智能控制技术在机械电子工程中的应用研究

2021-01-28

探索科学(学术版) 2020年8期

江汉大学湖北武汉 430056

0 引言

智能控制技术是智能技术的一种应用形式，主要利用智能技术的智能逻辑负责整个控制流程，其具有一定的泛用性，但在机械电子工程中其应用尤为突出。智能控制技术的加入可使机械电子工程在自动化基础上具备智能化特征，能够取代人工对自动化生产中的一些问题进行识别、处理，人工一般不用介入，同时该项技术还具备自主学习能力，如果未能对某问题进行识别或处理，则会将相关信息保存到逻辑储存点进行深度分析，这样下次就能对此类问题进行识别或处理，说明该项技术随着应用时间的延长会越来越全面，基本上可以取代人工对机械电子工程进行控制。但针对如何在机械电子工程中正确使用智能控制技术的问题，就有必要展开相关研究，阐述技术的正确应用方法。

1 智能控制技术在机械电子工程中的作用

1.1 提高控制性能早期机械电子工程的自动化控制逻辑比较简单，一般只能根据设备运行情况对设备电路、控制单元进行控制，如在某设备左右横移的过程中，自动化控制逻辑将依照标准速度判断设备横移速度是否过快或者过慢，出现任意情况会对其速度控制单元发出指令，迫使控制单元调整设备横移速度，若调整后无法让设备横移速度达标，则会关闭电路，通知人工前来处理，而这种控制方式在性能上已经不满足现代机械电子工程生产需求，其对人工的依赖程度很大。而在智能控制技术基础上，如果依照标准发现设备横移速度过快或者过慢，则智能控制逻辑会对其原因进行挖掘，针对设备所在机组进行整体分析，随后针对原因发出控制指令，待原因被消除后再向横移设备发出控制指令，使控制指令能顺利落实，降低了设备控制对人工的依赖度，一般不会关闭电路[1]。

1.2 自我学习首先智能控制技术最初的智能逻辑由人工设定，这一点与自动化控制逻辑类似，运作中只能识别、处理被智能逻辑记录的问题，因此难免会遇到一些无法识别、处理的事项。其次在智能控制技术的自我学习能力上，每次遇到无法识别或无法处理的事项时，系统会通知人工前来处理，但同时会将此类事项的相关信息记录在知识库中，知识库是系统智能逻辑的储存点，相关信息被记录后将被智能逻辑进行深度分析，借助大数据等原始数据源去获取信息特征、定义等，这样下一次遇到同类事件时，智能控制技术就可以识别、处理以往无法解决的问题，如此循环，机械电子工程对人工的依赖程度会越来越低，有可能实现完全解放人工，进行全自动生产的目标[2]。

1.3 人机交互作用智能控制技术在实际应用当中具有良好的人机交互作用体现，其会对机械电子工程中各类设备的运作情况进行全面监控，监控所得数据信息会被实时发送到人工端，如智能手机上的APP或者是PC端软件，这样人工就能通过这些设备看到设备运行时的状况，且数据具有动态化展示特征，能使人工进行综合分析。同时当人工发现某些需要自身介入的控制需求时，可以直接通过设备切换至人工控制模式进行控制，控制完成后可自主退出该模式，或者等待系统自动退出。由此可见智能控制技术具有良好的人机交互作用，这使得技术应用可控制性较强。

2 智能控制技术在机械电子工程中的基本应用方法

2.1 自动化控制子系统设置因为智能控制技术的应用是建立在机械电子工程原有自动化控制逻辑上的，所以在技术应用中需要先设置自动化控制子系统。如针对某机械手臂，需要设置传感器、控制单元，其中前者负责采集机械手臂的运作情况，并将相关数据信息发送到智能控制终端，而控制单元负责接受智能控制终端传输而来的指令，并执行指令。同时为了实现数据信息发送、指令传输，需要在现场布置PLC总线，将机械电子工程中所以设备的传感器连接在一起，这样能提高传输效率。

2.2 智能控制逻辑设计智能控制逻辑设计可以分为两个步骤:(1)逻辑标准设计，人工需要预先分析机械电子工程中所有设备的运行标准，如在上下料运作中，要设置机械设备的上料点、抓取点、下料点、移动速度等，需要将这些标准以参数化形式存入智能控制系统的知识库中；(2)逻辑运行模式设计，通常根据人工分析问题的流程来设计智能控制逻辑的运行模式即可，如信息获取→信息识别→信息定义→信息整合→信息分析→生成决策

2.3 人机交互设计在智能控制技术层面上，人机交互设计主要侧重与两个要点:(1)故障预警功能设计，即谁也无法预测智能技术会在什么时间遇到无法识别、处理的事件，因此需要设计故障预警功能，这样当技术遇到类似事件时则会向人工发送预警报告，通知人工介入处理，由此实现人机交互；(2)人机交互中控制模式的切换机制，智能控制技术在机械电子工程中的应用具有两种运作模式，分别为智能控制模式与人工控制模式，其中前者是主用模式，后者一般作为应急模式使用，但为了保障系统的可控制性，系统必须随时做好切换至人工控制模式的准备，因此需要设计控制模式切换机制。首先应当在人工终端界面设置切换按钮，使人工点击按钮即可进入人工控制模式，其次当人工点击退出按钮或长时间在该界面中无任何操作时，系统则自动切回智能控制模式。