智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用

智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用摘要：近年來(lái)，隨著宏觀(guān)社會(huì)創(chuàng)新發(fā)展，諸如機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)以及控制技術(shù)等先進(jìn)科技應(yīng)用，使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能負(fù)載愈加多樣，滿(mǎn)足了人們生產(chǎn)生活需求，但與此同時(shí)其控制難度亦是同步上升，而智能控制的運(yùn)用導(dǎo)入，則使之系列問(wèn)題迎刃而解，并釋放出了多重方面的價(jià)值效益，相關(guān)方面的課題研究備受關(guān)注和熱議。本文基于對(duì)智能控制的概述，著重就其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)及實(shí)踐進(jìn)行了探究。關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)電一體化；一體化系統(tǒng)引言在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用越發(fā)普范，并對(duì)提高產(chǎn)出效率及安全發(fā)揮了重要作用。尤其是隨著工業(yè)產(chǎn)品附加值的不斷增加，其產(chǎn)品精度的要求越來(lái)越高，加速了工業(yè)生產(chǎn)流程的復(fù)雜化，并對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)功能提出了更高要求。事實(shí)上，傳統(tǒng)工業(yè)控制技術(shù)已難滿(mǎn)足該類(lèi)需求，而智能控制技術(shù)的發(fā)展，則發(fā)揮了重要的運(yùn)用價(jià)值，有效降低了人為因素的影響，并為復(fù)雜設(shè)備的控制問(wèn)題提供了新的解決方式，使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能表現(xiàn)更佳。1、智能控制概述1.1智能控制內(nèi)涵目前來(lái)講，基于智能控制支持的應(yīng)用擴(kuò)展包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)、分級(jí)控制等。其中，神經(jīng)系統(tǒng)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建立，其并行計(jì)算、分布存儲(chǔ)、可變結(jié)構(gòu)、高度容錯(cuò)等系列特性，可適用于任意復(fù)雜對(duì)象的控制。而專(zhuān)家系統(tǒng)是利用專(zhuān)家知識(shí)對(duì)困難問(wèn)題進(jìn)行描述，所提供的支撐結(jié)構(gòu)相當(dāng)豐富，常見(jiàn)于機(jī)械故障的診斷維修應(yīng)用中。分級(jí)控制主要作用于組織、協(xié)調(diào)、執(zhí)行相互間的配合，但其應(yīng)用需要滿(mǎn)足兩個(gè)條件，即自適應(yīng)控制和自組織控制，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行通暢。所謂智能控制，即是指在無(wú)人干預(yù)的情況下能自主驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)，其相關(guān)應(yīng)用是現(xiàn)代控制理論在深度和廣度上的拓展。綜合來(lái)講，智能控制的核心在于高層控制，是對(duì)實(shí)際環(huán)境或過(guò)程進(jìn)行組織、決策和規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解，具有交叉學(xué)科的特點(diǎn)，包括運(yùn)籌學(xué)、信息論、系統(tǒng)工程等，可以說(shuō)是當(dāng)前自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域的最高成果，能夠解決更加復(fù)雜環(huán)境下的信息處理問(wèn)題。相較于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)的整體構(gòu)成更為開(kāi)放，并且可自動(dòng)獲取所需內(nèi)容，因而展現(xiàn)出了優(yōu)質(zhì)的信息處理性能，得到了各行業(yè)企業(yè)的廣泛應(yīng)用。同時(shí)，智能控制較之人工操作更高的可靠性和安全性，可通過(guò)預(yù)設(shè)程序完成危險(xiǎn)度高的操作指令，對(duì)推進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展有著重要價(jià)值。智能化工程中的機(jī)電設(shè)備智能化工程需要實(shí)現(xiàn)多種不同的功能，故在該工程中包括多種不同類(lèi)型的機(jī)電設(shè)備，很多都采用了機(jī)電一體化技術(shù)，能夠更好地滿(mǎn)足人們的需求，以下分別進(jìn)行分析。對(duì)于機(jī)電自動(dòng)化控制裝置，智能化工程中的自動(dòng)化功能實(shí)現(xiàn)，需要依靠智能化工程中眾多的控制設(shè)備，應(yīng)提高自動(dòng)化控制裝置的控制性能。同時(shí)在弱電智能化系統(tǒng)中，應(yīng)具有可靠的供電電源系統(tǒng)，保證當(dāng)弱電智能化系統(tǒng)的主電源由于故障而出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，備用電源仍能發(fā)揮作用，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用實(shí)踐2.1數(shù)字控制在數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中，智能控制的運(yùn)用還包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，其關(guān)鍵作用在于補(bǔ)差計(jì)算，并基于自身強(qiáng)大的自適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件加工位置的增益調(diào)節(jié)。所謂補(bǔ)差計(jì)算即是指在數(shù)控系統(tǒng)加工過(guò)程中，根據(jù)零部件當(dāng)前狀態(tài)下的毛坯件上關(guān)鍵點(diǎn)的位置與最終形態(tài)下關(guān)鍵點(diǎn)位置信息，在起點(diǎn)與終點(diǎn)之間插入一系列點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)密化處理，進(jìn)而提升其精度［1］。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，要求其不僅能夠快速、高可靠性的完成零件加工工作，同時(shí)還需具備一定的知識(shí)處理能力，以便于結(jié)合實(shí)際情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整產(chǎn)品動(dòng)態(tài)加工路徑，因此應(yīng)具備良好的人機(jī)交互能力和通信能力，并由此自主學(xué)習(xí)提升。而智能控制在數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用，則簡(jiǎn)單、有效地解決了上述問(wèn)題，可通過(guò)模糊控制理論實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)中各個(gè)模塊的控制。機(jī)器人在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)智能控制技術(shù)運(yùn)用與機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)相連，使之通過(guò)自帶傳感器來(lái)感應(yīng)周邊事務(wù)，并躲避障礙物，使之動(dòng)作看起來(lái)更加協(xié)調(diào)、穩(wěn)定，一定程度上解決了人工勞動(dòng)量大、效率低等問(wèn)題［2］。除卻上述部分，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用還表現(xiàn)為通過(guò)專(zhuān)家建模、運(yùn)動(dòng)控制等機(jī)器人系統(tǒng)，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。機(jī)器人可視作是智能化的機(jī)械裝備，具有超強(qiáng)的計(jì)算能力、辨識(shí)能力以及執(zhí)行能力等，并且表現(xiàn)出了非線(xiàn)性、時(shí)變性、耦合性等多元特性，普遍集中在動(dòng)力系統(tǒng)中，是智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中運(yùn)用的典型產(chǎn)物。具體而言，智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的運(yùn)用，有效解決了其在運(yùn)動(dòng)姿態(tài)中的系列問(wèn)題，如可基此結(jié)合精密的計(jì)算，掌握和規(guī)劃其行動(dòng)路線(xiàn)，并附帶上了一定的自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)于復(fù)雜信息的處理更加智能，因而得到了廣泛應(yīng)用。機(jī)械制造事實(shí)上，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的高度融合，并在智能控制下生成了新一代的機(jī)電一體化系統(tǒng)，亦被稱(chēng)作是智能制造系統(tǒng)，進(jìn)而借助模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程及環(huán)境進(jìn)行建模，從而最大限度地保證產(chǎn)品精度和質(zhì)量。在實(shí)際操作過(guò)程中，智能控制在機(jī)電一體化中的運(yùn)用，可借助傳感器融合技術(shù)，模擬機(jī)械制造的整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，并搜集相關(guān)的反饋數(shù)據(jù)，以此為參考結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行調(diào)整，從而為機(jī)械制造的再優(yōu)化奠定基礎(chǔ)［3］。而機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要組成，傳統(tǒng)工作模式下以人工操作為主，并且受其影響較為明顯。隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，智能化引領(lǐng)了新一輪的企業(yè)生產(chǎn)變革，基于智能控制技術(shù)應(yīng)用的機(jī)電一體化系統(tǒng)逐漸取代了人工操作，包括監(jiān)控檢查、故障診斷等，并將工作人員的思維植入其中，通過(guò)仿真模擬的方式，推動(dòng)著機(jī)械制造數(shù)字化發(fā)展。建筑工程現(xiàn)階段而言，智能控制在建筑工程機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用主要包含兩方面即照明通信系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)。在照明通信系統(tǒng)中，智能控制實(shí)現(xiàn)了建筑小區(qū)及主體之間的互聯(lián)網(wǎng)通信，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控每位用戶(hù)的通信線(xiàn)路運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)故障及其他問(wèn)題，即可迅速做出精準(zhǔn)高效的維修反應(yīng)，提高其運(yùn)行安全。同時(shí)，智能控制還可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑照明區(qū)域、時(shí)間等的自行控制，一定程度上降低了能源消耗，并便捷了人們的生活［4］。另外，智能控制在空調(diào)系統(tǒng)中的運(yùn)用，通過(guò)比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)，模擬四季溫度，并智能調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)閥，進(jìn)以改善空氣質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)了一定程度的節(jié)能減排效果。時(shí)至今日，正是基于智能控制在建筑工程領(lǐng)域的運(yùn)用價(jià)值，開(kāi)啟了人類(lèi)現(xiàn)代化生活新方式。未來(lái)，智能控制在建筑領(lǐng)域機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用將得到進(jìn)一步擴(kuò)展。結(jié)束語(yǔ)總而言之，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用十分重要和必要，有助于提升企業(yè)生產(chǎn)效率、質(zhì)量及安全，并能夠降低一定的能源消耗，產(chǎn)出了十分巨大的價(jià)值。目前來(lái)講，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用，主要表現(xiàn)在機(jī)械制造、數(shù)字控制、機(jī)器人以及建筑工程等領(lǐng)域，所關(guān)聯(lián)到的技術(shù)結(jié)構(gòu)相當(dāng)豐富。作者希望學(xué)術(shù)界大家持續(xù)關(guān)注智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用發(fā)展，并結(jié)合當(dāng)前階段的技術(shù)發(fā)展水平及實(shí)際生產(chǎn)生活需求，提出更多有效性建議，使之產(chǎn)出更大價(jià)值效能，為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展做貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)伍業(yè).智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用J].自動(dòng)化應(yīng)用,2016(06):27-28+3