智能控制及其在机电一体化系统中的应用

张宇+徐蒙

摘 要：智能控制是机电一体化中与传统机械自动化技术的主要区别之一，也是2l世纪机电一体化技术发展的主要方向。智能控制技术的发展也是日新月异，如何将其与机电一体化技术以及传统控制理论结合起来实现机电一体化系统的高度智能化还有很长的距离，需要坚持不懈地探索和研究。

关键词：智能控制;机电一体化;控制技术

智能控制技术是控制理论发展的新阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。常用的智能技术包括模糊逻辑控制、神经网络控制、专家系统、学习控制、分层递阶控制、遗传算法等。以智能控制为核心的智能控制系统具备一定的智能行为。随着机电一体化的发展，机电一体化系统对控制的技术水平要求越来越高，原来的控制技术已经不能满足机电一体化系统的要求，因此，人们开始将目光投向发展比较迅速的智能控制，期望通过智能控制，达到机电一体化系统的控制目的。

一、智能控制的发展趋势分析

智能控制具有较强的组织能力和学习能力，其在机电一体化系统的发展是当前智能控制发展的重要趋势。现阶段在我国比较常见的机电一体化技术有遗传算法、专家算法、神经网络等，这些方法在实际的应用过程中是相互依存的。近年来，随着我国智能控制系统的广泛发展，已经进入到了智能化阶段。但是机电一体化系统的智能控制是一门新的技术，然而，随着计算机的普及和发展，智能控制必将迎来一个新的发展时期。智能掌控体系和以往使用的掌控体系并非排斥的关系，智能掌控中一般都有平时使用的掌控，并且智能掌控也会使用这些平时掌控的最根本的措施解决一些低端问题，同时还会对平常的掌控技术进行扩张，并且智能掌控体系拥有很强的学习、组织还有适应性能，可以战胜生产背景所拥有的不稳定以及复杂行因素，最终进行实用的掌控。

二、智能控制在机电一体化系统中的应用

从20世纪90 年代后期开始，机电一体化就开始向智能控制方向发展，这开辟了机电一体化系统的新篇章。机电一体化的未来发展必将是以智能化为发展方向的，智能控制的优劣直接影响着机电一体化的整体水平。目前，智能控制运用的主要方法为遗传算法控制、神经网络控制、模糊系统控制、专家系统控制、分级递阶控制、组合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理论等等。前四种方法在机电一体化系统中有着广泛的使用。智能控制的基础为运筹学、人工智能、计算机科学和控制理论。

（一）数据领域中的应用

随着科学技术的发展，我国机电数控领域中的机电一体化对智能控制提出了更高的要求，这不仅仅需要数控技术完成很多的智能化控制，还需要根据科学技术的发展来不断的延伸、扩展，从而达到智能控制、智能监控的目标。比如，对其中难以确定的算法利用智能控制方法在机电一体化系统中进行处理，再利用推理的规则将一些信息故障加以推行，从而来获得一些指导性的建议。

（二）机械制造过程中的应用

机电一体化是机械制造过程中一个重要的过程，当前在我国较为先进的机电一体化就是将智能控制与计算机技术系统的结合起来，从而引导机电系统向智能化方向发展。其最终的目标就是为了利用计算机技术来代替一定的人力劳动，从而来减轻人类的工作压力。同时，智能控制利用计算机网络系统计算的方法对机电一体化制造的现状进行了模拟，通过计算机将机械制造所收集到的有关信息数据进行处理，从而改善机械设备控制中的参数数据。机械制造的智能控制包括：对机械设备运行的控制、机械故障的诊断、智能传感器等。

（三）建造行业中的应用

在建造行业中的智能化控制中，其应用主要表现在下面二个方面：一是在照明灯方面合理运用，它主要是通过互联网辅助控制的方法，对制造行业中每一个时段的照明系统进行控制，其中主要表现在对照明系统、照明时间的控制上;二是，对冬季使用的空调进行智能控制，冬季和夏季空调的模式是不同的，所以必须通过比例积分调节器闭环的方式来将模式进行调整，这样可以智能地将空调的风阀进行调节，从而保证建筑内空气的温度，同时还能够减少能量的消耗。

（四）机电一体化系统中的应用

机电一体化系统是当前推动我国工业化发展的重要技术手段。智能控制作为当前科学技术发展的必然趋势，因此智能控制在机电一体化系统中发挥着重要的作用，机电一体化系统中的智能控制有下面几个方面的作用： 优化流程：多数智能控制系统运用的是模块设计的方法，其中设计到了很多方面，如果单一的采用群控系统，对于相同的系统完全可以借助各种操作流程，从而保证系统的调整能够满足相关的要求;提高程序的控制力度：机电一体化系统中的操作程序是智能控制的主要指令，根据加工产品的实际情况来编写程序从而来提高机电的智能控制水平; 改进加工：在机电一体化系统中的智能控制可以很大程度上行缩短加工的时间，减少劳动力。提高精度：精度对于机电一体化的智能控制来说是衡量技术的一个重要指标，直接影响了企业生产效率的高低。和传统的设备相比，智能控制融合了计算机技术，促进了智能控制的精度。实现了智能控制的加工效果，机电通过智能控制提高了多控制加工的需求，可以有效地减少劳动力，优化加工程序。

三、结束语

智能控制的组织功能、适应功能和学习功能比传统控制要强，对不确定的和高度复杂的被控环境和对象有较强的克服能力。智能控制系统还具备仿人智能和拟人智能。此外，智能控制系统还可以用数学表示混合控制过程，用知识描述非数学的广义模型，采用多模态控制方式，这种方式是定性决策、定量控制和开闭环控制相互结合的体现。在实际的应用中，很多机电一体化系统中的智能控制具有多层次、不确定性等特点，这给机电一体化的智能控制带来了很大的影响。职能控制系统的出现和发展，为机电一体化系统的发展创造了良好的条件。文章从智能控制和机电一体化系统的角度出发，对机电一体化控制中的智能控制加以应用。

参考文献：

[1] 李文.智能控制及其应用综述[J].重庆邮电学院学报：自然科学版，2015（3）.

[2] 王敏.机电一体化系统的智能化[J].太原科技，2014.