智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用解析

1、    智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用解析    張凡摘要：隨著機(jī)械技術(shù)的不斷提高，機(jī)電一體化系統(tǒng)控制也得到了發(fā)展，具有很強(qiáng)的適用性。但在實(shí)際的應(yīng)用中，對(duì)控制對(duì)象、環(huán)境等也提出了較高的要求，且越來(lái)越復(fù)雜。對(duì)此，就需要對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析。以下筆者特對(duì)智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，探討出機(jī)電一體化智能控制的方法。望對(duì)實(shí)際的應(yīng)用起到參考意義。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;智能控制;應(yīng)用中圖分類號(hào)：tp273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1007-9416（2020）09-0003-03在我國(guó)城市建設(shè)發(fā)展中，受持續(xù)革新的科技技術(shù)影響，各行各業(yè)對(duì)微電子技

2、術(shù)的要求越來(lái)越高，并不斷的嘗試進(jìn)行優(yōu)化改革，從中獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，這在一定程度上也表面光，我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)正在朝著更高臺(tái)階發(fā)展。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化系統(tǒng)是集信息化、電子化等為一體的系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)中占據(jù)重要位置。并隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，將智能化理念融入其中，使得操作更加便捷，使得生產(chǎn)企業(yè)的效率得到大大提高。所以，對(duì)其使用進(jìn)行分析是非常有必要的，只有這樣才更有利于機(jī)電系統(tǒng)的使用。1 智能控制特點(diǎn)及主要方法控制理論的出現(xiàn)最早于20世紀(jì)初開(kāi)始，后在20世紀(jì)50年代發(fā)展成熟，并在20世紀(jì)60年代中期融入了人工智能、自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)、信息學(xué)等多個(gè)學(xué)科，是現(xiàn)代工業(yè)信息科技發(fā)展的

3、產(chǎn)物。就目前來(lái)看，智能控制的出現(xiàn)是控制理論的升級(jí)，是基于傳統(tǒng)控制理論中存在的問(wèn)題和缺陷進(jìn)行的優(yōu)化改進(jìn)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多樣的控制任務(wù)。例如，傳統(tǒng)控制中一些精確的數(shù)學(xué)模型或是較復(fù)雜你拿度達(dá)的復(fù)雜系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)控制，但在智能化的控制中可以一一解決上述問(wèn)題。除此之外，智能控制理論與傳統(tǒng)控制理論有很大的差異。具體為以下幾點(diǎn)：（1）智能控制是基于傳統(tǒng)控制理論上的再升級(jí)，其中包含傳統(tǒng)控制理論上的使用功能。同時(shí)還具有開(kāi)放性、分級(jí)分布結(jié)構(gòu)，信息和各方面的處理也較為綜合全面。且智能理論更加注重的是全局優(yōu)化，如果按照高級(jí)和低級(jí)來(lái)區(qū)分兩者，那么智能控制就屬于高級(jí)控制，傳統(tǒng)控制則屬于低級(jí)控制。（2）智能控制理論綜合了各

4、種學(xué)科，如二元論、三元論、四元論，且融入了人工智能、自動(dòng)控制理論等。（3）智能控制理論的控制對(duì)象和任務(wù)更加廣泛，且要求也更加復(fù)雜。傳統(tǒng)的控制理論較為單一，通常只適用于精確的數(shù)學(xué)模型。（4）兩者的側(cè)重點(diǎn)存在差別，其中傳統(tǒng)控制中主要是通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、動(dòng)力學(xué)方程、傳遞函數(shù)等的方法進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的描述。而智能控制模型的側(cè)重點(diǎn)主要放在符號(hào)和環(huán)境的識(shí)別、知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)的設(shè)計(jì)中。且具有混合控制特點(diǎn)。（5）傳統(tǒng)控制理論和智能控制理論中的原理不同，其中傳統(tǒng)控制是通過(guò)各種定理、定律獲取知識(shí)，不夠靈活，而智能控制理論則是通過(guò)學(xué)習(xí)和專家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)桑開(kāi)展，且其中存在與人相同的控制策，且可以根據(jù)被控對(duì)象和環(huán)境針對(duì)性的應(yīng)用相

5、關(guān)控制理論，實(shí)現(xiàn)智能化的操作表達(dá)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智能化就是具有與人大腦相一致的功能，具有擬人性和仿人的特點(diǎn)。在此之中智能控制系統(tǒng)具有包容性，不排斥傳統(tǒng)控制理論。具體來(lái)講，智能控制中常常包含了傳統(tǒng)的控制理論，在應(yīng)用中不但可以采用傳統(tǒng)控制理論的方式去解決控制問(wèn)題，對(duì)一些具有難度和復(fù)雜的控制問(wèn)題，可以根據(jù)系統(tǒng)中所包含的知識(shí)進(jìn)行解決。加之智能控制理論具有學(xué)習(xí)的功能、適應(yīng)功能和組織功能，可以智能化地對(duì)控制對(duì)象和環(huán)境進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)有效控制。智能控制理論中包含計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、運(yùn)籌學(xué)等多個(gè)學(xué)科，以此為基礎(chǔ)開(kāi)展相關(guān)理論和技術(shù)，形成了許多智能控制理論和方法，具體來(lái)說(shuō)主要包括以下集中：專家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

6、控制、分級(jí)遞階智能控制、集成智能控制、渾濁控制、小波理論、進(jìn)化計(jì)算于遺傳算法。對(duì)現(xiàn)代機(jī)電一體化發(fā)展有著重要作用，從某種意義上講，控制系統(tǒng)如何直接決定著機(jī)電一體化的質(zhì)量。且適應(yīng)性較強(qiáng)，目前已被廣泛應(yīng)用到各種技術(shù)中。具體來(lái)說(shuō)，智能控制系統(tǒng)中專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法系統(tǒng)，是最重要的技術(shù)，通過(guò)四種技術(shù)的結(jié)合和獨(dú)立發(fā)展使得智能控制的運(yùn)行更科學(xué)。2 智能機(jī)電一體化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)智能機(jī)電一體化中包含了多個(gè)學(xué)科，在使用中相比傳統(tǒng)的控制技術(shù)具有貢獻(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。所以在使用中可以解決傳統(tǒng)控制技術(shù)中所需要的較多的人力資源問(wèn)題，降低人力資源消耗，同時(shí)通過(guò)智能系統(tǒng)還可以對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行解決和控制，避免參與工作的員工受到因

7、操作等問(wèn)題帶來(lái)的人身威脅。除此之外，工作效率也更高，在使用中可以快速的完成工作，并可以獨(dú)立進(jìn)行更深層次的探索，在現(xiàn)代發(fā)展中有著重要的意義。另外，將其應(yīng)用到企業(yè)中，可以使得企業(yè)快速的完成預(yù)期目標(biāo)，提升工作率，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。加之智能系統(tǒng)中結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，而計(jì)算機(jī)技術(shù)本身具有很多優(yōu)勢(shì)，所以將其應(yīng)用到其中具有模擬人腦的功能，可以對(duì)多個(gè)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和研究。在應(yīng)用中可以對(duì)控制工作進(jìn)行有效的干預(yù)和管理工作，同時(shí)還可以進(jìn)行復(fù)雜的電子系統(tǒng)管控工作，在高端層面上達(dá)到多邊形目標(biāo)1-4。3 機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用方向智能控制在機(jī)電一體化中的應(yīng)用較為管飯，可以被應(yīng)用到機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)等

8、。對(duì)此，以下進(jìn)行詳細(xì)的介紹。3.1 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)電一體化的形成是智能控制系統(tǒng)基于傳統(tǒng)控制工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)這種方式有助于企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)可以為基層群眾提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)械系統(tǒng)可以和智能控制結(jié)合起來(lái)，從而發(fā)揮智能化系統(tǒng)中包含的各個(gè)部分功能，實(shí)現(xiàn)智能化操作服務(wù)。在科技快速發(fā)展的今天，機(jī)電一體化中融入了智能控制系統(tǒng)，如此一來(lái)可以為企業(yè)的發(fā)展提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。在實(shí)際的應(yīng)用中，智能控制系統(tǒng)可以自行地進(jìn)行人腦模擬等活動(dòng)，完成人腦活動(dòng)的變化。在科技快速發(fā)展的今天，我國(guó)機(jī)械制造系統(tǒng)中已加入成熟的智能控制系統(tǒng)，并取得了較好的效果，通過(guò)智能引導(dǎo)結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)理念實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造功能的監(jiān)控和管理，使

9、得相關(guān)操作者可以及時(shí)的獲取機(jī)械動(dòng)態(tài)、立體的環(huán)境建設(shè)模型，同時(shí)還可以使得運(yùn)行效率得到大大的提高。但還需注意的是，在系統(tǒng)的安裝中，要安裝傳感器，并要針對(duì)性地選擇合適的傳感器，只有這一才能發(fā)揮其作用，掌握技術(shù)和信息。除此之外，智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也有著積極的幫助意義，例如對(duì)不完善信息的處理等，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展有著重要作用5-6。3.2 交流伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)具備轉(zhuǎn)化技能，將其應(yīng)用到智能控制系統(tǒng)中，可以感應(yīng)信號(hào)，并做出反映，同時(shí)控制機(jī)械力度是機(jī)電一體化中的重要內(nèi)容。3.3 機(jī)器人系統(tǒng)目前，我國(guó)的技術(shù)發(fā)展水平已經(jīng)得到了明顯的提高，在各個(gè)方面都取得了一定的成就。尤其是現(xiàn)代，機(jī)器人相關(guān)的智能產(chǎn)品越來(lái)

10、越受到廣泛關(guān)注，且具有很大的實(shí)用功能，其中核心技術(shù)為智能控制。對(duì)此，相關(guān)研究者在演技中還需要了解哪方面是重點(diǎn)的研究方向。以機(jī)器人行走為例，不管是那種行動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)方向，都需要通過(guò)智能控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在新時(shí)代下，這一技術(shù)早已實(shí)現(xiàn)，那么這就需要往更高的層面發(fā)展，例如怎么樣才能擴(kuò)大機(jī)器人的功能，同時(shí)還包括哪些功能是消費(fèi)者需要的，只有這樣通過(guò)不斷的研究才能促進(jìn)我國(guó)科技水平的提高，同時(shí)還有助于推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。具體來(lái)說(shuō)，智能控制中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人的動(dòng)作進(jìn)行模擬，但還需要進(jìn)行再升級(jí)優(yōu)化，如機(jī)器人的動(dòng)作更加靈活，且韌性得到提高，在此之中通過(guò)多樣化的智能控制技術(shù)，可以讓機(jī)器人研制工作更加多樣，如模糊系統(tǒng)

11、、專家系統(tǒng)等7。3.4 數(shù)控系統(tǒng)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)機(jī)床設(shè)備沒(méi)有沒(méi)有加入智能化的現(xiàn)代化理念，所以與現(xiàn)代智能控制的機(jī)電一體化設(shè)備相比，準(zhǔn)確性欠缺，實(shí)踐工作也不能達(dá)到理想效果。但在新時(shí)期下，在數(shù)控系統(tǒng)中加入智能控制系統(tǒng)，可以使得數(shù)控機(jī)床朝著現(xiàn)代化、智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，工作人員在cpu控制系統(tǒng)、risc芯片的引導(dǎo)下，可以使得管理工作更加科學(xué)高效，質(zhì)量也能得到穩(wěn)步提高。與此同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證工作人員可以及時(shí)的了解機(jī)床的工作狀態(tài)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)的做出調(diào)整，保證數(shù)控機(jī)床的工作質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，智能控制系統(tǒng)應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床中主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）智能熱屏障：機(jī)床在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)

12、生熱量，同時(shí)關(guān)系到生產(chǎn)質(zhì)量，如果熱量較高時(shí)就會(huì)影響整體工作的效率，通過(guò)整合智能熱屏障控制技術(shù)，可以解決這一問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題的實(shí)際現(xiàn)狀進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，從而降低差值，提高工作效率。（2）智能語(yǔ)音系統(tǒng)：將智能控制系統(tǒng)加入到機(jī)床中，可以進(jìn)行智能提醒，同時(shí)還可以完成智能操作。避免傳統(tǒng)手動(dòng)操作的低效率，使得操作人員可以通過(guò)自己的語(yǔ)音就可以快速進(jìn)行操作，不但可以提高工作質(zhì)量，還可以提高工作效率。（3）智能安全屏障：數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，零件之間會(huì)發(fā)生碰撞，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)不利影響，而通過(guò)加入智能控制系統(tǒng)可以構(gòu)建智能安全屏障，有效解決這一問(wèn)題，使得機(jī)床生產(chǎn)更加安全高效。（4）智能振動(dòng)控制：機(jī)床生產(chǎn)過(guò)程中存在振動(dòng)現(xiàn)象，

13、那么這就會(huì)使得工作的準(zhǔn)確受到影響，通過(guò)結(jié)合智能控制系統(tǒng)可以降低振動(dòng)頻率和幅度，從而減少不必要的問(wèn)題，提升數(shù)控機(jī)床的加工水平8。4 結(jié)論通過(guò)上述對(duì)智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的分析得知，智能控制具有很強(qiáng)的適用性，可廣泛被應(yīng)用到多個(gè)方向中，使得生產(chǎn)進(jìn)度和整體工作安全得到提高。因此，企業(yè)就必須要重視起來(lái)智能控制系統(tǒng)，并根據(jù)自身的實(shí)際發(fā)展需求全面落實(shí)，充分體現(xiàn)自身價(jià)值，從而加快機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展腳步。參考文獻(xiàn)1 張金偉.智能控制在機(jī)電一體化中的應(yīng)用j.農(nóng)家參謀，2020（2）：195.2 張惟兵.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用j.南方農(nóng)機(jī)，2019，50（24）：174.3 吳章海.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討j.輕紡工業(yè)與技術(shù)，2019，48（12）：46-47.4 王瑩.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用j.南方農(nóng)機(jī)，2019，50（2