機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

徐俊

【摘 ?要】目前我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域飛速發(fā)展在許多行業(yè)都發(fā)揮了巨大的作用，隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能技術(shù)的快速發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)得到了新的發(fā)展空間，將智能控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠有效優(yōu)化傳統(tǒng)的企業(yè)運(yùn)行模式，減少人力的投入提高產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)前智能控制技術(shù)已經(jīng)有部分實(shí)現(xiàn)了與機(jī)電一體化系統(tǒng)的融合在未來(lái)兩種技術(shù)的將實(shí)現(xiàn)更深層次的融合。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;一體化系統(tǒng);智能控制

1智能控制與機(jī)電一體化概念的闡述

1.1機(jī)電一體化技術(shù)的概述

機(jī)電一體化顧名思義是由機(jī)械類(lèi)和電子類(lèi)技術(shù)綜合應(yīng)用而產(chǎn)生的技術(shù)，它涉及的知識(shí)應(yīng)用層面較廣，包括機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等技術(shù)的綜合應(yīng)用。很多生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)具有高危性、高強(qiáng)度性的特點(diǎn)，而機(jī)電一體化技術(shù)在處理這方面問(wèn)題時(shí)有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以極大地減少人力資源的投入，在節(jié)約資源的同時(shí)降低了工作人員風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的情況，并且機(jī)電一體化相比于單獨(dú)采用機(jī)械作業(yè)其效率和強(qiáng)度也更高，它能完成傳統(tǒng)技術(shù)不能完成的更深層次的作業(yè)。機(jī)電一體化技術(shù)特征：（1）機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種信息技術(shù)的綜合應(yīng)用。（2）能夠根據(jù)系統(tǒng)的綜合目標(biāo)來(lái)對(duì)各個(gè)單位進(jìn)行合理的優(yōu)化與配置。（3）有著多樣性的特點(diǎn)在保證生產(chǎn)質(zhì)量上有著一定優(yōu)勢(shì)。

1.2智能控制技術(shù)概述

1.2.1智能控制技術(shù)內(nèi)涵

智能技術(shù)是當(dāng)前的時(shí)代主題，智能技術(shù)的出現(xiàn)深刻的影響了當(dāng)前存在的眾多行業(yè)，利用智能技術(shù)能夠有效地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的科學(xué)預(yù)測(cè)與目標(biāo)制定這樣的效果極大的提升了企業(yè)的效率。所謂智能技術(shù)本質(zhì)上是利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人腦的思維，利用對(duì)多種復(fù)雜數(shù)據(jù)的快速分析智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在脫離人為干預(yù)情況下的控制工作，對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)而言利用智能技術(shù)對(duì)其復(fù)雜的電子系統(tǒng)進(jìn)行有效控制能夠在高端層面上完成多變化性的目標(biāo)。智能技術(shù)通過(guò)不斷對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)以及對(duì)內(nèi)部知識(shí)的不斷完善能夠長(zhǎng)效的幫助企業(yè)保持生產(chǎn)調(diào)節(jié)的高效性。

1.2.2智能控制技術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

智能控制技術(shù)的特點(diǎn)主要有：整體改進(jìn)技術(shù)，把控并完善理論體系，適應(yīng)性強(qiáng)，操作方法不一。其中，整體改進(jìn)技術(shù)是指在以往的控制理論前提下形成并成長(zhǎng)起來(lái)的較為先進(jìn)的控制系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)通常是以開(kāi)放型，分段型和分布型為主。這令智能控制可以真實(shí)有效的解決各類(lèi)信息，提升信息的利用空間。這一特點(diǎn)也說(shuō)明了智能控制的主要意圖則是整體改進(jìn)而不是向往系統(tǒng)高度。（1）把控完善理論體系，由于智能控制的操作運(yùn)行前提是人工智能，自主把控和信息論。（2）適應(yīng)性強(qiáng)，在應(yīng)用智能控制技術(shù)的時(shí)候，務(wù)必要做到合理科學(xué)。（3）操作方法不一，在傳統(tǒng)控制中，通常利用的都是動(dòng)態(tài)軌跡方程，物理動(dòng)力學(xué)等一些數(shù)字類(lèi)的模型來(lái)構(gòu)造把控對(duì)象。

2智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)方案

2.1智能控制的硬件設(shè)計(jì)

智能控制在機(jī)電一體化應(yīng)用中最有代表性的是智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)，智能機(jī)器人在機(jī)電一體化的操作上擁有自身的許多操作信息，并且這些操作信息是多樣的非線性的，因此利用智能機(jī)器人能夠快速完成許多人力難以支撐的復(fù)雜操作。智能機(jī)器人擁有自身的傳感器，通過(guò)傳感器對(duì)信號(hào)的收集和處理能夠完成對(duì)許多無(wú)規(guī)律信息的綜合處理，這樣就大大提高了信息的使用效率。在智能控制技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)深度融合上進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)是必要的，在未來(lái)智能機(jī)器人將在更多的生產(chǎn)領(lǐng)域承擔(dān)更多的責(zé)任。

2.2智能控制的軟件設(shè)計(jì)

軟件能夠起到優(yōu)化硬件保證電流信號(hào)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間相匹配的功能，通過(guò)智能軟件設(shè)計(jì)能夠有效的完成機(jī)電一體化的動(dòng)態(tài)功能和質(zhì)量控制，在智能軟件設(shè)計(jì)上要著重對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行完善和優(yōu)化。

3智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1智能控制在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

智能控制在工業(yè)生產(chǎn)上目前最重要的應(yīng)用成果是專(zhuān)家控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，利用這種技術(shù)能夠有效的提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，完成人工難以完成的目標(biāo)。目前利用智能控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)方面對(duì)于多個(gè)工藝流程實(shí)現(xiàn)了有效的優(yōu)化，并且通過(guò)智能系統(tǒng)對(duì)于信息的有效收集和診斷還實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)流程故障的有效處理，將智能技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)上一方面提高了實(shí)際的生產(chǎn)效率另一方面也提高了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，減少因?yàn)槿斯ふ`差而帶來(lái)的損失也讓企業(yè)的成本得到了有效的控制[1]。

3.2智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域上的應(yīng)用

機(jī)器人技術(shù)在得到智能控制技術(shù)的支持后獲得了飛速的發(fā)展，智能控制技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的多信息和多任務(wù)的工作要求，通過(guò)智能控制擺脫了傳統(tǒng)通過(guò)人力終端對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作的格局。目前通過(guò)智能控制技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的融合機(jī)器人在動(dòng)作調(diào)整方面、對(duì)外界環(huán)境的感知方面都有了很大程度的提升，這種性能上的提升讓機(jī)器人未來(lái)能夠更有效的投入到生產(chǎn)工作當(dāng)中[2]。通過(guò)智能控制技術(shù)對(duì)于機(jī)器人應(yīng)用的可靠性以及安全性也有很大程度的提升，機(jī)器人通過(guò)傳感器收集到外界的信息再通過(guò)智能系統(tǒng)進(jìn)行分析在不斷的處理過(guò)后能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外界環(huán)境的有效適應(yīng)，這種智能學(xué)習(xí)的機(jī)制讓機(jī)器人技術(shù)獲得了更廣闊的發(fā)展空間。利用模糊控制能夠讓機(jī)器人在模糊語(yǔ)言的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)建模和控制等多方面的綜合應(yīng)用，智能技術(shù)除了直接幫助優(yōu)化機(jī)器人功能以外在機(jī)器人的規(guī)劃和設(shè)計(jì)上也有很大的作用，結(jié)合凈化算法和遺傳算法能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的路徑規(guī)劃。

3.3智能控制在機(jī)械制造上的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中多是以人為主導(dǎo)的，隨著社會(huì)生產(chǎn)效率的不斷提高單純的人力已經(jīng)很難滿足社會(huì)生產(chǎn)的需要因此有必要將智能控制與機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)深度融合加速機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展[3]。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能技術(shù)的協(xié)調(diào)能夠有效提高機(jī)械制造的精度和效率，在節(jié)省人力的同時(shí)也有效提高了作業(yè)的效率與安全性。

3.4智能控制技術(shù)在數(shù)控方面的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床的核心就是保證產(chǎn)品加工的精度，在傳統(tǒng)的數(shù)控領(lǐng)域雖然實(shí)現(xiàn)了超過(guò)人力數(shù)倍的加工精度但是在處理一些更復(fù)雜更精密的零件上還有些欠缺。利用智能控制系統(tǒng)在已有的數(shù)控系統(tǒng)中加入多個(gè)RISC芯片和CPU處理單元能夠讓數(shù)控機(jī)床更好的分析零件結(jié)構(gòu)大大提升加工精度。目前主流的數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方案為模塊化設(shè)計(jì)，這種方式的優(yōu)勢(shì)是能夠滿足較廣的功能應(yīng)用范圍并且具有高度的裁剪性能，能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同類(lèi)型機(jī)床的統(tǒng)一管理[4]。在智能技術(shù)加入到數(shù)控領(lǐng)域之后人力的需求將大大減少，工人只需要圍繞機(jī)器開(kāi)展必要的參數(shù)設(shè)置與調(diào)整，并將零件加工的精度和尺寸通過(guò)編程的形式輸入到機(jī)器中即可完成操作。

3.5智能控制技術(shù)在建筑工程上的應(yīng)用

通過(guò)建筑工程領(lǐng)域機(jī)電一體化技術(shù)與智能控制的有效結(jié)合能夠完成對(duì)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣能夠在保證居住舒適性的前提下有效做到節(jié)能。利用智能系統(tǒng)對(duì)家電等實(shí)現(xiàn)有效控制也能極大的改善居住質(zhì)量實(shí)現(xiàn)智能生活。

結(jié)語(yǔ)

綜上而言，在智能科技的迅速發(fā)展下機(jī)電一體化技術(shù)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，將智能控制與機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行深度融合在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域以及智能機(jī)器人的應(yīng)用上都將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益，在今后要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)兩者的融合創(chuàng)造更大的價(jià)值。

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