淺析機電一體化系統中智能控制的應用

楊 宏

（武漢鐵路職業技術學院，湖北 武漢 430205）

機電一體化技術具有一定的綜合性，是將機械技術、微電子技術、電力電子技術、信息技術等多種技術進行高度融合，用于具體的實踐當中。不可忽視的是，在具體的發展過程當中，傳統的控制技術已經無法滿足機電一體化系統的實際需求，這一系統對于控制技術提出了更高的要求和標準。隨著人工智能技術的發展，將智能控制運用在機電一體化系統當中是改善當前應用情況的主要途徑之一。

1 機電一體化的概述

機電一體化又稱之為機械電子學，主要是將信息技術、接口技術、微電子技術等多種先進技術有機融合在一起，并且運用到具體實踐當中、綜合性極強的一項運用型技術，它所覆蓋的技術層面非常的廣泛。另外，機電一體化的組成要素主要包括結構組成要素、運動組成要素、感知組成要素、職能組成要素。在具體的運用過程當中，應該遵循四個原則：即結構耦合、運動傳遞、信息控制、能量轉換。

2 智能控制的概述

智能控制是計算機模擬人類智能的一個重要領域，指的是在無人干預的條件之下，能夠讓智能機器自主驅動。作為一項自動控制性技術，它相對于傳統的控制技術而言，功能性更加豐富、強勁，運用范圍更加廣泛，為我國經濟的現代化發展帶來了極大的便捷和便利。另外，智能控制在具體的運用當中具有如下的特征。其一，高層控制是智能控制的核心所在。其二，智能控制屬于一門邊緣交叉型學科，作為一個新興的研究領域，有良好的發展前景，當前的應用過程當中，具有明顯的應用優勢和應用價值，能夠滿足多樣性的目標和高性能的要求。其三，非線性特征是智能控制器的顯著特征之一。其四，智能控制具有明顯的變結構特點等。

3 機電一體化系統中智能控制技術的應用優勢

其一，有助于使得流程控制更加簡潔、方便。在傳統的控制技術的基礎之上，進行優化處理，實現智能控制，通過對加工產品具體要求的編程，對產品的生產過程進行智能化控制，同時還可以使得多臺機床同時加工控制。因此，在智能化控制下，能夠大力節約人力成本、物力成本，在單位生產時間內實現效率和質量最優化，讓整個生產流程變得更加方便、簡潔、高效，對提高企業生產效率具有舉足輕重的作用。

其二，有助于提高生產工藝水平。在新的經濟背景之下，工業在不斷的發展過程當中，對相關的工業產品的精細度提出了更高的要求和標準。傳統的控制技術依然無法滿足機電一體化系統的實際運用需求，進而通過引進智能控制技術，實現兩者的有機結合，能夠保證應用系統的加工精度和穩定性，繼而使得生產工藝水平實現質的飛躍和突破。一定情況而言，機電一體化產品的高精度體現了機電一體化智能控制技術的水平，智能技術水平的不斷提升助力生產工藝水平往良好的趨勢發展。

其三，有助于工業生產過程變得更加緊密。傳統的工業控制手段當中缺乏智能控制技術的支撐，生產效率和生產質量受到明顯的阻礙，而通過引入智能控制技術，能夠對產品的生產過程進行有效的調整和統一的部署。比如通過運用智能控制技術，可以非常簡單、便捷地對工業產品的參數進行調整、設定，能夠讓同一機床生產出不同參數的產品，讓整個生產過程變得更加緊密。

其四，有助于提高系統工作的精確度、安全性。在機電一體化系統當中運用智能控制技術，能夠從不同的層次、不同的方面完善系統各方面的性能。相比于傳統的自動化控制系統，智能控制系統更多的是朝著微電子工業以及機械化工業方向發展。在具體的運用過程當中，能夠將中間模型分析的環節有效去除，立足于外部環境，整體把控外部環境的變化趨勢，然后對控制指令進行有效的調控，最后使得控制作業在外部環境與控制器的共同作用下得以完成。這對于機電系統工作的準確度而言，取得了明顯的改進和提升。另外，在機電一體化系統當中加強對智能控制技術的運用，能夠促使系統快速地進入到工作的狀態，整體上提升工作效率和質量，能夠減少由于人工操作失誤而帶來的不利影響。由此可見，通過智能控制系統實現對機電一體化系統的智能化操控，能夠從精準度、安全性、可靠性等方面獲得質的提升。

4 機電一體化系統中智能控制的應用途徑

4.1 智能控制在機械制造過程當中的運用

在機械制造過程當中，機電一體化是最為重要的一個過程，在新的發展趨勢之下，機電一體化系統在智能控制技術與計算機技術的支撐之下，更多的是傾向于智能化方向發展，而在機械制造過程當中的應用，主要表現在對機械設備運行的控制、機械故障的診斷智能傳感器的運用等多個方面。

4.2 智能控制技術在設備機床當中的應用

在機電一體化系統當中，比較重要的一個組成部分是數控機床設備，而將智能控制技術運用在數控機床設備當中，能夠有效提高設備計算系統的運行效率和精準度。在傳統的運行模式下，由于缺乏先進技術的支撐，無論是產品產出的效率，還是產品的精準度方面，都存在一定的不足。而在新的發展模式之下，在數控機床加工過程當中實現智能控制，主要可以從改進機床的RISC芯片和CPU控制系統方面著手，提高產品生產的效率以及產品的合格率。在具體的運用過程當中，主要可以從以下幾個方面著手。其一，機床的主動振動控制。在傳統的模式之下，機床在作業的過程中，存在嚴重的震動問題，這一問題的存在，會使得產品的加工精度受到影響。通過智能控制技術的運用，能夠對數控機床切削加工的過程進行智能化處理，繼而解決機床作業過程當中的震動問題，提高產品加工的精度。其二，安全屏障。將智能控制技術運用在設備集成系統當中，能夠有效減小甚至避免機床設備內部各個部件在運行過程當中出現的摩擦和碰撞，使得機床的安全屏障智能性更高。其三，語音信息系統。語音信息系統的智能化發展主要可以針對數控機床操作人員在操作過程當中存在的錯誤操作進行語音提醒，繼而規范操作人員的操作行為，規避操作風險，減少操作損失。

4.3 智能控制技術在機器人領域當中的應用

機器人動力系統當中具有極強的時變性，非線性和強耦合性，而在控制參數系統當中還具有多變性、多任務性這一系列特征。不可忽視的是，這一系列基本特點和特征與智能控制系統的特征、特性有較強的適配度，由此可見，將智能控制技術運用在技術的領域是非常有必要的、也是非常適合的。在具體的運用過程當中，主要可以從以下幾個方面著手。其一，智能功的技術可以實現對機器人的行動軌跡以及行走路徑的智能控制。其二，智能控制技術可以對機器人的手臂擺動幅度、動作、姿勢進行智能化處理。其三，機器人視覺處理以及多傳感器的信息融合問題，需要依靠智能控制技術進行處理。其四，通過智能控制技術的有效運用，能夠實現對機器人運動環境的監測、運動范圍的規劃、控制和定位。

4.4 智能控制技術在建筑工程當中的運用

智能控制技術的運用的路徑的廣泛，運用的維度在不斷擴散，隨著智能控制技術的不斷成熟和發展，將其運用在建筑工程當中是不可逆轉的趨勢。而主要的運用環節主要可以從以下幾個方面著手分析。其一，建筑物照明系統是建筑工程當中必不可少的一個環節，而加強智能控制技術的滲透，使得每一個時段的照明系統能夠進行智能化處理，包括照明時間、照明系統的節能、照明邏輯方面。其二，運用在建筑物內的空調應用系統當中。空調在冬季與夏季的使用模式是不同的，所以需要通過智能控制技術進行智能化處理，能夠跟隨氣溫、濕度等參數的變化，使得空調的風閥能夠智能調節。一方面能夠使得建筑內空氣質量得到有效的改善，保證通風；另一方面能夠減少能量的消耗，貫徹綠色發展理念。

5 總結

總而言之，智能控制技術在機電一體化當中的應用越來越廣泛，文章主要對其在機械制造、設備機床、機器人領域、建筑工程等領域的運用進行了分析，事實證明，想要推動經濟一體化系統穩定和發展，應該不斷的加強對智能控制技術的創新和改革。