發展。但是由于工業生產過程具有多層次、多結構以及各種不確定性，使得數學建立非常困難，不利于機電一體化系統的有效控制和管理。智能控制應用于機電一體化系統，則可以很好的解決這些問題，充分展現機電一體化系統的重要作用。本文主要從智能控制的基本特點出發，討論智能控制在機電一體化系統中的實際應用。

智能控制；機電一體化；特點；應用

隨著電子技術的快速發展，機電一體化技術日漸完善，并廣泛應用于工業生產中，有效提高了工業生產的控制效果，在很大程度上促進了工業行業的發展。但是由于工業生產過程具有多層次、多結構以及各種不確定性，使得數學建立非常困難，不利于機電一體化系統的有效控制和管理。智能控制作為一種無人干擾情況下依然可以實現控制目標的自動控制技術，將其合理運用于機電一體化系統中，可以加強對機電一體化系統的控制，有效解決機電一體化系統運行中存在的問題，促使機電一體化系統在工業生產中可以充分發揮重要作用。所以，智能控制在機電一體化系統中的應用受到越來越多的重視，如何在機電一體化系統中完全展現智能控制的重要作用已經成為工業行業關注的熱點問題。

1　智能控制的基本特點

智能控制，指的是在無人干預情況下可以自主驅動智能機器實現控制目標的自動控制技術。至今已有100多年的歷史，歷經經典控制理論和現代控制理論，現在基本進入大系統理論和智能控制理論階段。尤其是計算機技術、信息技術的快速發展，在很大程度上推動了控制科學的研究發展，目前控制系統向智能化控制系統發展已經是必然趨勢。智能控制是控制理論發展的高級階段，是相對傳統控制理論的缺陷，結合現代化技術發展而來的，主要適用于傳統控制方法難以解決的復雜系統控制問題。所以，研究智能控制理論的特點，已經基于傳統控制理論而言，通過與傳統控制理論比較，可以將智能控制理論概括為以下幾個方面：

1.1智能控制是在傳統控制理論的基礎上發展而來，是控制理論發展的高級階段，具有開放的、分級的以及分布式的結構，能夠有效處理綜合信息，對提高信息處理質量具有十分重要的作用。而且智能控制不以追求系統高度為目的，而是著重于系統的全局優化。

1.2智能控制理論集多學科于一體，智能控制理論是由人工智能、自動控制理論以及信息論結合而成，主要以信息反饋控制為核心，是非常完善、成熟的控制理論體系。

1.3適用范圍廣，相對傳統控制理論而言，智能控制可以解決傳統控制中對象和任務模型不確定性、復雜的難以控制的問題，對提高控制效果具有十分重要的作用。

1.4使用方法有所不同，傳統控制理論主要通過運動學方程、動力學方程等數學模型對系統進行描述，而智能控制系統設計重點在于對數學模型的描述，具有混合控制的特點，將非數學的廣義模型用知識進行表示，充分發揮出多模態控制方式的重要作用。

當然，智能控制系統并不排除傳統控制理論，它是由傳統控制理論發展而來，傳統控制理論包含于智能控制之中，而智能控制也需要利用傳統控制方法解決一些比較簡單的問題。只有將兩者進行有效的結合，才能使智能控制理論發揮出最佳效果。

2　智能控制在機電一體化系統中的實際應用

目前，智能控制在機電一體化系統中的應用常見的主要在數控領域、機器人領域以及機械制造三個方面，本文主要從數控領域和機械制造方面探討智能控制在機電一體化中的實際應用。

2.1數控領域

數控是工業生產發展到一定階段的產物，帶動了工業進步與發展。隨著科學技術的發展以及工業生產精度要求不斷提高，對數控系統的要求也越來越高。數控系統不僅需要具有高精度、可靠性等特點，還需要完成許多智能功能。其中，部分功能可以建立數學模型，這就可以使用傳統控制理論實現控制目標，而對于部分環節信息模糊，難以建立數學模型的，就需要充分發揮出智能控制的重要作用，利用智能控制實現重要的控制目標。如在數控系統中合理配置故障診斷專家系統、編程專家系統等，利用遺傳算法尋找出最優的加工途徑，在系統綜合控制中引入預測、預算功能，就可以大大提高數控系統的控制性能，從而實現數控系統的重要目標。

2.2機械制造

機械制造是工業生產的主要對象，也是智能控制應用的必要前提。現代化技術的發展，對工業生產中機械制造加工精度的要求越來越高，傳統控制理論已經無法發揮其重要作用。在機電一體化系統中合理運用智能控制，并借助計算機技術的優勢，就可以形成新一代的機械制造技術。現代機械制造過程中，需要利用一些缺乏完整性的數據解決難以預測的問題，智能控制的出現和應用，就可以很好的解決這些問題，它利用模糊數學和神經網絡的方法對制造過程進行動態預測和建模，再對數學模型進行分析，就可以確保機電一體化系統安全、穩定運行，實現提高機械制造加工精度的重要目標。

隨著工業快速發展，智能控制受到越來越多的重視，對于智能控制的研究也在不斷深入，目前主要飽覽智能傳感器、加工過程智能控制以及機械故障智能診斷等領域，智能控制將是未來工業發展的重難點。

3　結論

總之所述，智能控制相對傳統智能控制理論具有明顯的優勢，將其應用于機電一體化系統中，充分發揮智能控制的重要作用，提高機電一體化系統的運行效率，可以為工業進一步發展提供充分的保障。

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1003-5168（2015）11-102-01