智能控制技術在機電一體化系統中的應用

趙傳生

（德州亞太集團有限公司，山東 德州 253034）

當今社會，設備向電子自動化的方向轉變，大型的集成電路被應用到生產活動當中，機電一體化技術在不斷發展并走向成熟。因此，需要對機電一體化技術不斷的進行完善、更新技術設備，使機電一體化技術與新興技術相結合，更快更好的提高生產力。

在工業生產中，由于生產對象特點不同、結構不同等原因，不利于構建數學模型，機電一體化技術的發展遇到了困難。智能控制技術在機電一體化中發揮作用，解決了以往遇到的技術難題，并且智能控制技術在機電一體化系統中有了更廣泛的應用。什么是智能控制技術？智能控制系統又可以細化具體的分為哪些控制系統？智能控制系統在機電一體化技術系統中又有哪些具體的應用？下面將具體的進行介紹。

1 何為智能控制

控制理論從被人們提出并開發出來，一直到現在的廣泛應用是一個長期不斷進步的過程，智能控制理論是在之前的理論被不斷完善發展后保留下來的。控制理論的革新是一個很緩慢的過程，最先進的控制理論就是當前被廣泛使用的智能控制技術。由于傳統控制理論的缺陷，促使了人們對控制理論的研究，從而催生了智能控制理論，智能控制理論同時彌補了之前使用的傳統理論的缺陷。

2種不同的設備結構組成了智能控制系統：一是對外部環境的監測系統和傳感設備。外部傳感等設備，可以對周圍環境的變化進行監測和數據分析，與人腦類似，在感知到數據發生變化后，它可以將變化反饋給控制設備，這些被感知到的外部因素會被進行分析處理。不僅如此，智能系統還能夠進行控制決策的處理和規劃，并且將信息進行儲存。

2 有哪些智能控制系統

智能控制系統是機電一體化系統的重要技術支撐，只有在優秀的控制系統的配合下，機電一體化系統才能夠完美的運行。現如今有多種多樣的智能控制系統，不同的控制系統的控制能力良莠不齊，以下是被比較廣泛應用的智能控制系統的主要代表。

（1）專家控制系統。專家控制系統把人的知識經驗的儲備和與人相同的技能儲存在電子計算機中，按照預定的程序對控制系統進行擬人操作。

（2）神經網絡系統。神經網絡系統與其它系統都被運用在機電一體化系統當中。這種技術是對人的模仿以及分散式處理，它具有適應能力強、可以自我控制的特點。

3 智能系統與傳統系統的區別

（1）智能控制系統較之前的控制系統是一種技術創新和變革，智能控制技術包含了傳統的控制技術。智能控制系統可以全面的對系統進行優化控制，而傳統控制系統是簡單的控制，只是一定程度單方面的對系統進行控制。智能控制系統的系統結構相對傳統系統來說較為開放，從而具備了傳統控制結構難以企及的信息處理能力。

（2）智能控制技術是多項目、多學科相結合的產物，智能控制理論綜合了人工智能、自動控制技術、信息學科等方面相交叉的部分，而傳統的控制理論只是以單一的反饋控制理論為基礎。

（3）智能控制技術的應用對象是傳統控制技術不能完美操作的具有復雜多變的數學模型的應用對象，而傳統控制技術只能應用在單一現行的任務對象。

（4）智能控制系統可以進行相應方面的學習，從而獲取需要的知識，傳統的控制系統是通過人為對系統輸入不同的技術理論來進行補充。智能控制系統之所以比傳統的控制系統先進，更被人們青睞，是因為它具有了自動化自主控制的能力，它在處理一些問題上可以進行自主的信息加工處理并進行分析改進。

4 智能控制技術的應用領域

（1）數字控制。數字控制領域中存在著很多數字化、智能化的設備行為，例如對預先制定好的生產對象進行加工制造，對處理過程中產生的問題進行自行處理，對周圍環境的變化進行自動監測等。在對一些對象進行處理時，設備可以自行建立數學模型進行分析加工，并且可能不用運用智能控制技術。但是遇到復雜難以處理的模塊時，建立數學模型就會產生很大的困難，此時我們利用智能控制技術就會在很大程度上解決這些難題。例如模糊控制系統的應用，可以使加工的方式得到妥善的綜合處理，相對應的模糊處理方式，可以對數字控制機床進行自我故障的診斷修復，這樣就可以對數據進行簡單的調整和規整。

（2）智能機器人。機器人技術從出現到如今已經有了很長時間的發展，它在各方面技術的運用上都非常的復雜。例如在動力運用方面具有多變性和非正常線性結構的特點，而在其環境感受傳導方面具有傳感器使用多、接收信息多、傳感任務多等特點。智能控制技術的使用，智能機器人的技術支撐得到了補充。比如智能控制技術中，人工神經網絡等系統在智能機器人技術方面的運用上，簡單解決了機器人位置確定以及數學模型建立分析、數據檢測和數據回傳分析等方面之前存在的困難。神經網絡技術同樣也被應用在智能機器人方面，對靈活機動的機器人動力臂方面有很強的應用優勢。智能機器人系統加入了智能控制技術，提高了智能機器人的靈活性以及其應用范圍，使得智能機器人有了更好的發展前景。

（3）設備裝置。很多的工業生產設備都應用了機電一體化系統，智能控制技術的使用也非常普遍。例如在機械設備上運用智能控制系統，可以使機械設備變得智能化，在根本上提高了機械設備的生產效率和自動性。由于電商行業的發展，快遞行業也隨之飛速得到了發展，快遞的處理效率急需提升。而智能控制技術在快遞挑揀、商品分配等方面具有很強的優勢。智能控制技術可以具體化的應用在大規模商品貨物儲存倉庫中，智能控制技術也可以應用在大倉庫貨物商品的挑揀方面，可以讓機器人智能高效地分配挑揀商品貨物。在家庭居住用具上，智能控制技術也應用廣泛，體現在自動化家具設備的智能自動化控制上。例如現在最常見的家庭自動掃地設備，正是因為智能控制技術的應用，才能夠讓掃地機器人自動化的工作以及自動充電等。

（4）數控機床。機電一體化中包含了數控機床設備，智能控制技術的應用能夠大幅提高機床設備運行的準確性和工作效率。在沒有運用智能控制技術之前，傳統的機床設備僅僅利用簡單的機械自動化理論進行相應的技術支持，所以傳統的數據機床設施沒有足夠先進的技術支持，準確性以及加工的產品精度相對較低，在設備生產使用的過程中，往往產生一些錯誤，從而嚴重影響了數控機床設備在生產活動以及相關應用中的工作效率。將智能控制技術應用到數控機床當中，完善了芯片和CPU控制系統，從而提高了產品的合格數量。總體而言，智能控制技術在設備與機床的應用上，提高了機床工作的效率、安全性和準確性。

5 交流伺服系統應用

交流伺服系統是機電一體化系統的衍生產物，交流伺服系統裝置對控制質量以及系統的動態功能具有很強的決定作用。交流伺服系統是一個涉及范圍繁多、比較復雜的系統，其參考數據可能隨時產生變化，而且會受到設備負荷的影響。交流伺服系統在航天航空等多方面領域都有廣泛的應用，在交流伺服系統中新技術的應用，可以拓寬該技術的應用范圍。交流電動機本身就和需要控制的對象有著很多的不確定性因素，所以在建立數學模型方面存在很多的問題。將智能控制系統應用到交流伺服系統當中，并且與現代的技術相結合，會產生很好的作用。

6 結語

機電一體化技術在生產生活中被廣泛應用，產生了積極的影響，加快了企業設備的生產速度以及提高了生產安全性。而智能控制技術與機電一體化技術有著很大的不同，智能控制技術是相對較為新興的技術，該技術對機電一體化技術具有很強的幫助作用。正是這項新興技術，促使機電一體化技術能夠擁有更廣闊的使用范圍，才能夠發揮出更重要的作用。智能控制技術始終會向前發展，所以它會擁有更完美、長遠的發展，經過智能控制技術在機電一體化技術中發揮作用，機電一體化技術也會得到更好的發展，這一切都需要科研人員以及從事該專業人員的不懈努力和更深入的研究。

[1]鄭恒.智能控制技術在機電一體化系統中的應用[J].科技與創新,2016，(6):154.

[2]張浩鵬.智能控制技術及其在機電一體化系統中的應用探索[J].中國科技投資,2017，(16).

[3]趙煥銘.簡述智能控制技術在機電一體化系統中的應用[J].建筑工程技術與設計,2016，(28).

[4]趙春,謝艷艷.智能控制技術在機電一體化系統中的應用研究[J].企業技術開發月刊,2016，,35(15).