摘要：當下，越來越多行業(yè)領(lǐng)域的機械設備呈現(xiàn)出機電一體化的發(fā)展態(tài)勢，這無疑是實現(xiàn)其自動化、智能化與人性化的一大途徑。而智能控制作為機電一體化系統(tǒng)的核心技術(shù)，必然會影響其應用實效。故在此結(jié)合智能控制的特點和類型，就其在機電一體化中的應用策略加以探討，希望有助于智能控制領(lǐng)域健康發(fā)展，并提高機電一體化的智能化水平。

關(guān)鍵詞：機電一體化；智能控制技術(shù)；控制策略；

近年來，融合了多種先進技術(shù)的機電一體化系統(tǒng)得到了蓬勃發(fā)展和廣泛應用，為社會生產(chǎn)生活創(chuàng)造了極大的便利，這顯然離不開智能控制技術(shù)的重要作用。因智能控制技術(shù)可有效解決非線性、時變性、多層次性等控制領(lǐng)域的復雜難題，利于機電一體化系統(tǒng)的可靠運行。故希望通過對機電一體化中智能控制策略的探討，對推動兩者協(xié)調(diào)發(fā)展有所助益。

1.智能控制技術(shù)綜述

智能控制是目前控制領(lǐng)域的研究重點和熱點，簡單的講，其是以自組織、自適應、人機系統(tǒng)、Petri網(wǎng)等智能理論為基礎，以計算機、網(wǎng)絡通信、控制技術(shù)等為平臺，然后在無人干預的條件下，由智能機器獨立、自動控制系統(tǒng)設備完成既定目標[1]。

而智能控制技術(shù)之所以在機電一體化系統(tǒng)中廣泛應用，并發(fā)揮著日益重要的作用，與其自身特點有直接關(guān)系，如變結(jié)構(gòu)、非線性較高，核心多為高層控制，任務要求較為復雜，控制模型相對不確定，組織功能、適應能力、學習功能極強等，這些均為其發(fā)展和應用提供了良好契機。具體而言，當下的智能控制系統(tǒng)主要涉及下述幾類：專家系統(tǒng)，即將專業(yè)知識、控制技能、專家經(jīng)驗等匯集至專門的數(shù)據(jù)庫，然后依據(jù)程序指令進行運行操作（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示），相對而言，實用性較好；神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，即基于神經(jīng)細胞、人工神經(jīng)元等實現(xiàn)分布處理、非線性映射、人工智能模仿等功能，具有較強的自組織、自適應和并行處理的特點，在機電一體化中的應用最為廣泛；分級控制，即以自組織和自適應為前提，實行相對獨立的組織、執(zhí)行、協(xié)調(diào)等控制功能；模糊控制，即專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的集合體，有助于控制技術(shù)智能化和模糊邏輯功能的提高。

2.機電一體化中的智能控制策略

機電一體化為自動化領(lǐng)域發(fā)展創(chuàng)造了良好契機，而智能控制技術(shù)又為機電一體化提供了有力支持，故兩者的融合發(fā)展則為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下了堅實基礎，故探討機電一體化中的智能控制策略十分必要，下面就其加以重點分析。

2.1.將智能控制應用于電力電子領(lǐng)域

在電力電子領(lǐng)域中引入智能控制技術(shù)，既有利于優(yōu)化電子器件設計，也有助于節(jié)約設備運營成本，其中在電流控制技術(shù)中的應用最具代表性。如涵蓋發(fā)電機、電動機、變壓器等在內(nèi)的電機電器設備，無論是規(guī)劃設計、投運生產(chǎn)，還是運行控制、日常管理，都具有較強的復雜性，若引入智能控制技術(shù)，可基于遺傳算法對設備進行設計優(yōu)化，可大大節(jié)約計算時間和成本費用，并確保設計方案科學先進、經(jīng)濟合理，同時運用模糊專家和神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，可基于電子設備運行狀態(tài)實時信息對設備故障進行快速診斷和控制，進而降低故障影響，確保系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定。

2.2.將智能控制應用于機械制造領(lǐng)域

機械制造是機電一體化系統(tǒng)的重要構(gòu)成，故其采用智能控制技術(shù)也是必然選擇，如此一來，其便可以通過改善機械設備的故障自我診斷能力，以提高工作效率和質(zhì)量。具體的講，就是依托于計算機、信息等技術(shù)工具，動態(tài)模擬制造過程，此時可借助神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊數(shù)學等智能理論經(jīng)傳感器對采集的信息進行預處理，結(jié)合Then-If逆向推理用于優(yōu)化控制參數(shù)和模式，針對殘缺不全的數(shù)據(jù)信息，可基于模糊理論借助外環(huán)決策制定合理的控制動作，如神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)便可憑借較強的學習功能對其加以科學處理，進而提高機械制造控制活動的效率和精度[2]。目前監(jiān)控、預報、故障診斷、自我維護以及機械操作、控制與管理的集成是機械制造智能控制的研究熱點。

2.3.將智能控制應用于工業(yè)生產(chǎn)工程

將智能控制應用于工業(yè)生產(chǎn)過程管理中也有其自身的意義所在，那便是有效解決傳統(tǒng)控制模式的復雜問題，確保工業(yè)生產(chǎn)過程有序開展，但其應用一般分為局限級和全局級。其中智能控制的局限級側(cè)重的是神經(jīng)網(wǎng)絡和專家兩類控制器的智能控制，通常限于為工業(yè)生產(chǎn)過程中局部單元的控制器進行調(diào)整和控制，如參數(shù)整定、自適應調(diào)整、處理復雜的控制問題等[3]；而全局級則是相對于整個工業(yè)生產(chǎn)過程而言的，主要用于處理操作異常、診斷控制過程存在的故障等，以便于提高操作工藝的效率和質(zhì)量。

2.4.將智能控制應用于數(shù)控相關(guān)領(lǐng)域

信息技術(shù)在蓬勃發(fā)展的同時，也推進了數(shù)控領(lǐng)域與智能控制的相互融合，因為機電一體化的持續(xù)發(fā)展需要更高水平的數(shù)控技術(shù)為基礎，而引入智能控制技術(shù)可進一步為其提供重要保障。如在模具制造、機械加工等數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中，加工環(huán)境的感知、網(wǎng)絡通信制造的實現(xiàn)、加工運動的推理等相關(guān)能力是對數(shù)控技術(shù)的高新要求，而融入智能控制技術(shù)，可使其智能編程、監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫構(gòu)建等目標變?yōu)楝F(xiàn)實，其中借助模糊控制處理模糊問題用于優(yōu)化機械的加工過程，以及借助專家系統(tǒng)可用于解決不明確的結(jié)構(gòu)問題等已初見成效。

2.5.將智能控制應用于機器人系統(tǒng)

機器人是一個充滿不確定性、非線性且十分復雜的系統(tǒng)，這顯然與智能控制特點相符，故將其應用于機器人領(lǐng)域利于其自身優(yōu)勢的彰顯，但從某種意義上說，機器人更是驗證智能控制技術(shù)是否可行的試金石[4]。其應用主要體現(xiàn)為：機器人軌跡規(guī)劃的智能控制策略主要采用了專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，用于控制其傳感信息的融合、視覺處理、手臂姿態(tài)、主要動作等，其中在環(huán)境建模、自我定位、監(jiān)控檢測等方面已得到驗證，日后的研究重點在于使其速度、位置、等狀態(tài)變量趨于理想軌跡。

3.機電一體化中智能控制的發(fā)展趨勢

由上可知，專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等智能控制技術(shù)的應用在機電一體化自身性能的完善、工作效率以及安全可靠程度的提高中發(fā)揮了不容忽視的效用，這是毋庸置疑的。但是在科技力量的推動下，機電一體化會不斷進步和發(fā)展，到時其面臨的環(huán)境會隨之復雜，遇到的問題也會更多，若智能控制技術(shù)停滯不前。必將會慘遭淘汰，制約機電一體化的順利發(fā)展，這就要求我們切實做好下述工作。

3.1.探索更為科學的理論框架

現(xiàn)行的智能控制技術(shù)還存在亟待解決的難題，如局部與整體的隔開、微觀與宏觀的分離、應用與理論的脫節(jié)等，可見人工智能控制研究所面臨的實際困難遠遠大于預期設想，因此我們應積極探索更新的理論架構(gòu)，如規(guī)范描述控制知識和系統(tǒng)的標準，系統(tǒng)、完整的研究智能控制的動態(tài)性、魯棒性、穩(wěn)定性等，以此為大力發(fā)展智能控制技術(shù)奠定有力基礎[5]。

3.2.尋求更為廣闊的發(fā)展空間

智能控制技術(shù)若要取得質(zhì)的突破，就必須找到技術(shù)集成的新方法和新途徑，除了結(jié)合信息、控制、系統(tǒng)等理論外，還應進一步加大與計算機圖形學、過程控制、認知科學、并行處理、機器人學等知識的融合力度，唯有如此，才會擁有更高的應用價值；在此基礎上，研發(fā)更加完備、成熟、高效的應用方法，其中軟件系統(tǒng)尤為關(guān)鍵，要求其可以科學合理的描述不同的控制過程，設計的程序語言既通用又具有獨立的任務等，而應用方法則要注重強化對環(huán)境和傳感信息的解釋性能，改善模塊轉(zhuǎn)換、信息識別和處理能力，提高控制的實時性和運行的高效性等。

結(jié)束語：

總之，智能控制在機電一體化中的應用有效解決了機械自動化運行這一傳統(tǒng)模式的缺陷和問題，促使控制水平、性能、效率均有顯著提高。雖然如此，其依然具有較大的提升空間，這就要求我們基于不斷的創(chuàng)新和實踐，積極尋求更為有效的智能控制技術(shù)和方法，以期使其性能更可靠、應用更廣泛，進而為機電一體化健康發(fā)展提供有力支持。

參考文獻：

[1] 鄭志堅.管窺機電一體化系統(tǒng)中的智能控制[J].科技創(chuàng)新與應用，2013（08）.

[2] 徐文龍.論智能控制與機電一體化的有機融合[J].科技創(chuàng)新與應用，2012（20）.

[3] 孫鼑英.機電一體化智能控制分析[J].科技與企業(yè)，2013（15）.

[4] 董勇.機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用體會[J].數(shù)字技術(shù)與應用，2012（18）.

[5] 李文悅.探討機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用[J].黑龍江科技信息，2012（25）.

作者簡介：

王靜靜（1986.11-）女。漢族，助教，大學本科學歷，湖北工業(yè)大學，研究方向：控制工程