智能控制在機電一體化系統中的應用

魏素俊

(鄭州商業技師學院，河南 鄭州 450012)

0 引言

機電一體化是由多個組件共同構成，譬如說執行機構、動力和驅動機構、機械本體以及傳感器測試等等，系統在運行過程中借助信息技術能夠控制對應的元件，使它們完成規定的操作。隨著我國的信息化技術能力的增強，為了更好地滿足企業生產制造的需求，需要將智能控制技術應用在機電一體化系統中，從而更好地發揮出智能控制的價值，避免受到人為因素的影響，智能控制為企業的生產制造提供了全新的解決思路，有效提升了機電一體化的性能。

1 智能控制概述

智能控制指的是機器在運行過程中無須人工干預便能夠實現預期控制目標的技術，從某種程度上來說，智能控制也是現代控制理論生產制造中的有效拓展。綜合來說，現階段智能控制的關鍵內容體現在高層控制，對實際的運行過程進行有效地組織和規劃，并作出正確的決策，這樣才能夠解決工作中出現的問題[1]。因此，智能控制也體現出了交叉學科的特質，其中包含系統工程、運籌學以及信息論等，這也是現階段自動控制領域最頂尖的研究成果，面對復雜的工作環境，能夠有效地處理信息問題。這套控制系統和企業傳統的控制系統相比，整體架構更加開放，并且可以在無需人工干預的前提下主動獲取相應的內容，因此具備優異的信息處理能力，在很多企業中被廣泛地應用。此外，智能控制系統和傳統的人工控制相比，在安全性上還具有一定的優勢，技術人員通過程序設定，可以讓機器在運行過程中完成復雜的指令，這對于工業信息化的發展是具有促進作用的。目前，智能控制技術在應用過程中主要是由神經網絡系統、分機控制器以及專家系統等共同組成。其中神經系統發揮著重要的作用，這套系統借鑒了人工神經網絡，在應用過程中呈現出了全新的特性，譬如說可以展開并行結算、可變結構，還具有良好的容錯性，尤其適用于企業中那些復雜的指令集控制。專家系統也是智能控制系統的重要組成內容，借助專家的知識經驗能夠準確地描述現象問題，并且該系統有著極為豐富的支撐結構，對于機械故障的維修和檢驗有著良好的應用效果[2]。分級控制在工作中主要負責組織協調，使得不同元件之間能夠密切配合，在應用過程中需要符合以下幾個條件，分別是自適應和自組織控制，只有符合該條件，系統才能夠穩定流暢地運行。機電一體化系統在當前階段也被人們稱之為機械電子學，該系統主要應用了多種技術，譬如說微電子技術、傳感器技術以及接口技術，技術人員將這些技術有機地結合在一起，從而打造出完整的機電一體化系統，并且該系統在社會生活中也有著非常廣泛地應用，這套系統主要是由以下幾種要素共同組成，如感知要素、結構要素、智能要素以及運動要素等。

2 智能控制在機電一體化系統中的應用

2.1 機械制造領域

機械制造對于我國的社會經濟的發展產生著深遠的影響，作為機電一體化系統中的重要內容，機械制造的水平從某種程度上也反映著我國目前工業生產的質量和水平。當前階段，對于工業領域來說，最頂尖的機械制造技術就是智能控制技術和計算機輔助技術的結合，該技術在企業的生產制造中有著大量的應用，能夠顯著降低工人的工作負擔[3]。此外，智能控制技術還能夠對人類的肢體活動進行模仿，從而使得生產企業的機械制造變得更加智能。智能控制技術可以借助神經網絡引擎以及系統的算法來模擬制造的過程，在生產過程中借助傳感器及時獲取有用的信息，并且能夠對系統內部的參數展開修改，從而實現更加精細化地控制。智能控制技術在應用過程中可以實現全過程的監控，技術人員按照企業的生產流程編寫對應的生產程序，在這過程中任何環節出現故障，都會被監控系統捕捉到，并將這些信息傳送到控制中心，最后是由控制中心來完成最終信息的處理和分析，結合實際的情況，對生產過程中的參數展開調整，并作出科學合理的決策。此外，智能控制系統在故障檢測和診斷過程中也發揮著重要的價值，借助各種精密的傳感器和監控檢測技術，企業在展開機械生產時，能夠及時地發現并處理安全隱患，并且這些安全隱患被傳感器捕捉后也會發出警報，并結合具體的故障類型采取針對性的處理措施，避免企業出現重大的安全事故，確保企業的生產活動能夠安全高效地開展。

2.2 數控領域

機床是企業展開工業生產的關鍵設備，數控機床是能夠展開自動控制的機床，技術人員按照工業生產要求編寫對應的生產程序，借助這些程序和代碼，機床在工作過程中能夠執行對應的命令。對于數控機床來說，智能化和信息化也是其未來的發展方向。特別是當前社會階段，人們對于產品的加工精度要求越來越嚴格，智能控制能夠很好地滿足這個需求，因此，在數控領域有著非常廣泛地應用。生產企業借助智能控制技術，能夠對機床的生產工藝進行針對性地優化，并調整內部的相關參數，從而快速地判斷出數控機床存在的問題。因此，智能控制適用于企業的規?；a，能夠顯著提升工業生產的效率，并提升產品加工的質量，使得工業產品有著更高的精確度，加工設備的適應性和靈活性也會更高。

2.3 機器人領域

機器人制造是我國工業體系的重要組成內容，也是體現我國工業水平的標志，目前機器人主要分為兩大類，一類是工業機器人，另一類則是移動機器人。從工作內容的復雜性來說，移動機器人生產制造難度更高，和工業機器人的工作環境存在明顯的差異，移動機器人需要在復雜的環境中進行工作，并且在工作過程中，技術人員需要規劃行走路徑以及躲避障礙物，對其展開精準地控制，移動機器人才能夠高效地開展工作[4]。智能控制技術在機器人制造過程中有著大量的應用，借助智能控制技術能夠精準地控制機器人的感知，并使它們做出正確的信息判斷，在這過程中技術人員可以融入大數據處理技術和云計算技術，使得機器人能夠展開經驗總結以及自我學習。目前，智能機器人主要在以下領域應用了智能控制技術。借助各種先進的傳感器收集有用的信息，在信息搜集過程中，需要及時排除干擾性因素，并將這些有價值的信息傳遞給處理器，經過中央處理器的分析和判斷，可以將機器人的動作意圖以及執行命令結合起來，并將其轉變成可執行的命令，該指令的發出需要借助智能控制技術方可實現，從這個角度來說，智能控制技術有效地促進了機器人領域的創新發展。

2.4 智能控制在建筑工程領域的應用

隨著我國改革開放的深入以及社會經濟的不斷發展，社會大眾對于生活的品質提出了更高的要求，在這種環境下，智能化建筑逐漸引起了人們的重視和關注，這也使得智能控制技術在建筑領域有著更加廣泛地應用[5]。對于當前社會階段，智能控制技術主要應用在以下幾個方面，空調系統以及照明通信系統。對于照明通信系統來說，智能控制技術使得小區和主體聯系變得更加緊密，二者之間能夠實現高效的網絡通信，并且可以實時監控線路的運行情況，一旦檢測到異常信息，便會發出預警并做出精準的維修反應，增強照明系統的安全系數。此外，智能控制技術還能夠對小區的照明時間以及照明區域進行精確化地控制，有效降低了能源浪費，使人們的生活變得更加便捷。此外，智能控制技術在空調系統中也有著廣泛的應用，借助智能調節器，能夠精準地模擬出不同季節的環境溫度，并智能地調節空調中的溫度，使得屋內保持良好的空氣質量，這也和我國的低碳環保的發展理念相契合。如今，智能控制技術在建筑領域的應用范圍和場景不斷拓展，使得人們的生活方式也發生了改變。

3 結語

智能控制技術在機電一體化中有著十分廣泛的應用，借助該技術能夠顯著提升企業的工業生產效率，并減少能源的排放，因此有著重大的經濟效益和生態效益。當前階段智能控制技術主要應用在機械制造領域和數字制造領域等，借助該技術使得工業生產變得更加安全和高效，對我國的現代化工業發展發揮著重要的推動作用。