機電一體化智能控制應用探析

龐少圻

摘要：機電一體化把物理性的機械控制轉化為電子技術、計算機技術控制。并應用于多個領域。伴隨機電一體化的發展，人們對智能化機電一體化應用更為關注。通過計算機技術、網絡技術人工智能，進行人腦功能的模擬，應用在生產、加工、檢測等多個方面以及各個領域。本文就機電一體化的智能化應用進行了詳細介紹。

關鍵詞：機電一體化;智能;生產加工;機床

一、機電一體化與智能化含義簡介：

首先，機電一體化含義理解：機電一體化的定義在很多參考讀物中都有所介紹，雖然不完全相同，但從理解角度，主體含義明確。我們從理解角度進行介紹，機電一體化，從字面意思分析，包含機械和電子，也就是最為相關的兩門技術。當然也需要計算機技術等其它學科的參與。也就是擺脫以往純人工進行炒作的機械生產過程，以電子技術中的弱點強電等標識，為信號，進行機械控制，從而進行生產、加工、設計等多種多樣的活動。

其次，智能化的含義：智能化是指人腦的功能是獨特的，只有人類或者生命體具有的腦部功能。能夠進行分析、經驗累積、思考、交流等特殊活動。而通過計算機技術、網絡技術，人工智能技術模擬人腦的某些功能，投入到生產加工等活動當中的過程。

智能化在機電一體化中的作用分析：智能化在機電一體化中作用廣泛，第一點，在生產加工過程中，智能化生產能夠提高生產的效率，跟傳統的人工進行觀察，手工或者半自動控制來比較，工作效率得到了大幅度的提升。第二點，可以進行精密加工，在計算機技術的支持下，可以進行算法支持，生產設計過程中的精度可以提高，從而進行一些共精度產品的生產。彌補人工長產加工中存在的不足。第三點，可以提升生產安全性，利用智能化模仿機器人功能，實現機器手臂，機器人肢體活動加工，能夠避免加工過程中因失誤或者機器故障造成的人員傷害，大幅度提升了生產的安全性。第四點，通過編程和數據積累，信號判斷等智能化方式，可以將設計過程，生產監控過程進行人工脫離，降低人力的消耗。

二、智能化機電一體化應用領域分析：

2.1機器人開發與使用：

機器人就是模擬人的活動功能進行生產活動的機電一體化過程。比如我們現在家里的清掃機器人，模擬了人體清掃衛生的功能，并且在遇到障礙物的時候，產生躲避重新前進的功能。這都是對人體功能的模擬。并且實現實際的清掃作用。再比如機器人生產加工過程，雖然有些加工是模擬的機器手臂，這是模擬手臂的彎曲、取物、操作等功能。能夠避免人體傷害。在智能控制下，這些機械進行著各種生產與生活中需要的工作。

2.2交流系統中應用體現

交流系統極為復雜，數據內容極為不準確，也會不定時產生變化，還有一些外在因素的負載干擾，交流系統與被控制對象兩者之間就存在非線性不確定問題，增加其干擾程度，影響系統的正常運行。這樣的運行工作狀態，對于模型的準確性無法保障，也不能滿足工業生產對交流系統運行的需求。交流系統中運用智能控制系統，能夠有效提高模型的精準度，還能提高其系統運行的控制程度與穩定性，根據運行數據信息進行智能控制與調整，更能滿足工業生產加工的需求。

2.3機械制造過程中應用體現：

機械制造生產是機電一體化系統中尤為重要的工作內容，其主要包含智能學習、監控、檢測、機械故障診斷與智能傳感等技術內容。現今我國最為先進的機械制造技術就是運用計算機技術與智能控制技術進行融合。傳統機械制造的過程中，多數依靠人為進行設計與生產，人們的勞動力與腦力運用達到頂峰，極易產生疲勞，不利于長期工作，工作效率與工作質量也會逐漸下降。隨著我國技術水平的進步與發展，在各個技術中融入了智能控制，工業機械制造行業的設計工作有了智能控制的替代，人們可以將設計思維融入計算機中，讓智能機器代替人工操作與生產，通過智能控制機械設備和人類來生產加工產品，推動機械制造行業的進步與發展。

2.4在PLC中的應用體現：

我們稱之為可編程控制器，利用編程和數據觸發，數據簡單存儲運算的特點，也可以實現智能化功能。比如電梯的升降功能。電梯本身不具備智能化功能，但是通過機械控制與可編程過程，模擬了電梯升降過程，并且對于升降信號進行分析，合理做出判斷。這里以一個簡單的電梯升降分析思路為例，進行功能說明。我們通過高低電平作為用戶上樓和下樓信號的區別。如果上樓為高電平信號，那么下樓就出發低電平信號。電梯要正常工作就要具備類似智能的分析功能，不能產生死鎖。比如7樓用戶發出下樓信號，而3樓用戶發出上樓信號，當電梯運行到五樓的時候，是響應上樓還是下樓信號呢？根據距離的話，兩者距離相等，無法實現，死鎖現象發生，無法正常工作。那么，要通過某種編程算法，實現功能的順利實現。很多種方法是可行的。比如相應上樓信號，在下樓信號發出的最高層，沒有到達的時候，不相應所有上樓信號，也不相應電梯所處位置以下的上樓信號。這就能保證電梯單像上樓滿足要求。同時，當目前最高層下樓信號被相應，下樓的過程中，所有的上樓信號也不被相應。這樣就避免了死鎖現象的發生。也能夠在一定時間內滿足所用用戶的搭乘要求。

綜上所述，機電一體化的智能化作用體現在各個領域，機械生產領域、機床控制領域、交流系統領域、單片機領域等等。通過計算機和人工智能技術實現智能化活動的機械模擬，是機電一體化的有效發展方向。

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