智能控制在机电一体化系统中的应用

周玮

摘要：智能控制技术以其具有高水平、高效率、高性能的控制优势，对传统的控制方法造成了猛烈的冲击。因其解决了大量的传统控制无法解决的实际控制应用问题，在当前社会智能控制已经成为机电一体化系统中被应用最多的控制方法。21世纪机电一体化的系统研究中智能控制已成为发展的必然趋势，本文对机电一体化系统中智能控制的应用进行论述。

关键词：机电一体化；智能控制；应用；展望

前言

随着社会的不断发展进步，在工业生产中，人们对机电一体化技术的控制能力和效果提出了更高的要求，为了实现对机械设备的有效控制，人们运用了智能控制。在微电子技术及超大规模的集成电路不断发展的条件下，目前我国的机电一体化技术越来越成熟，这为机电一体化的长远发展提供了良好的外部环境，呈现出更加强大的生命力和发展前景。所以，智能控制在机电一体化方面的研究是当前人们热衷的一大课题。

1、智能控制与机电一体化的关系论述

自 21 世纪的到来，智能化控制技术得到了有效的发展，并且广泛的应用到社会经济发展的过程当中。而将智能控制应用到机电一体化技术当中，不仅为机电一体化提供了一个广阔的发展空间，还有效的促进了工业化的生产，为人类社会工业产业化的发展打下了扎实的基础。目前，我们除了将智能控制技术应用到机电一体化当中，还将许多先进的科学理论融入其中，从而形成了许多新思想、新理论，为机电一体化技术的发展提供了良好的发展前景。

2、智能控制在机电一体化系统中的应用优势

作为机械工业与微电子工业未来发展的主要方向，机电一体化必将会在以后的机械设备生产中占据主要技术地位，而智能控制系统技术也将会得到更进一步的发展。智能控制系统相较于传统的自动化控制系统来讲，在机电一体化系统中是具有更大的应用优越性的。这主要体现在智能控制系统更加人性化和智能化，增强机电一体化的适应能力。

2.1 完善机电一体化系统的性能，由于智能控制系统主要是在外部环境和控制器的作用下实现控制作业的。因此其控制指令的形成是直接按照外部环境的变化趋势来确定调控方案，这就省去了中间模型分析的环节，使机电一体化系统的性能更加快捷高效，工作精度更高，设备性能得到很大完善。

2.2 提高机电一体化的工作效率，采用智能控制技术能够实现机械设备依据操作人员所发出的命令编码自动进入工作状态，继而按照流程顺序完成系统运行，这样就仅仅只需要人力完成第一步指令输入即可，极大的提高了系统的运行效率，避免了因人为因素而引起的失误影响到工作效率。

2.3 增大机电一体化系统的安全可靠性，在机电一体化系统中，智能控制系统可以实现有效的智能控制，从而合理地调控设备中的结构或运行程序，这样就能够在很大程度上确保机电一体化系统的安全可靠。

3、智能控制在机电一体化系统中的实际应用

3.1 机械制造中的智能控制

以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法，在机电一体化系统的制造过程中形成了新型的机械制造工艺，并不断向智能制造系统方面发展。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题，利用神经网络和模糊数学的方法，建立制造过程的动态模型，并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作，对残缺不全的信息进行及时有效处理。

把智能控制技术应用于工程机械领域能够提高工程机械各种故障的自我诊断能力，提高了工作效率和工程质量，解决了传统控制力一直无法很好适应多变复杂对象的难题。特别是在一些特殊的情况工况中可以实现无施工人员的智能化、高质量的施工。向智能机械制造技术的方向发展是当前最先进的机械制造技术，其发展的基本原理是模拟人类制造机械的活动，利用先进的计算机技术及其它信息技术工具取代一部分人的脑力勞动。而对于一些残缺不全的信息而言，它利用模糊集合和模糊关系的特性，对于残缺不全的信息进行在线的模式识别。在高新科技和信息时代的引领下的背景下，人力操作为主的机电相关机械制造已经不能够适应时代的节奏，未来其主要发展方向就是将智能控制及其相关科学技术与传统的机械理论进行有效的融合。目前，工程机械的智能化主要体现：工程机械单机集成化操作与智能控制技术；工程机械的智能监控、检测、预报、远程故障诊断与维护技术；基于网络的机群集成控制与智能化管理技术，特别是智能型救灾工程机械已成为当前研制热点。

3.2 电力电子学研究领域中的智能控制

将智能控制技术引入电力系统，在电机电器设备的优化设计、故障控制和诊断等方面，都相当有成效。对电器设备的设计优化，可用先进的遗传算法进行优化计算，能大幅度缩短计算时间，有效节约成本，并提高电机电器的设计质量和效率。

3.3交流伺服系统中的智能控制

伺服驱动装置在机电一体化系统中的控制质量和系统动态性能方面发挥着关键性的作用，但交流伺服系统有着相当复杂的非线性和时变性等不确定因素，而智能控制技术以非线性控制方式将人工智能引入智能控制器，能很好地适应系统参数的时变情况，其在交流伺服系统的应用解决了建立精准数学模型的困难，提高了机电一体化系统的稳定性。

3.4 数控领域中的智能控制

数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求，尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面，如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等，必须能进行自适应控制、自组织控制等，智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题，取得良好的成效。

随着科学技术与信息技术的发展，智能控制和数控相关领域逐渐息息相关。由于研究的对象和系统越来越复杂，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，大量学者、工程技术人员开始尝试应用智能控制理论，在机械加工、模具制造等领域运用数控技术。

运用智能控制新兴技术可以让数控技术实现智能编程、监控、建立智能数据库等重要目标。当今数控技术的发展方向主要是开放式数控系统的构建。建立统一系统平台，增强数控系统的柔性，借助于数学模型描述和分析的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题，调节变化频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾都是构建开放式数控系统的一些主要目的。

结语

由上述分析我们可以看出，智能控制系统在机电一体化的发展过程中具有重要的核心地位。尽管智能控制技术是近年来方才被研发应用的新技术，但其发展速度却是非常快的，目前智能控制系统已经被广泛应用在多个领域，并发挥出良好的功能作用。我们相信，在未来科技技术的推动下，智能控制系统的功能必将更加强大，从而促使机电一体化的快速发展。为此我们仍然至少需要做到以下两点：（1加大研发力度，提高智能控制系统的理论研究水平。理论是技术发展的动力和依据，只有深入研究智能控制系统的理论，才能促使其更加快速、稳定的发展。（2不断扩大智能控制系统的应用范围，进一步增强其应用功能。从当前的智能控制系统发展现状来看，尽管其已经被应用在多个领域，但仍然具有很大的发展空问。只要能够再进一步的提高智能控制系统的性能，就可以促使其更好的为机电一体化的快速发展服务。

参考文献：

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