智能控制及其在機電一體化系統中的應用

歐海波

（湖南財經工業職業技術學院，湖南 衡陽 421002）

目前，在國家持續加大發展機電一體化的大環境下，我國機電一體化系統發展迅速，同時也將智能控制技術融入其中，呈現出良好的發展趨勢，這種變化對于行業有著質的提高。

1 智能控制及機電一體化系統的簡單概述

1.1 智能控制概述

在不需要人工操作的情況下，由高智能機器自動自發地根據系統設定完成目標任務的先進技術。簡單而言，就是借助計算機來模擬人類大腦進行思考，從而達到智能控制的目標。這項技術在社會生活中有著廣泛的使用空間。將智能控制相關技術融入到機電一體化系統中，就是通過智能控制技術來完成系統的自我操作，真正做到人工不參與的前提下，由系統完成復雜的操作任務。智能控制技術，在我國從短時間單一的發展，現已發展為多個學科相互交叉式的控制方式，其中最主要的就是通過智能控制系統來對準確完成信息流處理、自動控制和人工智能等的摸索。與傳統控制方式所不同的是目前我國智能控制系統從多角度多方面同步發展，其中包括高層核心控制、智能控制結構特點研究等等均有所突破[1]。當前我國智能技術的控制種類，可分為六大類：集成控制、遞階控制、人工控制、神經網絡控制、學習控制以及組合智能控制。

1.2 機電一體化系統概述

在借助信息技術、電子機械技術、接口技術、微電子等多種多樣的技術下，把多種機械電子系統相互融合形成先進的處理系統。機電一體化系統，在日常生活中應用范圍非常廣泛，因此其系統性能的提升與技術的優化，也是當前社會所重點關注的重點問題。機電一體化系統與智能控制相關技術的融合，一方面對機電一體化性能水平有了明顯的增強作用，其次智能系統的融入，也使得機電一體化在整體的控制效果上有了明顯的改進[2]。而其中需要注意的是在完成一體化系統的組裝時，一定要對運動、結構、感知等多個要素多加關注，如此方能保證整個要素能夠達到系統所預期目標。

2 機電一體化系統中智能控制的應用

機電一體化系統主要由交流伺服系統、設備裝置系統、數控機床系統及機器人等組成，以下就從這幾方面，分析智能控制在機電一體化系統中的應用。

2.1 在交流伺服系統中的應用

將智能控制應用于交流伺服系統，不僅能夠提高交流伺服系統智能化水平，還能夠提高機械運行效率，進而提高工業生產效率，促進社會生產力及經濟水平提升。其應用措施為：第一，根據交流伺服系統運行規律及特點，選擇智能控制機械，然后安裝到交流伺服系統中，以構建成相應的轉換裝置系統，以解決負載擾動、運行參數變化和強耦合等問題[3]。第二，除了安裝智能控制機械以外，還需要配套相應的數學建模，以精確計算出交流伺服系統運行中發生的各種數據信息，以及時發現和處運行異常情況，實現智能控制，避免各種運行問題發生。第三，在建立精確度較高的系統控制器參數系統，以實現對各種運行指標的動態調整，從而保證和提高交流伺服系統運行效率，最大限度提高工業生產效率。

2.2 在設備裝置系統中的應用

設備裝置系統簡單來說就是機械設備的裝置系統，應用智能控制技術后能夠實現智能化操作，其原理在于將設備裝置轉化為智能化元件，從而實現智能化操作，如今已經在生物技術行業及石油化工業等領域得到了應用，很大程度上促進工業健康可持續發展，引來社會的高度重視。具體應用措施；第一，在應用智能控制技術前，相關工作人員要對儀器、企業數據信息、企業實際運行情況等進行全面了解，以制定具有針對性的智能控制方案；第二，根據實際情況選擇自動化及智能化元件，并配套相應的系統軟件及硬件，最后組建成商務智能系統，保證設備裝置系統的智能化及商務化；第三，要利用數據倉庫技術、挖掘技術和聯機處理技術等構建而成的智能化設備裝置系統進行信息化管理，以提高工業生產管理信息化水平及智能化水平；第四，還需要不斷引進先進的自動化設備裝置，以及時更新各種機械設備，保證機電一體化的自動化及智能化水平達到人們的智能化控制需求[4]。

2.3 在數控機床系統中的應用

眾所周知，數控機床設備不僅能夠單獨在工業生產中使用，還能夠在智能控制技術支持與其他設備形成智能化控制系統，成為機電一體化系統重要組成部分。將之應用于工業生產，不僅能夠提高工業生產這種各種設備的運行效率，還能夠提高相應的運行精確性，減少各種生產問題發生。另外，有資料顯示，數控機床系統不僅應用到了RISC芯片，還應用到了CPU控制系統，如果再利用智能控制技術，則RISC芯片、CPU控制系統功能都能夠得到優化，并在智能化程度上得到了提升，最大限度地提升工業生產中產品的合格率。數控機床系統在應用智能控制后運行效率提升的具體體現如下：第一，提高了數控機床的主動振動控制性能，減少振動問題發生，提高加工精度；第二，能夠提高數控機床的智能性及安全性，減少運行過程中各種部件碰撞發生，從而降低危險事故發生率；第三，完善了數控機床的語音信息功能，使得數控機床在運行過程中能夠根據實際需要發出語音提示，從而提醒數控機床操作人員規范操作，減少操作失誤的發生[4-5]。

2.4 在機器人方面的應用

如今，我國已經迎來了信息網絡時代及大數據時代，各種先進的信息技術、網絡技術、數字技術及智能化技術被應用到各大領域，其中機器人已經在工業生產領域得到了應用，并取得了良好的應用效果，提高了工業生產智能化水平，促進工業健康發展。所以機器人必定在機電一體化系統中得到應用，智能控制技術也同樣作用于機器人，形成智能機器人，具有時變性、非線性和強耦合性等特征，機器人中應用智能控制技術的優勢主要體現在：第一，能夠有效強化對機器人多傳感器的控制，并強化機器人的視覺處理功能，使得機器人的傳感功能及視覺處理功能等得到智能化控制，從而提高機器人的數學信息傳達、處理及管理效率，并提高數據信息的準確度；第二，能夠智能化控制機器人的行走，讓機器人始保持在正確的軌跡及路徑上行走，并實現對機器人的動態性監督及控制，以保證機器人能夠更加準確地執行指令；第三，能夠強化機器人的運動環境控制性能，并完善機器人的模糊控制系統及專家控制系統，使運動環境下機器人能夠高精準度的確定定位，并規劃行走進程及動作姿態等，諸如手臂、腿等姿態[5]。

3 結語

總而言之，智能化控制技術能夠真正做到在脫離人工控制的前提下完成自動控制目標的任務，從而實現生產制造的目標，機電一體化、智能控制系統主要表現在控制程序以及主體兩大方面。當前，我國工業領域對生產質量要求越發嚴苛，人工生產過程中有著諸多不確定因素，會對生產造成影響，數控管理無法有效實施，無法控制生產制造的質量。而借助智能技術來代替工作人員進行操作，就能夠借助智能控制的優勢來彌補機電一體化系統中所存在的問題，從而不斷提高工業生產的質量和效率。