智能控制及其在机电一体化系统中的应用

孔祥顺 郝田 马腾

摘 要：随着控制理论的不断延伸，智能控制随之出现，并且在信息技术以及计算机技术的不断推动之下，智能控制正在逐步完善，同时已经投入到电力电子学、工业以及机械制造等多个高新技术方面。智能控制可以不经过人为干预，即可以自动化的驱动智能机器设备，以满足控制要求。本文对智能控制技术以及机电一体化技术进行了简要分析，探讨其在机电一体化系统方面的具体应用。

关键词：智能控制；数控机床；机电一体化系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.144

1 前言

机电一体化技术包括各种新型技术方法，比如信息技术、机械技术以及微电子技术等，具有很强的实用性。机电一体化技术对于社会和企业的发展越来越重要，为推动机电一体化技术水平的提升，智能控制技术随之提升。智能控制技术主要是通过信息技术以及计算机技术等开展控制活动，将其投入到机电一体化系统中，使机电一体化技术获得新的发展机遇。

2 智能控制技术和机电一体化技术浅析

智能控制的产生基础是传统理论。智能控制技术是相对开放的，同时具有分布特征，对各种信息进行综合处理。在使用智能控制技术来促进机电一体化技术提升时，不应把眼光局限在机电一体化系统的自动化处理及高度自控方面，而需要对技术整体展开优化。另外智能控制技术涉及众多学科，比如运筹学、自动控制理论及人工智能技术等，其满足非线性、不确定性或复杂程度较强的任务目标，这是传统控制方法不能比拟的。

机电一体化系统在我国起步时间相对较晚，在时代大形势的推动下，先是光学以及通信技术应用到机电一体化系统中，再是微细加工方法在其中得到了很好的应用，进而产生了光电一体化及微机电一体化这两个新的发展方向，现在，人工智能控制技术及神经网络、光纤等高精尖技术也融入到机电一体化系统，使机电一体化技术获得了很大的发展空间，与其相关的产业也得到了发展。

3 在机电一体化系统中，智能控制技术的具体应用

3.1 在数控机床方面的应用

机电一体化技术大量应用到数控机床当中，判断机电一体化系统应用质量的基础就是其精准度。由于传统的数控机床过于依赖人为操作，缺乏智能技术，造成机床的精度不合格，或产品的加工质量不达标等，但智能数控技术包含了众多CPU 控制系统及高新RISC 芯片，使得机床精度得到了很大程度的提升。

为保证数控机床的运行质量，需要由策划环节着手，做好模块化策划工作。这是由于模块化会涉及到众多方面，同时剪裁功能较为良好，使各种产品的生产质量及型号均能够达到相关标准。同时在对群孔体系成果进行管理时，可以把各种类型群孔体系的各个操纵进行同一水平层次的规避，从而使调节体系满足相关需求。

为保证数控机床的正常运转，操纵程序是非常重要的一部分，其主要程序为了保证工件产品的制作成果可以满足智能化要求，应当通过操纵程序按要求对各个工件进行严密的编程。过去，只可以应用普通机床设备进行工件的制作，工件的制作质量受到人为因素的影响较大，但现在通过操纵程序的使用，在程序中输入具体的步骤同时调节机床装置之后，则会自动化的进行工件的制造。

3.2 在机械制造方面的使用

随着智能控制技术在机电一体化方面的逐步延伸，使相关的机械制造行业大力发展智能制造。利用智能控制技术可以进行一定程度的专家智能活动模式，进而取代一些人为的脑力劳动，或是对人脑劳动进行进一步的延伸。通过智能控制技术的使用，可以通过精准的数据或模糊的资料对一些问题展开预测，并利用模糊数学以及神经网络技术共同对机械制造的各个环节展开建模，同时可以利用传感器融合方法来对各种信息进行更好的处理。

在机械制造方面，智能控制技术还体现出很多的优势，像利用神经网络识别技术特有的在线模式，更好的处理并优化不完整的数据信息，同时对各个零部件的可靠程度展开分析，进行智能化的学习，以及对零件的设计进行改良等。

3.3 交流伺服系统的使用

交流伺服技术对于机电一体化系统的重要性偏高，交流伺服驱动设备已经成为众多机电一体化系统中必不可少的一部分。交流伺服驱动设备能够使电信号转化成对应的机械动作，这样整个机电一体化装置的动态性能即会受到直接的影响，机电一体化装置的运行效果也会受到制约。只有智能控制技术不断的发展，交流调速系统的运行效果才会得以提升，以使直流伺服系统逐步转化为交流伺服系统。通过交流伺服技术以及智能控制技术两者的有效融合，提升交流伺服系统的运行效果，使其可以应对参数时变情况、耦合性问题等，这样交流伺服系统即可以利用不完善的模型建立起相当完善的 PID 参数，从而达到高性能、高精准度指标需求。

通过结合运用智能控制方法以及常规的 PID 控制技术，建立起智能PID系统，为此需要使人工智能技术以及控制器得到很好的融合，这就需要用到非线性控制技术，使融合后的系统可以通过数学模型以及控制器参数即做到自动化的调整，大大提升了系统的适应能力。若是只能够投入模糊控制算法，同样可以使交流伺服系统具有更强的抗干扰性，使其具有更快的动态以及静态响应速度。

4 结语

智能控制技术的发展离不开传统非智能控制理念的推动，智能控制技术包含了非智能控制技术的优势，同时也具有计算机以及信息技术的強大优势，有效的应用了互联网技术以及计算机信息技术。智能控制技术主要是由模糊系统、神经网络 以及遗传算法等多种高精尖系统构成，将其科学的投入到机电一体化技术中，能够使高级线性以及非线性问题得到很好的解决。所以智能控制技术的应用是非常有必要的，可以更好地推动机电一体化方法更好更快的达到高质量以及高性能控制目的。

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