李思江

摘要：智能技術(shù)的產(chǎn)生與應(yīng)用標(biāo)志著機(jī)電一體化控制技術(shù)的發(fā)展提升了一個新的臺階，隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)控制要求的不斷提高，被控對象、環(huán)境、控制目標(biāo)、控制任務(wù)等要求也日漸復(fù)雜，因此，智能控制在機(jī)電一體化中的重要性日益增加。本文對機(jī)電一體化中的智能控制策略進(jìn)行了簡單的闡述。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；智能控制；傳統(tǒng)控制

1.智能控制理論和系統(tǒng)概要

早在20世紀(jì)初～20世紀(jì)50年代，控制理論就開始形成了，最典型的是一反饋和傳遞函數(shù)作為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的古典控制理論。20世紀(jì)50年代～20世紀(jì)60年代，現(xiàn)代控制理論開始形成并且逐漸趨于成熟，不斷發(fā)展。20世紀(jì)60年代至今，控制理論的發(fā)展綜合了多個學(xué)科的成果，如人工智能、信息論、自動控制、運(yùn)籌學(xué)等與控制理論密切相關(guān)的學(xué)科。如今，智能控制理論是控制理論發(fā)展的最高階段，智能控制不但解決了很多傳統(tǒng)控制理論無法解決的問題以及其本身存在的缺陷，而且還采用分布式和開放式結(jié)構(gòu)解決了很多復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題，其中，機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制難題的解決就是一個很好的例子。

如今，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也逐漸成熟，并且在各種行業(yè)的生產(chǎn)過程中

對機(jī)電一體化控制技術(shù)的要求也越來越高，對機(jī)電一體化的控制效果也需要完善。智能控制技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，不但解決了生產(chǎn)過程中的由于非線性、時變性、變結(jié)構(gòu)、多層次、多因素等不確定性給生產(chǎn)過程帶來的難題，而且也對生產(chǎn)過程中不利于設(shè)計(jì)、過于復(fù)雜的生產(chǎn)對象實(shí)現(xiàn)了有效控制。隨著社會生產(chǎn)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，智能控制方法在機(jī)電一體化系統(tǒng)中德應(yīng)用越來越廣泛，例如智能機(jī)器人的發(fā)明、數(shù)控機(jī)床的智能化等。

2.智能控制在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

2.1 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，智能控制技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，并且智能控制技術(shù)正在逐漸取代傳統(tǒng)的控制技術(shù)。智能控制技術(shù)可以在沒有外界因素干擾的情況下自主地驅(qū)動智能機(jī)器來實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制。這樣不但提高了操作的效率，而且也減輕了工作人員的操作負(fù)擔(dān)，這些都是傳統(tǒng)操作技術(shù)無法做到的。另一方面，智能控制技術(shù)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織等以智能控制為核心的智能控制系統(tǒng)可自我實(shí)現(xiàn)的智能行為。智能技術(shù)可以解決工程上的很多無法用數(shù)學(xué)方法精確描述的、隨機(jī)的、模糊的、復(fù)雜的、柔性的控制問題。智能控制不但可以用于生產(chǎn)中、工程中，還有工程機(jī)械中也經(jīng)常用到智能控制，所以，智能控制的深度和廣度有無限的發(fā)展空間。

2.2 交流伺服系統(tǒng)中的智能控制

伺服驅(qū)動裝置在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，主要體現(xiàn)在控制質(zhì)量和系統(tǒng)動態(tài)性能方面。但是和大多數(shù)工程系統(tǒng)中存在的問題一樣，交流伺服系統(tǒng)也有著相當(dāng)復(fù)雜的非線性和時變性等不確定因素，智能控制系統(tǒng)能夠以非線性的控制方式將人工智能引入智能控制器，這樣不但保證了交流伺服系統(tǒng)能夠很好的適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的時變情況，而且還建立了精確的數(shù)學(xué)模型，提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 數(shù)控領(lǐng)域中的智能控制

與智能控制在其他領(lǐng)域的應(yīng)用不同的是，智能控制在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用有相當(dāng)高的性能要求，主要體現(xiàn)在延伸、擴(kuò)展和模擬知識處理方面，例如加工運(yùn)動推理、感知加工環(huán)境的能力、網(wǎng)絡(luò)通信制造能力等，智能控制系統(tǒng)必須要能夠進(jìn)行自適應(yīng)控制、自組織控制，這樣才能解決信息模糊、不確定性等控制問題。

2.4 機(jī)械制造中的智能控制

智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用體現(xiàn)在與經(jīng)典的機(jī)械理論和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)相結(jié)合，并且在機(jī)電一體化系統(tǒng)的制造過程中形成新型的機(jī)械制造工藝。以前，在機(jī)械制造生產(chǎn)過程中，較為先進(jìn)的制造系統(tǒng)沒有辦法依靠精準(zhǔn)和完備的數(shù)據(jù)來處理生產(chǎn)過程中遇到的問題，并且很多問題都是無法預(yù)測狀況的，這給機(jī)械的生產(chǎn)帶來了一定的困難?？墒怯辛酥悄芸刂萍夹g(shù)后，智能控制系統(tǒng)可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)學(xué)建模的方法，建立制造過程的動態(tài)模型，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)可以同時對需要處理的信息進(jìn)行在線的模式識別技術(shù)，也可以及時處理殘缺不全的信息。

2.5 工業(yè)過程中的智能控制

智能控制在工業(yè)過程中的應(yīng)用主要包括全局級和局限級兩個方面。但是無論是全局級還是局限局，都要求智能控制能夠處理生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的操作異常、控制過程中的故障診斷等問題。而局限局智能控制在在線自適應(yīng)調(diào)整、參數(shù)整定方面具有明顯的優(yōu)勢，并且在解決非線性一類的復(fù)雜問題上有著顯著的成效。局限局智能控制主要是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和專家控制器的智能控制器上投入研究力度，通過將智能應(yīng)用到工業(yè)過程的某一單元來設(shè)計(jì)控制器。

2.6 電力電子學(xué)研究領(lǐng)域中的智能控制

一般情況下，電機(jī)電器設(shè)備在規(guī)劃設(shè)計(jì)、投入生產(chǎn)、實(shí)際運(yùn)行及控制過程等方面都是相當(dāng)復(fù)雜的，這些電機(jī)電器主要包括變壓器、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)等。將智能控制技術(shù)引入電力系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，在電機(jī)電器設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)、故障控制和診斷等方面都是很有成效的。

3.對智能控制的研究展望

雖然智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中德應(yīng)用比較晚，可是隨著對智能控制領(lǐng)域的不斷研究和探討，智能控制技術(shù)在理論和實(shí)踐中都取得了顯著的成效。但是智能控制技術(shù)仍然需要提高：一方面可以加強(qiáng)智能控制技術(shù)的理論研究力度，研究智能控制的理論，尋求更新、更豐富合理的理論依據(jù)，為智能技術(shù)的發(fā)展打好基礎(chǔ)；另一方面可以拓寬智能技術(shù)的應(yīng)用范圍，，提高實(shí)際應(yīng)用技能。目前，智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，但是機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展和大幅度使用對智能技術(shù)的要求不斷提高，智能技術(shù)必須提高其實(shí)際應(yīng)用性能，更好地為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4.結(jié)語

機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用智能技術(shù)改變了傳統(tǒng)的機(jī)械自動化運(yùn)行模式，這種高性能、高水平、高效率的控制方式不僅促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展和進(jìn)步，而且從側(cè)面提高了人們的生活水平。但是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的高度智能化還有很長的距離，需要堅(jiān)持不懈的探索和研究。

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