淺談智能控制在機電一體化系統中的應用

溫霞娟

梧州市三和新材料科技有限公司

淺談智能控制在機電一體化系統中的應用

溫霞娟

梧州市三和新材料科技有限公司

隨著我國市場經濟的快速發展和我國的科學技術的不斷進步，我國機電一體化系統建設行業迎來了屬于它的黃金時期，雖然機電一體化系統在我國起步比較晚，發展時間相對來說也比較短，但是我國機電一體化系統的發展速度是毋庸置疑的，使得我國機電一體化系統的技術愈加的完善。隨著科技的快速發展，智能控制這個新生事物在各個行業中都得到了非常廣泛的應用，在機電一體化系統的應用中也成為了不可或缺的一個部分，從而使得我國機電一體化系統得到了質的飛越。本文就智能控制在機電一體化系統中的應用進行分析，以期能夠更加完善智能控制在機電一體化系統中的應用技術。

智能控制；機電一體化系統；應用分析；科技發展

引言：

機電一體化系統主要是指由動力與驅動部分、機械本體、傳感測試部分、執行機構、控制及信息處理部分所組成，并利用電子計算機的信息處理技術、控制功能、以及可控驅動元件特性來運行的一種現代化機械系統。而在科技的快速發展下，為了滿足人們生產生活中的各種需要，將智能控制技術融入到機電一體化系統中，也就成為的必然的趨勢。

1 智能控制的概述及發展趨勢

智能控制技術是指一類無需人的干預，便能夠自主地驅動智能機器實現其所要求目標的一種自動控制方式。而智能控制結構主要是由人工智能(其是一種具有記憶、信息處理、學習、形式語言、啟發式推理等功能的知識處理系統)、自動控制(自動控制是描述系統的動力學特性，也是一種動態反饋)、運籌學(運籌學屬于一種定量的優化方法，包括網絡規劃、線性規劃、管理、調度、優化決策以及目標優化方法等)三大系統所組成[1]。針對傳統控制技術中基于精確的系統數學模型的控制，來解決線性、時不變等相對簡單的控制問題而言，智能控制技術不僅能夠解決以上傳統控制技術所能解決的問題，還具有智能化理念地解決其他一些難度較高的控制問題。

2 智能控制在機電一體化系統中的應用分析

2.1 智能控制在機械制造過程中的應用分析

機械制造作為機電一體化系統中不可缺少的關鍵部分，對于機械制造技術而言，計算機輔助技術和智能控制相結合的機械技術是目前我國最先進的機械制造技術，其能夠實現機械制造的智能化。機械制造技術的智能化主要是通過利用計算機技術來模擬人體大腦運行的情況，以此來完成機械制造中部分的腦力勞動，進而完成機械制造的過程。在此過程中，首先是使用智能控制技術來使用神經網絡模擬機械制造的實時情況，并將采集來的信息使用傳感器的融合技術來進行相關的處理，并修改控制模式中的一些參數與數據。目前在我國機械制造領域中，智能控制技術的應用范圍十分的廣泛，其主要應用于智能學習、智能傳感器以及智能診斷機械故障等方面，大大推動了我國機械制造領域的發展。

2.2 機器人領域的智能控制

機器人在動力學方面常常是強耦合、時變、非線性的，在傳感器信息方面是多信息的，在控制參數上是多變量的，在控制任務要求上是多任務的，這些特性正適合智能控制的應用。智能控制技術已經應用到機器人領域的許多方面，如機器人多傳感器信息融合和視覺處理，移動機器人行走過程的自主避障，行走路徑規劃、定位、軌跡跟蹤，機器人手臂動作規劃，空間機器人的姿態控制，具有自學習、自適應功能的控制器設計等。采用人工神經網絡、模糊控制和專家系統技術對機器人進行定位、環境建模、檢測、控制和規劃的研究已經日趨成熟，并在許多實際應用系統中得到驗證。

2.3 交流伺服系統中的智能控制

伺服驅動裝置是典型的機電一體化產品的重要組成部分，是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件，對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。隨著電力電子技術的迅速發展和矢量控制技術的應用，交流調速系統的性能也日益提高，使得伺服系統由直流逐步向交流轉化。交流伺服系統是種復雜系統，存在參數時變、負載擾動以及交流電動機自身和被控對象的嚴重非線性特性、強耦合性等不確定因素，建立它的精確數學模型非常困難，只能獲得近似的模型，基于這種近似模型給出的PID參數就不能滿足對系統更高的性能指標的要求。將智能控制引入交流伺服系統與現代交流伺服控制理論方法結合使系統朝著期望目標逼近，從而具有較高的性能指標。

2.4 鍋爐的自動化控制

2.4.1 智能儀表。智能儀表是在以繼電器控制方法的常規儀表的基礎上發展起來的，它克服了傳統儀表方法中不能實現控制系統數據的遠程交互和高級控制的弊端，讓工控系統配備了有限的通訊功能，從而使其在功能上相較于傳統的儀器儀表有了極大的飛躍。但是雖然智能儀表讓工業鍋爐在控制上變得更加“聰明”，但是從它一出生就攜帶了某些“基因缺陷”，即硬件維修上十分復雜，而且隨著智能儀表的大規模應用，儀表價格也水漲船高，工業鍋爐工控系統的成本也顯著提高，智能儀表逐步失去了以往的性價比方面的優勢，而逐漸被其他高級控制系統所取代。

2.4.2 PLC 控制。可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)簡稱 PLC。隨著自動化控制技術的極速發展，以接觸器—繼電器的控制方法為基礎，發展出來了一門全新的控制方法，即 PLC技術。它是將微電子技術、自動化控制技術以及通信技術融為一體，是一種能廣泛應用于工控領域的高可靠性的控制器。在 PLC 技術發展的早期，由于其高可靠性以及高性能，它主要應用于取代傳統儀表或者智能儀表的控制方法。在 PLC 技術發展的歷程中，它越來越全能，自身集合了通信聯網、計數、計時、運動、步進、數模轉換等控制能力。由于 PLC 顯而易見的一些列優點，如編程容易(圖形化語言)、控制器體積小、功能全面且強大、維護方便且組網快捷靈活，加之其高可靠性、高適應能力，使其在工業控制各個領域都獲得了非常廣泛的應用，如工業鍋爐、冶金、化工、交通等等。

3 結束語

機電一體化系統作為我國科學不斷發展的產物，其還在不斷的改進與完善中。隨著機電一體化系統中應用了智能控制技術，不僅有效的解決了機電一體化系統中實踐過程中難以避免的難題外，同時還能幫助工作人員減少工作量，促進我國各行各業的發展，為我國經濟的向前發展做出了巨大的貢獻。

[1]汪國慶.智能控制在機電一體化系統中的應用分析[J].科技展望，2016(04)：172.

[2]劉澤華，趙麗.智能控制及其在機電一體化系統中的應用[J].通訊世界，2015(09)：232-233.