智能控制在機電一體化系統中的應用分析

王長閣

摘 要：近年來科學技術發展速度較快，這也有效的促進了機電一體化系統使用處理效果的優化，而且智能技術也開始融入到機電一體化系統中來，從而使機電一體化系統的運用方式發生了較大的變化。本文從智能控制和機電一體化的概述入手，并進一步對智能控制在機電一體化系統中的應用進行了具體的闡述。

關鍵詞：機電一體化；智能控制；機器人領域；數控領域；機械制造；應用

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0214-01

1 智能控制和機電一體化的概述

1.1 智能控制

智能控制系統在當前眾多領域中進行應用并取得了較好的成效，其具有極為廣泛的應用。智能控制系統作為一個知識處理處理，通這對被控對象的各因信息進行分析和處理，從而使系統處于最優的狀態，不需要人干預下可以自動進行操控。智能控制借助于計算機來模擬人工智能，能夠有效的解決傳統操控中無法完成的復雜操控。智能控制具有較強的組織性、變構造、非線性、高性能等特征，是一項由多種學科彼此相互穿插所構成的邊緣學科。

1.2 機電一體化

機電一體化是基于機械裝置與電子化設計及軟件結合起來的系統，作為一門綜合學科，通過對各種先進技術的充分運用，根據系統功能目標和優化組織目標，來對各功能單元進行合理配置和布局，從而實現特定的功能，確保整個系統的最優化。近年來機電一體化加快向智能化、模塊化、網絡化和系統化的方向發展，不僅應用范圍更為廣泛，而且極大的推動了社會的發展和進步。

2 機電一體化系統中智能控制的應用

2.1 智能控制在機器人領域的應用

近年來機器人行業發展速度較快，并在較多方面都重視智能控制技術的應用，如在機器人手臂動作和姿態的控制、機器人行走路徑、停留位置和躲避障礙物等動作控制方面都離不開智能控制技術。由于機器人在控制參數方面具有多變性，而且對于動力學方面具有時變性、非線性和強耦合性的要求，對于傳感器信息具有多信息要求，對于控制任務具有多任務要求，因此在機器人領域中，智能控制的應用十分適合。而且當前智能控制發展速度較快，其實用性、可靠性和優越性在很多應用系統中都得到了較好的證明。無論是智能控制的神經網絡控制還是模糊控制在機器人領域中的應用都顯示出了絕對的優勢。在實際應用過程中利用神經元之間的聯結和權值分布來表示特定的信息，并處理各傳感器接受到的信息，然后以直接自校正控制方式來實現對機器人的控制。由于模糊控制建立在模糊集合、模糊推理和模糊語言變理等基礎上，在機器人建模和控制等方面利用模糊控制。另外，在對機器人路徑進行設計和規模過程中會利用免疫算法，并與遺傳算法和進化算法相結合，進一步實現對控制程序和控制技術的優化。

2.2 智能控制在數控領域的應用

智能化是當今數控系統的一個發展趨勢，隨著科學技術的發展，人們對加工質量提出了更高的要求，尤其是在數控領域應用智能控制成為人們越來越迫切的要求，如對制造網絡通行能力、加工運動的模擬、推理和決策能力、智能編程、智能監控、自尋優等功能的要求。數控系統中的某些模塊通過數學建模及傳統的控制方法可以實現，但是數控系統中的很多環節因為缺乏準確的信息，無法通過數學建模和傳統的控制方法實現，這時就需要通過智能控制方法和理論實現。利用模糊推理對數控機床進行故障診斷，利用模糊控制優化加工過程，利用模糊集合理論對某些控制參數進行調整；利用神經網絡技術可以實現插補計算、故障診斷；利用專家系統可以實現對某些難以確定算法或結構不明確的情況進行推理計算。另外，利用專家系統對多個數控機床維修專家的經驗進行綜合，并收集現場故障信息，再根據合理的推理規則，結合故障情況提出相應的維修意見。

2.3 智能控制在交流伺服系統中的應用

在機電一體化產品中，伺服系統是其主要組成部分，而伺服系統的合理性將決定產品的最終質量、性能等，而伺服系統又是一種非常復雜的整體結構，所以其參數的改變非常頻繁，容易受到各種因素的影響，這就容易導致很多不確定的因素，而智能控制能夠減少這些不確定因素，使交流伺服系統更加穩定的工作，所以把智能控制應用于交流伺服系統中，能夠有效地促進交流伺服系統的工作效率。

2.4 智能控制在工業生產中應用

智能控制應用在工業生產中能夠極大地提高工業生產效率，在工業工藝過程，如專家控制器和神經元網絡控制器等控制器的設計中，就可以引進智能控制。工業生產過程是一個龐大復雜的生產過程，單單利用人工是難以完成的，對整個工藝的操作和控制、以及對整個過程故障的診斷等都需要智能控制的參與，而且智能控制在未來的工業生產中將占據絕對主導地位。

2.5 應用在機械制造中

近年來我國工業化進程的加快，這也促進了先進機械設備的應用，不同的機械設備在具體運用過程中，通過使用電子控制系統，能夠有效的提高設備運行效率和做功精度。現代科學技術的發展也積極的促進了機電一體化技術在機械制造中的應用，如采用電子控制技術和智能技術在稱量過程中完成自動化運行，有效的避免了人工測量的誤差，確保了機械使用效率的提升。利用機電一體化技術機械設備使用中的應用，同時實現電子化和智能化的測量和監控，有效的實現了機械產品的精度控制，確保了其工作的高效性。在當前機械制造中人力還占據較重的部分，因此將原有機械理論與智能控制有效結合，可以加快推動機械制造智能化的發展步伐，對提高機械制造效率和準確度具有非常重要的意義。

3 結束語

近年來在微電子技術和超大規模集成電路發展下機電一體化技術越來越成熟，并在實際生產生活中發揮著重要的作用。特別是智能控制和出現，為機電一體化的長遠發展奠定了良好的基礎，其作為機電一體化系統中的一種新型控制技術，打破了傳統機電一體化工作原理，全面提高了機電一體化運轉的效率。當前在機電一體化系統中，智能控制涉及的領域十分廣泛，而且針對實際生產生活需要，智能控制系統也得以不斷改進和完善，有效的帶動了產業的發展，為社會和經濟的快速發展起到了積極的保障作用。

參考文獻

[1]陳雪梅.機電一體化系統對智能控制的有效應用的幾點思考[J].河南科技，2010，14.

[2]董 勇，謝士敏.機電一體化系統中智能控制的應用體會[J].數學技術與應用，2011，10.

[3]晏建新.智能控制在機電一體化系統中的應用[J].中國科技博覽，2011，30.

收稿日期：2018-3-5