摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的“機(jī)電一體化”專業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。僅就智能控制、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等諸多方面進(jìn)行簡單的分析論述。

關(guān)鍵詞：智能控制；模糊控制；機(jī)電一體化

一、簡述智能控制技術(shù)

智能控制（intelligent controls）在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)。智能控制是繼自動化控制和人工智能基礎(chǔ)上新發(fā)展起來的一門學(xué)科，它可以在系統(tǒng)中達(dá)到感知環(huán)境和信息，從而達(dá)到對一些不穩(wěn)定因素進(jìn)行控制的目的。

二、“機(jī)電一體化”技術(shù)

“機(jī)電一體化”技術(shù)是多種技術(shù)融合產(chǎn)物，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上，在計(jì)算機(jī)、傳感器和軟件技術(shù)三者的支撐下發(fā)展起來的。實(shí)際上，“機(jī)電一體”化技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限于機(jī)械與電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，而是融合檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)于一體的交叉學(xué)科與綜合技術(shù)。其中，信息處理技術(shù)是“機(jī)電一體化”技術(shù)中必不可少的部分。

1.“機(jī)電一體化”系統(tǒng)的基本組成要素

（1）機(jī)械本體

機(jī)身、框架、機(jī)械聯(lián)接等產(chǎn)品支持機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)造功能。

（2）動力與驅(qū)動部分

提供能量，轉(zhuǎn)換成需要的形式，實(shí)現(xiàn)動力功能。

（3）傳感測試部分

檢測產(chǎn)品內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)計(jì)測功能。

（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)

包括機(jī)械傳動與操作機(jī)構(gòu)，接收控制信息，完成要求的動作，實(shí)現(xiàn)主功能。

（5）控制及信息處理單元

處理、運(yùn)算、決策，實(shí)現(xiàn)控制功能。

2.“機(jī)電一體化”的核心技術(shù)

（1）計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)

主要完成信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策等，其主要工具是計(jì)算機(jī)。

（2）自動控制技術(shù)

關(guān)于軟件方面的技術(shù)，主要以控制理論為指導(dǎo)，對控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真、現(xiàn)場調(diào)試、可靠運(yùn)行等。機(jī)電自動控制技術(shù)是“機(jī)電一體化”中的關(guān)鍵技術(shù)。

（3）傳感與檢測技術(shù)

研究對象：傳感器及其信號檢測裝置（即變送器）

作用：感受器官、反饋環(huán)節(jié)。

要求：快速、精確地獲得信息并在相應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境中。傳感與檢測是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程度就越高。

（4）伺服傳動技術(shù)

研究對象：執(zhí)行元件及其驅(qū)動裝置。

執(zhí)行元件種類：電動、液壓、氣壓。

驅(qū)動裝置：各種電動機(jī)的驅(qū)動電源電路。

三、“機(jī)電一體化”系統(tǒng)中的智能控制

“機(jī)電一體化系統(tǒng)”中，智能控制的主要特點(diǎn)是對環(huán)境的識別和符合的識別上，而在傳統(tǒng)的控制技術(shù)中，則主要是對運(yùn)動學(xué)方程以及函數(shù)等數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，在這一點(diǎn)上，智能控制有了很大地改變，極大地提高了工作效率。

1.智能控制與機(jī)電一體化融合的必要性

從20世紀(jì)末開始，世界上許多國家的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)有了智能控制發(fā)展的新階段。這些發(fā)展取得了巨大的成果。

其一，把先進(jìn)的通信技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等應(yīng)用到機(jī)電一體化

中，使得加工技術(shù)得到了很大地提高，其精細(xì)度更加深入，而且隨之而出現(xiàn)了諸如微機(jī)電一體化和光電一體化等最新的技術(shù)結(jié)構(gòu)。

其二，對于機(jī)電一體化的系統(tǒng)研究，如，其系統(tǒng)建模分析、設(shè)計(jì)和集成等方法，而且在機(jī)電一體化學(xué)科體系上的研究也更加深入了。

其三，機(jī)電一體化的應(yīng)用也更加廣泛，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能控制以及光纖技術(shù)等很多的創(chuàng)新領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用和發(fā)展。

機(jī)電一體化的未來發(fā)展是以智能化作為主要方向的，智能控制的優(yōu)劣直接決定機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體水平。而且智能控制目前已經(jīng)被用在很多方面，包括各種行業(yè)，凡是能夠使用機(jī)電一體化的地方，都能夠與智能控制技術(shù)相結(jié)合。

2.智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）智能控制技術(shù)根據(jù)外部環(huán)境變化，針對系統(tǒng)工作內(nèi)容進(jìn)行智能化調(diào)控，可以有效地提高機(jī)電一體化系統(tǒng)工作人員輸入的精度與效能。

（2）智能控制技術(shù)可以使“機(jī)電一體化”系統(tǒng)按照工作人員輸入的指令編碼進(jìn)行工作，這樣可縮短加工時間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)加工工作的改革。

（3）智能控制技術(shù)還可有效地對機(jī)電一體化系統(tǒng)中的部分結(jié)構(gòu)與程序進(jìn)行智能化控制與調(diào)試，以保證系統(tǒng)工作程序的安全性與可靠性，進(jìn)而提高系統(tǒng)的工作效率。

3.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）機(jī)械制造中的智能控制

結(jié)合機(jī)械理論、計(jì)算及輔助技術(shù)和智能控制方法，產(chǎn)生了機(jī)電一體化系統(tǒng)的制造過程中的新型工藝，逐漸向智能制造系統(tǒng)方面靠攏，不僅可以解決系統(tǒng)自身的空缺，還可預(yù)防系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不精準(zhǔn)性，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊教學(xué)這兩種途徑，制作動態(tài)模擬模型，再加上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析和研究功能，就可以實(shí)現(xiàn)在線模式的識別，對錯誤信息及時進(jìn)行刪除和對不完備信息進(jìn)行完善處理。

（2）數(shù)控領(lǐng)域的智能控制

在數(shù)控領(lǐng)域所要求的智能控制要求非常嚴(yán)格，特別是在延

伸、擴(kuò)展和模擬等方面的知識。比如，利用專家系統(tǒng)可以數(shù)控領(lǐng)域中難以確定算法與結(jié)構(gòu)不明確的一些問題進(jìn)行綜合處理，再運(yùn)用推理規(guī)則對數(shù)控現(xiàn)場的一些數(shù)控故障信息進(jìn)行推理，從而獲得維修數(shù)控機(jī)械的一些指導(dǎo)性建議。

智能控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用是十分常見的。國內(nèi)外對于這一方面已有很深的研究，無論是在現(xiàn)代機(jī)械還是典型機(jī)械上。其控制方法相較于傳統(tǒng)釣控制方法更具柔性，有很大的優(yōu)勢。智能控制系統(tǒng)以微處理器為核心，在精密機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了更為廣闊的前景。

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（作者單位 蘇州工業(yè)園區(qū)工業(yè)技術(shù)學(xué)校）