智能控制在机电一体化系统中的应用分析

王长阁

摘 要：近年来科学技术发展速度较快，这也有效的促进了机电一体化系统使用处理效果的优化，而且智能技术也开始融入到机电一体化系统中来，从而使机电一体化系统的运用方式发生了较大的变化。本文从智能控制和机电一体化的概述入手，并进一步对智能控制在机电一体化系统中的应用进行了具体的阐述。

关键词：机电一体化；智能控制；机器人领域；数控领域；机械制造；应用

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0214-01

1 智能控制和机电一体化的概述

1.1 智能控制

智能控制系统在当前众多领域中进行应用并取得了较好的成效，其具有极为广泛的应用。智能控制系统作为一个知识处理处理，通这对被控对象的各因信息进行分析和处理，从而使系统处于最优的状态，不需要人干预下可以自动进行操控。智能控制借助于计算机来模拟人工智能，能够有效的解决传统操控中无法完成的复杂操控。智能控制具有较强的组织性、变构造、非线性、高性能等特征，是一项由多种学科彼此相互穿插所构成的边缘学科。

1.2 机电一体化

机电一体化是基于机械装置与电子化设计及软件结合起来的系统，作为一门综合学科，通过对各种先进技术的充分运用，根据系统功能目标和优化组织目标，来对各功能单元进行合理配置和布局，从而实现特定的功能，确保整个系统的最优化。近年来机电一体化加快向智能化、模块化、网络化和系统化的方向发展，不仅应用范围更为广泛，而且极大的推动了社会的发展和进步。

2 机电一体化系统中智能控制的应用

2.1 智能控制在机器人领域的应用

近年来机器人行业发展速度较快，并在较多方面都重视智能控制技术的应用，如在机器人手臂动作和姿态的控制、机器人行走路径、停留位置和躲避障碍物等动作控制方面都离不开智能控制技术。由于机器人在控制参数方面具有多变性，而且对于动力学方面具有时变性、非线性和强耦合性的要求，对于传感器信息具有多信息要求，对于控制任务具有多任务要求，因此在机器人领域中，智能控制的应用十分适合。而且当前智能控制发展速度较快，其实用性、可靠性和优越性在很多应用系统中都得到了较好的证明。无论是智能控制的神经网络控制还是模糊控制在机器人领域中的应用都显示出了绝对的优势。在实际应用过程中利用神经元之间的联结和权值分布来表示特定的信息，并处理各传感器接受到的信息，然后以直接自校正控制方式来实现对机器人的控制。由于模糊控制建立在模糊集合、模糊推理和模糊语言变理等基础上，在机器人建模和控制等方面利用模糊控制。另外，在对机器人路径进行设计和规模过程中会利用免疫算法，并与遗传算法和进化算法相结合，进一步实现对控制程序和控制技术的优化。

2.2 智能控制在数控领域的应用

智能化是当今数控系统的一个发展趋势，随着科学技术的发展，人们对加工质量提出了更高的要求，尤其是在数控领域应用智能控制成为人们越来越迫切的要求，如对制造网络通行能力、加工运动的模拟、推理和决策能力、智能编程、智能监控、自寻优等功能的要求。数控系统中的某些模块通过数学建模及传统的控制方法可以实现，但是数控系统中的很多环节因为缺乏准确的信息，无法通过数学建模和传统的控制方法实现，这时就需要通过智能控制方法和理论实现。利用模糊推理对数控机床进行故障诊断，利用模糊控制优化加工过程，利用模糊集合理论对某些控制参数进行调整；利用神经网络技术可以实现插补计算、故障诊断；利用专家系统可以实现对某些难以确定算法或结构不明确的情况进行推理计算。另外，利用专家系统对多个数控机床维修专家的经验进行综合，并收集现场故障信息，再根据合理的推理规则，结合故障情况提出相应的维修意见。

2.3 智能控制在交流伺服系统中的应用

在机电一体化产品中，伺服系统是其主要组成部分，而伺服系统的合理性將决定产品的最终质量、性能等，而伺服系统又是一种非常复杂的整体结构，所以其参数的改变非常频繁，容易受到各种因素的影响，这就容易导致很多不确定的因素，而智能控制能够减少这些不确定因素，使交流伺服系统更加稳定的工作，所以把智能控制应用于交流伺服系统中，能够有效地促进交流伺服系统的工作效率。

2.4 智能控制在工业生产中应用

智能控制应用在工业生产中能够极大地提高工业生产效率，在工业工艺过程，如专家控制器和神经元网络控制器等控制器的设计中，就可以引进智能控制。工业生产过程是一个庞大复杂的生产过程，单单利用人工是难以完成的，对整个工艺的操作和控制、以及对整个过程故障的诊断等都需要智能控制的参与，而且智能控制在未来的工业生产中将占据绝对主导地位。

2.5 应用在机械制造中

近年来我国工业化进程的加快，这也促进了先进机械设备的应用，不同的机械设备在具体运用过程中，通过使用电子控制系统，能够有效的提高设备运行效率和做功精度。现代科学技术的发展也积极的促进了机电一体化技术在机械制造中的应用，如采用电子控制技术和智能技术在称量过程中完成自动化运行，有效的避免了人工测量的误差，确保了机械使用效率的提升。利用机电一体化技术机械设备使用中的应用，同时实现电子化和智能化的测量和监控，有效的实现了机械产品的精度控制，确保了其工作的高效性。在当前机械制造中人力还占据较重的部分，因此将原有机械理论与智能控制有效结合，可以加快推动机械制造智能化的发展步伐，对提高机械制造效率和准确度具有非常重要的意义。

3 结束语

近年来在微电子技术和超大规模集成电路发展下机电一体化技术越来越成熟，并在实际生产生活中发挥着重要的作用。特别是智能控制和出现，为机电一体化的长远发展奠定了良好的基础，其作为机电一体化系统中的一种新型控制技术，打破了传统机电一体化工作原理，全面提高了机电一体化运转的效率。当前在机电一体化系统中，智能控制涉及的领域十分广泛，而且针对实际生产生活需要，智能控制系统也得以不断改进和完善，有效的带动了产业的发展，为社会和经济的快速发展起到了积极的保障作用。

参考文献

[1]陈雪梅.机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J].河南科技，2010，14.

[2]董 勇，谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数学技术与应用，2011，10.

[3]晏建新.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].中国科技博览，2011，30.

收稿日期：2018-3-5