智能控制及其在机电一体化系统中的应用

韩贵新

（秦皇岛海三建设工程发展股份有限公司，河北　秦皇岛　066000）

智能控制及其在机电一体化系统中的应用

韩贵新

（秦皇岛海三建设工程发展股份有限公司，河北秦皇岛066000）

机电一体化系统广泛应用于工业生产，在很大程度上推动了工业产业的发展。但是由于工业生产过程具有多层次、多结构以及各种不确定性，使得数学建立非常困难，不利于机电一体化系统的有效控制和管理。智能控制应用于机电一体化系统，则可以很好的解决这些问题，充分展现机电一体化系统的重要作用。本文主要从智能控制的基本特点出发，讨论智能控制在机电一体化系统中的实际应用。

智能控制；机电一体化；特点；应用

随着电子技术的快速发展，机电一体化技术日渐完善，并广泛应用于工业生产中，有效提高了工业生产的控制效果，在很大程度上促进了工业行业的发展。但是由于工业生产过程具有多层次、多结构以及各种不确定性，使得数学建立非常困难，不利于机电一体化系统的有效控制和管理。智能控制作为一种无人干扰情况下依然可以实现控制目标的自动控制技术，将其合理运用于机电一体化系统中，可以加强对机电一体化系统的控制，有效解决机电一体化系统运行中存在的问题，促使机电一体化系统在工业生产中可以充分发挥重要作用。所以，智能控制在机电一体化系统中的应用受到越来越多的重视，如何在机电一体化系统中完全展现智能控制的重要作用已经成为工业行业关注的热点问题。

1　智能控制的基本特点

智能控制，指的是在无人干预情况下可以自主驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。至今已有100多年的历史，历经经典控制理论和现代控制理论，现在基本进入大系统理论和智能控制理论阶段。尤其是计算机技术、信息技术的快速发展，在很大程度上推动了控制科学的研究发展，目前控制系统向智能化控制系统发展已经是必然趋势。智能控制是控制理论发展的高级阶段，是相对传统控制理论的缺陷，结合现代化技术发展而来的，主要适用于传统控制方法难以解决的复杂系统控制问题。所以，研究智能控制理论的特点，已经基于传统控制理论而言，通过与传统控制理论比较，可以将智能控制理论概括为以下几个方面：

1.1智能控制是在传统控制理论的基础上发展而来，是控制理论发展的高级阶段，具有开放的、分级的以及分布式的结构，能够有效处理综合信息，对提高信息处理质量具有十分重要的作用。而且智能控制不以追求系统高度为目的，而是着重于系统的全局优化。

1.2智能控制理论集多学科于一体，智能控制理论是由人工智能、自动控制理论以及信息论结合而成，主要以信息反馈控制为核心，是非常完善、成熟的控制理论体系。

1.3适用范围广，相对传统控制理论而言，智能控制可以解决传统控制中对象和任务模型不确定性、复杂的难以控制的问题，对提高控制效果具有十分重要的作用。

1.4使用方法有所不同，传统控制理论主要通过运动学方程、动力学方程等数学模型对系统进行描述，而智能控制系统设计重点在于对数学模型的描述，具有混合控制的特点，将非数学的广义模型用知识进行表示，充分发挥出多模态控制方式的重要作用。

当然，智能控制系统并不排除传统控制理论，它是由传统控制理论发展而来，传统控制理论包含于智能控制之中，而智能控制也需要利用传统控制方法解决一些比较简单的问题。只有将两者进行有效的结合，才能使智能控制理论发挥出最佳效果。

2　智能控制在机电一体化系统中的实际应用

目前，智能控制在机电一体化系统中的应用常见的主要在数控领域、机器人领域以及机械制造三个方面，本文主要从数控领域和机械制造方面探讨智能控制在机电一体化中的实际应用。

2.1数控领域

数控是工业生产发展到一定阶段的产物，带动了工业进步与发展。随着科学技术的发展以及工业生产精度要求不断提高，对数控系统的要求也越来越高。数控系统不仅需要具有高精度、可靠性等特点，还需要完成许多智能功能。其中，部分功能可以建立数学模型，这就可以使用传统控制理论实现控制目标，而对于部分环节信息模糊，难以建立数学模型的，就需要充分发挥出智能控制的重要作用，利用智能控制实现重要的控制目标。如在数控系统中合理配置故障诊断专家系统、编程专家系统等，利用遗传算法寻找出最优的加工途径，在系统综合控制中引入预测、预算功能，就可以大大提高数控系统的控制性能，从而实现数控系统的重要目标。

2.2机械制造

机械制造是工业生产的主要对象，也是智能控制应用的必要前提。现代化技术的发展，对工业生产中机械制造加工精度的要求越来越高，传统控制理论已经无法发挥其重要作用。在机电一体化系统中合理运用智能控制，并借助计算机技术的优势，就可以形成新一代的机械制造技术。现代机械制造过程中，需要利用一些缺乏完整性的数据解决难以预测的问题，智能控制的出现和应用，就可以很好的解决这些问题，它利用模糊数学和神经网络的方法对制造过程进行动态预测和建模，再对数学模型进行分析，就可以确保机电一体化系统安全、稳定运行，实现提高机械制造加工精度的重要目标。

随着工业快速发展，智能控制受到越来越多的重视，对于智能控制的研究也在不断深入，目前主要饱览智能传感器、加工过程智能控制以及机械故障智能诊断等领域，智能控制将是未来工业发展的重难点。

3　结论

总之所述，智能控制相对传统智能控制理论具有明显的优势，将其应用于机电一体化系统中，充分发挥智能控制的重要作用，提高机电一体化系统的运行效率，可以为工业进一步发展提供充分的保障。

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1003-5168（2015）11-102-01