機電一體化智能控制探析

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摘要：隨著我國科技的不斷進步，我國機電領域逐漸向著自動化、一體化、智能化、集成化方向發展。機電一體化系統融合了機械、電子、信息等技術。機電一體化系統的應用顯著的提升了機電設備的自動化控制，隨著人們對機電運行要求的日益提升，機電一體化系統中智能控制的作用日益顯著，因此，文章將從機電一體化系統中智能控制的基本概念以及機電一體化系統的特點入手，淺析機電一體化系統中智能控制在多個領域中的應用。

關鍵詞：機電一體化系統；智能控制；機械制造；數控領域；交流伺服物器

當前我國工業正處于生產轉型的重要時期，隨著我國科學技術水平的不斷提升，智能化技術的應用越來越廣泛，智能化技術的應用使得機電一體化系統的智能控制水平得到了顯著的提升。機電一體化系統中智能控制的應用極大的提升了我國工業生產的效率，降低了工業生產運營的過程中其運行和生產的成本。提升了企業的經濟收益。本文將從機電一體化系統中智能控制的基本概念入手，淺析機電一體化系統中智能控制的實際應用。

1機電一體化系統中智能控制概述

1.1機電一體化系統。所謂的機電一體化系統，是指新興的微電子技術，機電一體化系統將機械、信息、電工、微電子、傳感器等技術進行有機的融合，以機械設備、電子元件、計算機設備為硬件構成，以電子技術、通信技術、微機技術為軟件構成，對設備和系統進行控制和管理[1]。機電一體化系統主要應用于機電一體化產品以及一體化執行系統，機電一體化系統的主要構成，可以分成信息處理構件、控制構件、電力供應構件、執行構件、機械構件等五大部分組成。機電一體化系統隸屬于綜合性功能化技術，機電一體化系統的應用能夠極大的降低能源消耗，提升生產精度。1.2智能控制。智能控制，主要是指通過依賴計算機技術、通信技術等在非線性控制方面開展的智能化、自動化、無人化控制，智能控制是機電一體化系統的重要組成部分之一，由于智能控制性能的優異性使得智能控制越來越受到人們的青睞。機電一體化系統中智能化控制的應用日益廣泛。機電一體化系統中智能化控制的應用極大的降低了企業的運營生產成本，提升了生產、管理、控制過程中的經濟收益。

2機電一體化系統的特點概述

從大體上而言，機電一體化系統的特點可以概括性的分成以下三點：一是，綜合性特點，機電一體化系統是以信息理論、控制理論、系統理論為核心的復合型技術，機電一體化系統包含了控制、管理、機械、檢測等功能，具體來說機電一體化系統是微處理技術和機械技術的融合利用。二是，智能性特點，機電一體化系統的應用轉變了機械處理的表象，通過微處理技術的應用轉變了傳統的控制方式，提升了控制的精度[2]。機電一體化系統中的機械結構主要由儀表、傳感器構成，通過對機電一體化系統中系統參數的調整和設置能夠讓機電一體化系統發揮出不同的性能，使得機電一體化系統的應用更為廣泛，通過機電一體化系統中的傳感器以及信號發射裝置，能夠將自身收集的數據以及參數反饋給中央處理器進行智能化處理。三是，完整性特點，機電一體化系統中主要包含有微處理器、傳感器、動力及、傳動系統、執行構件等等，機電一體化系統屬于完善的機械化系統，機電一體化系統通過對傳統的機械設備的結構改進，以傳統的機械設備為基礎融入了微處理技術、智能測量技術、通信技術等等高端技術，使得機電一體化系統能夠為設計行業、機械制造行業、控制領域等提供更有優質的服務。

3機電一體化系統中智能控制的應用概述

3.1機電一體化系統中智能控制在數控領域中的應用。機電一體化系統中智能控制在數控領域中的運用，能夠彌補數控領域中的技術不足。在數控領域其追求的即是高效率、高精度、高安全性以及高可靠性，并且在數控領域還要求數控設備具有較高的智能化處理能力，如擴展性、延伸性、模擬智能等行為和特性。數控領域中的數控機床，會要求數控技機床以其編寫的代碼進行加工操作，要求數控機床對加工的構建進行規劃、調整、預測加工方式，并且數控機床系統不能對加工程序進行不良干擾[3]。機電一體化系統中智能控制在數控機床中的應用，對數控機床的性能進行了進一步的提升，使其具備了智能化監控能力以及智能化編程能力，使得數控機床真正的實現了自動調整、自動適應、自動識別、自動規劃等功能。對于數控領域需求來說，數控機床的控制需求主要是依賴于傳統的經典控制來建立部分模型，但是傳統的經典控制離亂并不能通過模糊信息進行建模，對信息的精準性要求歸于嚴格，機電一體化系統中智能控制的應用可以構建模糊推理規則，實行模糊控制，降低了數據的精確度，進一步的優化了加工程序，使得數控機床對周邊運行環境的要求進一步降低，基于機電一體化系統中智能控制的模糊理論，能夠對數控機床中數控系統的參數進行微量調節，提升了數控機床的適應性。插補計算是數控加工的核心算法之一，在實際的計算過程中，需要對加工信息進行取點，常見的加工信息為起點、終點、線型等，老式的加工系統的位置軟件增益調節控制功能的實用性較差，機電一體化系統中智能控制技術的應用，能夠通過人工神經網絡進行控制，可以實現逼近任意復雜程度的非線性函數。并且與此同時，機電一體化系統中智能控制技術中的專家系統，還能夠對數控加工過程中不明確的推理問題進行簡易推理，機電一體化系統中智能控制中的遺傳進化系統，還能夠提前預測、動態反饋以及優化加工路徑。3.2機電一體化系統中智能控制在機器人領域中的應用。機電一體化系統中，智能控制在機器人領域中的應用十分廣泛，機器人技術的研究時間較晚，機器人研究領域是當前高端技術研究之一。動力學控制的實現，是控制機器人行為的核心，并且動力學理論大多是實時變化的、非線性的、高內聚的。以雙足行走的機器人為例，雙足行走的機器人可以看成動態二級倒立擺，動態二級倒立擺具有非線性特征。并且機器人研究領域中涉及到的傳感器信息數據十分繁雜，機器人控制系統自身的復雜性較高，其控制系統隸屬于多變量系統，要想保障機器人行動的平衡性就需要多個命令并行執行，例如，機器人自動躲避障礙命令、動作規劃命令、平衡調整命令、視覺處理命令等。傳統的控制算法，由于其自身的限制能難實現全方位的控制，因此，通過機電一體化系統中智能控制的應用，可以直接彌補傳統控制系統的不足。以機電一體化系統中智能控制技術中的神經網絡為例，神經網絡是典型的放生智能控制技術，神經網絡具有較強的非線性映射嫩里和較高的實效性，神經網絡是當前機器人研究的主要方向之一，神經網絡主要應用于機器人機械手臂的現場控制。機電一體化系統中，智能控制技術在機器人中的技術應用，還含有模糊控制技術等，多種不同智能化控制技術的綜合性應用，也是機器人研究的一大發展方向，上文中所述的神經網絡模擬控制技術，就彌補了控制思維神經元結構的相對任意性。3.3機電一體化系統中智能控制在交流伺服物器中的應用。機電一體化系統中，智能控制在交流伺服系統中發揮著至關重要的作用，并且機電一體化系統中智能控制的過程中，也會涉及到交流伺服驅動裝置的運用，交流伺服驅動裝置主要是價格電子信號轉變為機械動作信號，促使機械設備接受到電子信號之后，能夠通過交流伺服驅動裝置來轉變為可讀的機械信號，進而進行機械設備運作，交流伺服驅動裝置的運行狀態會直接影響到整體機械運行的動態性，交流伺服驅動裝置的性能與機電一體化系統之間屬于相互依存相互影響的關系，兩者之間互為影響。矢量控制技術的應用，使得交流伺服驅動裝置實現了系統內部之間數據的共享，交流伺服系統其自身的復雜性較高，其不僅僅會涉及到負載擾動還會涉及到參數的實時變化，因此，控制參數也屬于非線性的、實時變化的參數，傳統的通用的PID控制方式已經滿足交流伺服系統的實際需求，因此，我國當前在使用交流伺服物器的過程中，主要采用機電一體化系統中智能控制，機電一體化系統中智能控制可以將非線性的控制方式直接運用到交流伺服物器之中，通過機電一體化系統中智能控制的應用，能夠實現參數的實時調賬，提升了交流伺服物器的實用性。3.4機電一體化系統中智能控制在機械制造領域中的應用。機電一體化系統中智能控制在機械制造領域中的應用，提升了機械制造行業的智能性，機電一體化系統中智能控制的運用，主要是為了通過計算機技術來模擬人腦，進而帶代替部分人腦工作，降低機械制造過程中相關工作人員的工作壓力，使得其能夠將工作精力放到其他工作環節中去。與此同時，通過電腦來代替人腦的工作方式還能夠降低人工誤差，提升機械生產的精度。在機械制造領域中運用機電一體化系統中智能控制技術中的神經網絡系統，能夠對機械制造的生產狀況進行實時的監督和動態方針，通過加工生產過程中的傳感器來收集相關信息數據，在經由信號傳輸裝置將信息數據傳輸至中央處理器，對控制模式中的數據和參數進行實時的調整和修改，進而實現了機械制造和生產的智能化控制和實時控制。概括來說，機電一體化系統中智能控制在機械制造領域中的硬裝，主要是機械制造系統的智能檢測和監測、故障的實時監測。

4結語

隨著我國工業化建設進程的不斷推進，原有的傳統的控制方法、控制理念已經不能滿足人們的需求，引入和推行先進的技術理論成為必然。機電一體化系統中智能控制技術是在原有的非智能控制基礎的基礎上逐步的發展而言，機電一體化系統中智能控制相比傳統的非智能控制基礎而言，其融入了計算機技術、通信技術等，機電一體化系統中智能控制技術，彌補了傳統控制技術的不足之處，機電一體化系統中智能控制的應用，直接有效地解決了高級線性和非線性問題。

參考文獻：

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[3]龐海龍.智能控制在機電一體化系統中的應用[J].能源與節能，2017，（3）：65-66，68.

[4]鄭川.談機電一體化系統中智能控制的應用[J].黑龍江科技信息，2016，（13）：108.

作者:楊麗琴 單位:江蘇省泰興中等專業學校