智能控制及其在机电一体化系统中的应用

周健安

摘要：随着互联网技术的快速发展，智能化控制技术也得到了显著的进步，并且在机电一体化系统中的应用进一步深化。智能化控制技术对传统的控制技术带来了极大的条韩，逐步在社会中的各行各业发挥着愈加重要的作用，不仅弥补了传统控制技术生产方面的缺陷，而且还能够明显地提高生产效率，智能化控制技术促进了机电一体化系统向更稳定、更高效的方向不断地发展。本文主要论述了智能控制技术的特点和控制理论，并且对比了其于传统控制技术的差别。

关键词：智能控制；机电一体化；系统应用

随着互联网集成电路技术的不断完善和创新，机电一体化系统的发展水平进一步提高，这在一定程度上使得机电一体化技术在多个范围和领域内得到了广泛的应用，不仅明显地提高了机电设备的工作效率，还极大地改善了人们的生活水平。新的时代条件下，科学技术的竞争机会愈加地激烈，在机电一体化系统中运用智能化控制技术，能够产生明显的技术优势，可以明显地降低机电设备的投资成本，更促进了机电一体化技术的迅速发展和成熟。

1. 智能化控制技术的主要特点

随着科技的不断发展，智能化控制技术在日常生活中已经无处不在，已经广泛地应用到生活中的各个领域，这是互联网计算机技术的深入发展和应用的具体体现。智能化控制技术和传统的机电一体化系统显著地区别就是在整个控制过程中没有人力的操作和控制，全部都是通过智能化软件控制和智能化机械设备运行的命令来进行，智能化控制技术本质上就是实现自动控制的智能化技术，在技术层面很好地解决了传统的机电一体化所存在的技术缺陷，有效地改善了传统控制技术需要人力干预的局面，智能化技术还能够把多个专业知识有效地融合在一起，在各个领域之间都实现了智能化控制。

智能化控制技术主要有以下的技术特点：智能化控制技术和传统的简单的控制技术之间的本质区别是其能够在系统高层控制单元中得到很好的应用，智能化控制技术的设备相对比较齐全，其非线性特性比较理想；智能化控制技术的设备使用灵活，能够根据整个系统的运行来对控制系统的结构进行改变和调整；智能化控制技术还具有很强的学习功能，能够满足不同领域的多样化和多功能的发展需要；智能化控制技术是一个崭新的工程领域，具有潜在的发展空间。

2 智能化控制技术和传统控制技术的主要区别

2.1 智能化控制技术是传统控制技术优化的结果

传统的控制技术主要是通过机械控制来代替了人工控制，因此，智能做重复性的简单操作，并且普遍应用在工业化活动的底层，而智能化控制技术则有着明显的不同，智能化控制技术是以传统控制技术理论为基础，通过融合互联网计算机技术实现了智能化控制，并且智能化控制结构相对灵活、开放，在处理综合信息和学习能力方面具有显著的优势[1]。

2.2 智能化控制技术的侧重点不同

智能化控制技术的控制对象和传统控制技术有着本质的区别，智能化控制技術的控制系统是先进的计算机控制，具有非线性和不确定性的技术特征，其功能相对比较多样化，主要是通过发出一系列复杂的指令来达到智能化控制的根本目标，而传统控制技术仅仅是对线性和确定性的控制对象进行简单的操作。

2.3 智能化控制技术的设计重点不同

智能化控制技术的设计重点是对不同的控制对象和任务目标进行智能化的扫描、识别，主要是通过改变程序和数据库已有的命令来实现控制系统的运行，而传统的控制技术的目标相对就比较单一，主要是运用固定的数学公式和运动理论公式来实现对象的控制。智能化控制的功能比较广泛，不仅可以根据广义的数学模型来实现混合控制，还能够根据开环和闭环的特征模型以定性的方式来执行控制命令，从而实现模型多样化的控制目标。

2.4 智能化控制技术的学习方式不同

智能化控制技术主要是通过技术人员的经验总结来获取控制专业知识，并且能够在使用的过程中不断地根据控制的实际情况进行优化和改进；传统控制技术获得控制知识的主要手段则是通过固定的公式理论定义来实现。智能化控制技术本质上就是对人类的行为进行模仿，然后就可以根据控制对象所处的运行状态和环境状况来进行有效的判别，智能化控制系统的决策能力相对准确、及时，控制能力也比较强，而传统控制技术完成控制命令的程序相对简单的多，主要是通过控制指令来完成比较简单的机械动作。智能化控制系统更容易得到人们的认可，可以根据已出现问题的特征自主地进行性能的优化[2]。

3 智能控制技术在机电一体化系统中的应用

3.1 智能化控制技术在数控领域的应用

先进科学技术的快速发展使得控制技术领域的竞争日渐激烈，智能化技术除了能够维持机电一体化系统的稳定性和可靠性外，还能够保障系统的安全等级和精确度，还可以实现系统功能的多样化，简单地说则是智能化控制技术能够满足机电一体化系统运行的实际需求，智能化控制技术使得系统的功能更加强大，可以对系统的运行信息进行综合性的分析和处理，通过感应周边环境因素的变化采取比较灵活的控制政策。智能化控制技术能够根据机电一体化系统运行的实际情况对程序进行编辑和调整，从而实现自我学习、控制和修复的控制目标。智能化控制技术的理论主要是模糊控制，在控制系统中对模糊的系统具有较强的控制作用，智能化控制技术还能够对控制系统进行功能优化，自动地寻找运行中的性能缺陷，有效地提高机电一体化系统的安全运行指数。例如对于车间生产线活化炉电气改造，通过采用先进调整器PID控制，测温仪反馈信号，PLC编程控制，触摸屏操作。采用西门子工业控制模块后，有效地提高了自动化水平，提高生产线产能。

3.2 智能化控制技术在机器人领域的应用

机器人领域是近年来发展的热点话题，机器人领域的快速发展的技术支撑则是智能化控制技术，机器人正常使用功能主要是实现常有的动力学特征，这些动力学特征主要包括非线性和时变函数等关系，特别是需要通过传感器的传递作用来实现信息的多样化发展，其控制系统的参数变化是以能够实现功能的多样化和智能化控制为目标，上述的控制技术都是和智能化控制技术紧密相连，不难发现，智能化控制技术在机器人领域的发展扮演着重要的角色，例如机器人行走的路线规划、动作信息处理、动作控制信息都需要通过智能化控制技术来实现，当机器人系统中采用智能化控制技术后，机器人就能够根据面对的现实情况进行自我的学习、调整和适应。

3.3 智能化控制技术在交流伺服系统的应用

交流伺服系统是机电一体化系统的重要组成部分，交流伺服系统的主要作用就是对信号进行及时的处理，从而实现设备执行动作的快速反应，直接影响着机电一体化系统的控制质量和控制效率。通常情况下，交流伺服系统会根据时间来改变电动机的运行参数进和负载扰动，控制系统的对象具有非确定性和不确定性的特点，总的来说整体运行参数比较复杂，在实践操作过程中很难获得精确的数学模型公式。在交流伺服系统中运用智能化控制技术，则能够显著地改善整个系统的可靠性和稳定性，进而提高交流伺服系统的功能指标。智能化控制技术中的模糊控制理论能够使得交流伺服系统及时地响应变化信号，优化系统自身的灵敏性，保证交流伺服系统具有足够的灵敏性、抗干扰能力和自我学习能力，还能够根据实际情况发出调整信号。

结语：

机电一体化系统已经被广泛地运用在社会的各个领域，产生了积极的影响，特别是智能化控制技术的运用使得机电一体化系统朝着先进、高端的发展方向进行功能的优化和创新，极大地提高了系统的控制效率，减少了控制信号错误发生的概率，相对传统的控制技术，具有明显的技术优势。本文全面地分析了智能化控制技术的显著特点、优势及应用，能够为智能化控制技术的进一步发展提供理论借鉴。

参考文献：

[1]汪国庆.智能控制在机电一体化系统中的应用分析[J].科技展望.2016（04）：38-39.

[2]赵祥坤，李帅三，苏奎.基于智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J].中国新通信.2014（03）：121-122.