智能控制在机电一体化系统中的应用研究

2021-03-27刘文君

农业科技与信息 2021年2期

关键词：机电机床故障诊断

刘文君

（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰730400）

智能控制应用到机电一体化系统中可以转变传统控制对象的操作模式，在提升机电一体化系统性能方面占据着非常重要的地位。

1 智能控制

1.1 概述

智能控制主要是在无人操作的情况下，实现各项生产、控制等一系列生产作业，且智能控制属于机械化控制技术的范畴。同时，智能控制主要由自动控制、人工智能以及运筹学等方面组成，其中自动控制主要是指动力学特点所形成的一种动态回馈系统[1]；人工智能具有学习、信息记录、信息处理、语言表达等功能，可以加强其控制效果；运筹学主要是通过量化处理的方式，并且具有线性规划、科学配置、网格规格等管理功能，可对系统生产过程中可能出现的问题进行有效解决，减少生产问题的产生，实现良好的控制性能。

1.2 特点

一是智能控制在操作运行时主要是将人工智能作为前提，可以对各项信息理论进行全面把控。二是智能控制的适应性相对较强，可以根据机电一体化系统运行的环境以及生产需求做出适当调控，以此保证机电一体化系统运行的稳定性和可靠性。三是通常利用动态轨迹方式、物理动力学方式等，对机电一体化系统运行过程进行模拟，可从模型中分析其中可能存在的问题，并且加以解决。

1.3 应用优势

1.3.1 优化生产产品智能控制在机电一体化系统应用时均对模块化设计进行了利用，并且其功能也相对较为多元化，可以对机电一体化系统的生产进行优化，以此实现高质量的生产。

1.3.2 提升生产效率智能控制在机电一体化系统的应用，可以简化其生产流程，以此缩减时间，提升生产效率。通过利用智能控制，可以减少人力的操作，既可降低危险，又能优化生产作业，确保机电一体化系统生产的可靠性。

1.3.3 降低成本根据机电一体化系统运行的状态，实时控制、检测以及故障诊断，提升其运行生产效率，减少故障的产生，以此降低成本，实现良好的经济效益。

2 智能控制的具体应用

2.1 机械制造

机械制造在机电一体化系统运行生产中起到了关键性作用，将智能控制应用到机械制造，主要是保证机电一体化系统生产产品的质量。具体应用如下：一是智能控制应用时主要是以计算机为基础，对人脑进行模拟，可有效完成机械化生产的模式，实现良好的生产效率。二是主要对智能控制中的神经网络系统进行有效的应用，并且对机械制造生产过程实施动态模拟。在模拟后通过传感器融合技术，将所获取的各项信息和数据进行处理，并针对机械制造生产的需求，对部分信息和数据进行修改，以此保证机械制造生产的稳定性和可靠性。另外，智能控制在应用时可以对机械制造机电一体化系统运行状态进行监测和故障诊断，及时发现问题、处理问题，以此减少机械制造生产问题的产生。

2.2 数控

一是主要利用模糊控制理论实现对数控系统的加工和优化，主要是因为数控对于机电一体化系统来说，可以对整个生产期间进行监控实现故障诊断功能，以减少故障的产生，确保数控生产的稳定性和可靠性（见图1）。二是智能控制中人工智能技术，可以在机电一体化系统中插补运算以及故障诊断功能。通过利用人工神经网络技术，可以有效实现对数控系统当中开闭环的结构增益进行调节控制，对数控生产加工过程进行严格控制[2]。同时，智能控制在数控领域机电一体化系统应用时可以针对生产过程的状态，做好密集化数据处理，及时解决其中存在的异常，提升数控领域生产的效率。

图1 智能控制在数控领域机电一体化系统中示意图

2.3 机床

机床是机电一体化系统运行中一项重要的组成部分，在运行生产时为了提升其准确性，确保加工精准度，将智能控制应用到其中，可以根据机床生产期间的实际情况以及生产参数等，对生产情况做出适宜的调整，避免在生产中产生较大的偏差，以此确保有效性。另外，智能控制在机床应用时可以有效缓解机电设备振动对产品所造成的影响，并且对机床实施一定的保护，确保生产的稳定性和安全性。同时，机床在生产时一旦发现异常或者故障，可以立即停止生产，并且做出相应的维护，不仅不会造成严重的影响，且对于机电一体化系统进行了维护，延长了其使用寿命。

2.4 交流伺服机

交流伺服机在机电一体化系统中主要起到服务和控制的作用，也是整个机电一体化系统运行中一项较为复杂的环节。服务和控制时会涉及较大、较多的参数数据量，这些参数数据量在动态参数的影响下会导致机电一体化系统产生的不确定性。同时，在交流伺服机运行时经常会受到电控以及非线性因素的影响，进而降低机电一体化系统运行数据的准确性，容易引发系统故障产生。通过利用智能控制，可以对交流伺服机运行流程进行一定的简化，并且根据交流伺服机运行的规律以及特点，对整个机电一体化系统运行进行控制和服务，确保机电一体化系统运行的稳定性[3]。另外，智能控制在交流伺服机应用时可以对机电一体化系统运行的各项数据进行整合，稳定动态参数，并且将数据库建模作为辅助，提升交流伺服机运行的准确性，并及时发现存在的异常。智能控制的应用可以根据交流伺服机的运行情况，对动态参数指标进行调整，确保交流伺服机的运行性能，为机电一体化系统稳定运行生产提供基础性的保证。