陳滄海

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的全面進(jìn)步而迅速發(fā)展，智能控制的應(yīng)用為機(jī)電一體化提供了技術(shù)保證，改善了人們的生活、工作環(huán)境，提高了人們生活水平。機(jī)電一體化中家用空調(diào)的智能控制應(yīng)用最為廣泛，在現(xiàn)階段發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。

1 機(jī)電一體化及智能控制系統(tǒng)概述

機(jī)電一體化是將電子信息技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、數(shù)字傳感器技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合的機(jī)械電子學(xué)。當(dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中，其基本內(nèi)容主要是機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)及自動(dòng)化控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)?；窘M成要素包括結(jié)構(gòu)組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素以及職能組成要素。機(jī)電一體化的基本原則有四個(gè)，分別是結(jié)構(gòu)耦合原則、運(yùn)動(dòng)傳遞原則、信息控制原則以及能量轉(zhuǎn)換原則。[1]

智能化控制就是在無(wú)人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)，是用計(jì)算機(jī)模擬人類智能的一個(gè)重要領(lǐng)域。智能化控制是傳統(tǒng)控制的優(yōu)化升級(jí)，智能化控制系統(tǒng)是一個(gè)開放的、分布式的、對(duì)信息具有綜合處理能力的機(jī)構(gòu)，在當(dāng)今社會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。智能控制系統(tǒng)是將自動(dòng)控制理論、人工智能理論、信息理論及運(yùn)籌學(xué)理論綜合應(yīng)用的系統(tǒng)，智能控制的主要對(duì)象一般具有復(fù)雜程度高、非線性的特點(diǎn)，而且具有不確定性。與傳統(tǒng)控制形式相比，智能化控制具有明顯的優(yōu)越性。

2 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，其中家用空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用尤為突出。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，智能大廈建設(shè)不斷增多，其中智能控制機(jī)電一體化技術(shù)主要體現(xiàn)在空調(diào)的安裝方面。[2]家用空調(diào)的智能化系統(tǒng)主要是對(duì)進(jìn)風(fēng)及出風(fēng)的溫度進(jìn)行智能化控制與調(diào)節(jié)，通過(guò)應(yīng)用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)控制方式設(shè)置空調(diào)的模式，對(duì)冬季及夏季模式進(jìn)行選擇。家用空調(diào)的閉環(huán)智能控制方式的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)靈敏、超調(diào)程度較小，能保持室內(nèi)的溫度及濕度在控制的范圍內(nèi)，具有較高的精準(zhǔn)度。家用空調(diào)的智能控制系統(tǒng)能根據(jù)空氣的質(zhì)量情況進(jìn)行風(fēng)閥的調(diào)節(jié)，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時(shí)，有效的節(jié)約了能源，避免資源的浪費(fèi)，有利于建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)。除此之外，智能控制系統(tǒng)還能控制及管理中央空調(diào)的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證其正常運(yùn)行。智能控制系統(tǒng)中的模糊控制系統(tǒng)在家用空調(diào)中的應(yīng)用也較為廣泛，模糊控制系統(tǒng)主要是通過(guò)PLC 與工控機(jī)結(jié)合控制中央空調(diào)的變流量節(jié)能控制系統(tǒng)，對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行高效的管理，發(fā)揮中央空調(diào)控制系統(tǒng)的節(jié)能潛能。另外，機(jī)電一體化的智能控制系統(tǒng)還廣泛的應(yīng)用到其他技術(shù)領(lǐng)域，如建筑照明控制系統(tǒng)、智能機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)械制造系統(tǒng)及數(shù)控領(lǐng)域等，在這些領(lǐng)域的應(yīng)用也體現(xiàn)其明顯的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

智能化控制在機(jī)電一體化中的應(yīng)用使其更具有時(shí)代意義，尤其在家用空調(diào)中的應(yīng)用，體現(xiàn)了機(jī)電一體化對(duì)環(huán)境及符號(hào)的識(shí)別，將傳統(tǒng)控制中的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、傳遞函數(shù)等數(shù)學(xué)模型用知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)所代替，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化的高層控制。另外，機(jī)電一體化與智能化控制相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了自體的優(yōu)越性，滿足了足多樣性目標(biāo)的高性能要求，開拓了智能化的新的研究領(lǐng)域。機(jī)電一體化中的智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用還實(shí)現(xiàn)了混合控制，通過(guò)開環(huán)、閉環(huán)控制及定性決策來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的混合控制過(guò)程，這種控制系統(tǒng)在家用空調(diào)中應(yīng)用較多，具有一定的優(yōu)越性，下面進(jìn)行具體分析。[3]

3 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

3.1 完善機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能

智能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比，對(duì)機(jī)電一體化的性能修飾的更加完善，成為機(jī)械工業(yè)及微電子工業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。智能控制的性能優(yōu)勢(shì)在于采用簡(jiǎn)單的控制模式，節(jié)省中間模型的分析部分，能夠?qū)ν饨绛h(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，并且對(duì)其變化趨勢(shì)進(jìn)行掌握，根據(jù)變化情況進(jìn)行調(diào)控，形成統(tǒng)一的控制指令。機(jī)電一體化在智能控制系統(tǒng)的幫助下通過(guò)控制器對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行控制，提高了工作效率和精確度，使整個(gè)系統(tǒng)工作更加快捷。

3.2 提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作效率

機(jī)電一體化應(yīng)用智能控制系統(tǒng)后，可通過(guò)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出的命令編碼進(jìn)行自動(dòng)工作，可以避免因人為操作失誤而造成不必要的損失，減少工作中的失誤損失，提高工作完成質(zhì)量及工作效率。智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用還節(jié)省的人力，在其運(yùn)作下，只需人為輸入指令就可按照系統(tǒng)設(shè)定的流程順序進(jìn)行接下來(lái)的工作，節(jié)省人的工作時(shí)間，最大程度上的提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保證工作的高效進(jìn)行。

3.3 增加機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性

機(jī)電一體化中智能控制系統(tǒng)的工作都是按照編碼程序設(shè)定好的，只需人力輸入指令就可進(jìn)行工作，其余工作完全按照流程順序進(jìn)行，只要程序編碼沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)正確運(yùn)行。智能系統(tǒng)的這種智能運(yùn)作系統(tǒng)可以合理地調(diào)控設(shè)備中的結(jié)構(gòu)或運(yùn)行程序，可以最大程度的保障機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全可靠性。

4 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)展的必然趨勢(shì)分析

智能控制系統(tǒng)在20 世紀(jì)90年代的后期在一些發(fā)達(dá)國(guó)家被研究發(fā)明，并得到初步的應(yīng)用。在通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)后，機(jī)電一體化系統(tǒng)也將這些技術(shù)整合在一起，智能控制在機(jī)電一體化中進(jìn)入的新的發(fā)展階段。隨著微機(jī)電一體化、光電一體化、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字模型系統(tǒng)等多項(xiàng)領(lǐng)域的發(fā)展，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的更加靈活廣泛。網(wǎng)路化技術(shù)、光纖技術(shù)等諸多領(lǐng)域的深入發(fā)展為智能控制在機(jī)電一體化中產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。21 世紀(jì)機(jī)電一體化中智能控制的應(yīng)用已經(jīng)成為一種發(fā)展必然趨勢(shì)，當(dāng)前的智能控制在原有理論基礎(chǔ)上，增加了運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)等諸多新的方法，運(yùn)用新方式、新思想、新邏輯對(duì)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行探索，使其具有思維能力、邏輯推理能力和決策能力，完善了智能控制系統(tǒng)。智能控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)功能、組織功能和適應(yīng)功能均較強(qiáng)，應(yīng)用遺傳算法、專家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)后其功能系統(tǒng)更加強(qiáng)大。目前，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間，其智能控制已經(jīng)進(jìn)入了工程產(chǎn)業(yè)化、普遍應(yīng)用的階段，雖然智能控制還處于發(fā)展時(shí)期，但是，隨著各項(xiàng)理論技術(shù)的完善和新的科學(xué)領(lǐng)域的開發(fā)研究，機(jī)電一體化中智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用必將迎來(lái)新的發(fā)展時(shí)期。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化中智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用不僅在家用空調(diào)中較為廣泛，在其他機(jī)電一體化領(lǐng)域中也起著重要的作用。智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用改善了人們的生活環(huán)境，改變了產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式，提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，未來(lái)的機(jī)電一體化中的智能控制功能將會(huì)更加強(qiáng)大，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)更加廣泛，更好的為社會(huì)和人類服務(wù)。

［1］孫寧.變風(fēng)量系統(tǒng)耦合特性研究(第一部分：相對(duì)增益方法;第二部分：應(yīng)用分析)[C]//2011年全國(guó)暖通空調(diào)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集：387-395.

［2］胡益雄，袁鋒，張麗萍.VAV 末端裝置的模糊控制設(shè)計(jì)探討[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，20（4）：39-43.

［3］趙加寧，張旭濤，郭駿.新風(fēng)直接供冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，21(3)：352-356.