智能化控制系統在機械工程中的應用

梁曙明

[摘? ? 要]當前我國科學技術高速發展，自動化技術在機械工程中實踐應用愈發成熟，現下正逐漸趨于智能化方向發展，以順應時代發展潮流。新時期背景下，智能化控制系統在機械工程中的應用優勢日漸凸顯，不僅提高工作效率，而且促進了機械工程生產水平的提高，以實現可持續發展目標，獲取多方面效益。文章闡述了智能化控制系統及機械工程的發展現狀，分析了智能化控制系統在機械工程中的應用價值，并論述其在機械工程中實際應用。

[關鍵詞]智能化控制系統;機械工程;應用

[中圖分類號]U469.691;TP273.5 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

Application of Intelligent Control System in Mechanical Engineering

Liang Shu-ming

[Abstract]With the rapid development of science and technology in China， the practical application of automation technology in mechanical engineering is becoming more and more mature， and now it gradually tends to be intelligent to meet the development trend of the times. Under the background of the new era， the application advantages of intelligent control system in mechanical engineering are increasingly prominent， which not only improves the work efficiency， but also promotes the improvement of mechanical engineering production level， realizes the goal of sustainable development and obtains various benefits. Based on this， this paper expounds the development status of intelligent control system and mechanical engineering， analyzes the application value of intelligent control system in mechanical engineering， and puts forward its practical application in mechanical engineering.

[Keywords]intelligent control system; mechanical engineering; application

在科學技術高速發展背景下，科學技術作為發展核心驅動力，各領域中對科學技術的需求不斷增加。尤其是在智能化的時代背景下，自動化逐漸向著智能化方向發展，以云計算、大數據等為代表的新興技術，成為當今主流技術，智能化控制系統在機械工程領域具有了廣闊的應用前景。

1 智能化控制系統及機械工程發展現狀

1.1 智能化控制系統

智能化控制系統中包含多個學科，如神經網絡學、電子信息學等，在機械工程領域中應用成效較佳，通過有效融合多方面理論知識，有效解決各方面的壁壘。技術實現層面，智能化控制系統依托計算機軟件，以及生物學內容創設具有“思想”的設備，仿真人類實際功能，進而精準性地控制各類電子設備，從本質實現現代化操作，降低對人力的依賴性。智能化控制系統實際應用過程中，通過科學、合理的數據收集及傳輸，進而實現智能化操作，實現該任務目標。智能化控制系統已普遍應用于多個領域中，代替人類完成多項工作，發展潛力較大。立足現下發展應用，仍缺乏一定成的熟性，需加大研究探索力度。特別是現下大數據時代，智能控制技術與社會生產有效融合，是良好的支撐平臺。

1.2 機械工程

機械工程作為多個技術集中綜合體，包含計算機、機械及電子等技術，實現傳統機械工程和電子信息有效融合，促使電子、機械及信息間具有密切的相關性，在高新技術領域中應用十分普遍。產品設計過程中，機械工程可依照相關機械原理，應用計算機技術，優化完善設計方案。與傳統機械工程相比較，設計思想更具精細化，產品結構實現簡易、精細化，功能性較強。同時，對功能模塊進行科學合理規劃設計，可提高機械工程工作效率。機械工程從初期至現下階段，共歷經三大階段，從原始手工加工階段，直至最終機械電子工程階段，大幅度提高了生產效率，降低了生產周期，完善產品性能。

2 智能化控制系統在機械工程中的應用價值

科學技術高速發展，為機械工程創新改革提供了新思路，智能化控制系統憑借自身特征，普遍應用于機械工程中，獲取良好的應用成效。主要體現在以下幾方面：①準確性。智能化控制系統主要依托于計算機技術、人工智能，有效將相關制作程序優化升級，充分應用機器人仿真模擬替代人工操作。而智能化控制系統實踐應用由于缺乏成熟性，正式運行過程中部分數據會出現波動，要求工作人員在智能化控制系統工作過程中，需對數據進行實時觀測，將相關出現偏差數據及時調整更改，保證其各項操作滿足要求。智能控制系統應用于機械工程中，節省了大量人力資源，減低成本支出，從本質層面消除了由于人工操作造成的偏差。②穩定性。傳統機械工程中，穩定性不佳始終是機械工程運行精準度難以提升的不利因素，影響各項操作的精準性。智能化控制系統應用于機械工程中，依托人工智能及計算機技術，保證運行過程中平穩性，對整個運行過程進行全生命周期控制，提高機械工程數據可靠性及精準度，確保運行過程中傳輸正確的指令。③模塊化完善。機械工程模塊化發展，提高了機械工程運行穩定性。機械工程的模塊化發展，傳統機械工程運行存在一定瓶頸，智能化控制應用于機械工程中，可有效突破傳統機械工程運行壁壘，且將模塊化價值予以凸顯。

3 智能化控制系統在機械工程中的應用

3.1 集成化自動控制應用

智能化控制系統中所包含技術呈現出多元化特點，對機械工程均具有一定促進作用。應按照機械工程實際狀況，科學、合理地應用智能化控制系統，保證信息化時代背景下，智能控制與機械工程深層次融合，為機械工程深化發展做支撐。集成化自動控制技術以現代技術為基礎，創新、優化和改善機械設備各項性能。信息化時代發展下，集成自動控制技術不斷發展，在機械工程中應用范圍不斷擴大，可實現集中管理及控制，提高機械工程生產速率的同時，提高產品生質量，形成品牌效應。按照機械工程實際特征及需求，可續、合理地將集成化自動控制技術應用于產品生產環節中，對其進行統一管理、控制，系統性收集生產中形成的海量數據信息，控制各類不良故障問題，保證設備始終處于良好運行狀態。

3.2 預測控制技術

機械工程實際運行過程中，涉及大量機組設備，且整體構造具有一定的復雜性，加之外界運行環境處于動態化，若機組設備出現故障，會嚴重影響生產效率及質量。預測控制技術擁有良好的功能，可將預測與控制深層次融合，建立完善的預測模型，實現智能化控制，準確判定設備運行參數是否正確，以及生產誤差是否處于合理范圍內，以免出現超限問題，保證產品質量達標。按照現下機械工程發展需求，以及智能化控制應用需求，靈活應用預測控制技術，不斷完善生產全過程，與網絡技術、電子信息技術相輔相成，實施動態監測、精準分析機械設備運行狀態，將分析結果為基礎，快速預測設備運行狀態是否處于正常，精準性處理各類隱患，有效控制故障發生，保證設備處于穩定運行狀態，促進機械工程正常生產。

3.3 神經網絡控制技術

機械工程中，神經網絡控制技術主要是仿真模擬人腦神經元，將實時動態化控制應用于整個生產過程中，實現集成化處理目標，提高生產設備高效運轉，保證生產效率及質量。神經網絡控制技術功能多元化，將其應用于機械工程生產活動中，具有較強的可行性，依托多個神經元，精準檢測、控制生產區域內機械設備。實際運行過程中，若設備出現故障問題，神經網絡控制系統可自動將其相關問題信息傳輸，定期使神經元獲取相關信息，發出提醒警報，以此警醒相關操作人員，操作人員及時進行處理解決，保證設備運行問題的安全性及可靠性，滿足生產實際所需。

神經網絡控制技術應用過程中，相關機械工程企業可精準掌握各設備運行狀況，分析設備故障類型、原因及多頻次發生部位，及時按照相關要求，完成設備檢修、維護及管理工作。定期對設備進行優化升級，促使設備功能更具多樣化，積極引入各類新設備，在設備高效應用過程中，不斷改進產品生產質量。此外，在神經網絡控制終端支撐下，對神經元進行統一控制，自動處理信息數據同時傳輸至神經元，神經元自動按照信息數據，向生產設備分配相應的工作任務指令。操作人員僅需按照生產實際狀況，將各項生產參數予以調整，便可對生產流程進行控制，保證設備更具安全性及穩定性，使智能化控制與自動化操作有效融合，以免生產中受外界因素干擾，提高機械工程生產效率。

3.4 模糊控制技術

信息時代背景下，對機械工程生產的產品要求愈發嚴格，生產環境處于動態化變化、產品生產量大、生產工藝流程日趨繁瑣復雜，傳統人工控制手段難以滿足現下高精度需求，自動化控制效果、速率均不佳。模糊控制技術優勢價值十分凸顯，可有效解決傳統人工控制瓶頸。應用于智能化控制工程中，將模糊控制技術貫穿于全生命周期生產環節中，以機械產品生產質量標準為準則，最大限度發揮模糊控制技術功能，實時動態控制生產各環節，優化生產工藝流程，提高自動化控制成效，降低控制難度、減少工作量，實現產品質量偏差動態化控制，保證生產質量基礎上，提高生產實際效率，獲取良好的經濟效益。機械工程企業應多維度出發，系統性進行比較、分析智能化控制技術應用成效，完善生產全過程中，將各類智能化控制技術的合理應用于生產中，模糊控制技術、神經網絡控制技術等，相輔相成發揮自身優勢價值，智能化、精細化控制生產環節，促使繁瑣工作流程更具自動化、集中化及模糊化，最大限度將生產中各類風險、故障問題發生概率降至最低，保障各項設備良好運行。

3.5 魯棒性

魯棒性是機械工程智能化控制重要特性參數。具體而言，魯棒性是指設備在外界干擾因素下，控制系統仍可持有原有運行性能，實現設備全生命周期控制，此種特征對提高機械工程運行穩定、安全具有促進作用。因此，機械工程發展過程中，需高度重視魯棒性的積極作用。針對柔性臂軌跡制造而言，一般可選用滑膜結構實現控制，并以此為基礎研究慢變控制器，結合相應的控制理論，積極開發魯棒控制器，如此實現整個控制器結構優化目標。也正是如此， 操作人員進行仿真模擬環節中，補償控制計算中，需應用補償控制算法，保證滑膜結構和控制理論聯合控制，保證控制系統在運行中的控制目標精準度。

3.6 智能控制系統

與自動化控制相較，智能控制系統增加了“智能化”生產理念，核心主要是應用多個先進技術，如人工智能技術、計算機技術，進而對機械工程運行流程實施模擬，以及實現智能化控制。系統自動模仿人腦和肢體語言，展開仿人類機械操作。實際運行過程中，核心原理是依托控制系統，高度模仿人類大腦運行思維，系統性地自動收集相關數據，并對其展開處理分析，實現數據信息二次利用。信息時代下，社會生產智能化是各領域發展地核心方向，機械工程中應用人工智能， 不僅提高生產效率，減少人為操作帶來偏差，從而實現生產規范化、標準化，降低實際生產成本。

4 結語

智能化控制系統的支撐，有助于促使機械工程具有更多活力，對其良好發展具有一定成效，不僅可提高生產效率，而且減少實際運行作業中產生的故障，提高機械工程生產及管理水平。因此，應積極加大探索智能化控制系統在機械工程中的應用力度，在不斷實踐中優化應用路徑，促使生產具有較好的操作性、經濟性，實現良好的經濟效益，保證智能控制技術應用效能得以良好發揮。

參考文獻

[1] 張翔.探討智能控制工程在機械電子工程領域中的應用[J].山東工業技術，2019（23）：72.

[2] 劉申英紫，汪惠芬，劉長安.基于PLC技術的機械裝配工作臺自動控制系統設計[J].自動化與儀器儀表，2020（8）：74-77.