摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中的作用越來(lái)越突出。然而，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域又有了很大的突破。“智能控制”逐漸替代了傳統(tǒng)的技術(shù)，成為未來(lái)機(jī)電一體化發(fā)展的趨勢(shì)。它能夠改善一體化技術(shù)中的許多缺點(diǎn)，從而保證一體化控制系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，因此智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用有著很好的發(fā)展前景。本文擬對(duì)智能控制的基本概念以及基本類型進(jìn)行論述，重點(diǎn)闡述其再機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)電一體化；應(yīng)用分析

當(dāng)前，社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，企業(yè)要想獲得更大的發(fā)展?jié)摿Γ捅仨氃趹?yīng)用科技上下足功夫。傳統(tǒng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)由于成本過高、生產(chǎn)效率低下同時(shí)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量不佳等，給企業(yè)的運(yùn)營(yíng)發(fā)展帶來(lái)很大的問題。智能控制在許多領(lǐng)域已經(jīng)成為應(yīng)用趨勢(shì)，因此在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制有利于解決傳統(tǒng)模式中暴露出來(lái)的缺陷，確保機(jī)電一體化順利運(yùn)行。

一、機(jī)電一體化系統(tǒng)分析概述

當(dāng)前，機(jī)電一體化系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著非常廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，它是機(jī)械理論和計(jì)算機(jī)相互結(jié)合的運(yùn)用，將電工電子技術(shù)、信號(hào)多變技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及傳感技術(shù)等多種技術(shù)相互融合，用來(lái)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行管理控制。在這些技術(shù)中，最為核心的是計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)以及傳感檢測(cè)。

機(jī)電一體化技術(shù)的歷史可以追溯到上個(gè)世紀(jì)的60年代，人們首次將機(jī)械電子學(xué)應(yīng)用到機(jī)械加工生產(chǎn)中來(lái)，用來(lái)完善機(jī)械生產(chǎn)過程中的各種性能。到了80年代，計(jì)算機(jī)應(yīng)用開始逐漸的發(fā)展起來(lái)，并逐漸的走向成熟，機(jī)電一體化系統(tǒng)在80年代也得到了巨大的發(fā)展。并且，這個(gè)時(shí)候微型計(jì)算機(jī)以及超大規(guī)模集成電路也出現(xiàn)了，這就大大拓展了機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展的空間。20世紀(jì)90年代，伴隨著光學(xué)和通信領(lǐng)域發(fā)展的不斷飛躍，機(jī)電一體化系統(tǒng)中又將光學(xué)和通信引入進(jìn)去。再后來(lái)，光纖、人工智能誕生并逐步應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展空間被大大的拓寬了。正是人工智能的出現(xiàn)，使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作變得簡(jiǎn)單起來(lái)，生產(chǎn)效率也大大的提升。

二、智能控制的含義及其分類

（一）智能控制的含義

智能控制的含義就是利用不同的智能控制技術(shù)對(duì)操作進(jìn)行控制，它是一個(gè)混合和集成的控制系統(tǒng)，是對(duì)社會(huì)控制理論的一個(gè)發(fā)展，給機(jī)電一體化系統(tǒng)的不斷發(fā)展提供了一個(gè)新的動(dòng)力。所謂的智能控制就是指自動(dòng)控制，在沒有人力參與的情況下，啟動(dòng)自控系統(tǒng)后，生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)督和控制。

（二）智能控制系統(tǒng)的類別

智能控制在諸多領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，其應(yīng)用類別主要分為以下幾個(gè)方面：

分級(jí)控制。在分級(jí)控制中，實(shí)現(xiàn)的條件有兩個(gè)，一是自適應(yīng)的控制，另外一個(gè)是自組織的控制。一般情況下，分級(jí)智能控制包含三個(gè)層面：組織、協(xié)調(diào)以及執(zhí)行，這三個(gè)層面相互作用，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的控制。

2、專家控制。這種專家控制系統(tǒng)是智能控制中最為主要的一種，應(yīng)用的領(lǐng)域主要集中在工業(yè)設(shè)計(jì)以及機(jī)器故障診斷方面，其基本的含義就是將專家系統(tǒng)與工程控制論融合起來(lái)。它能夠最大限度的提供豐富的知識(shí)，非常有利于實(shí)際的問題的處理，進(jìn)而也就使得處理的結(jié)果更加的符合預(yù)想。

3、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。換句話說(shuō)，人工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的智能控制。一般情況下，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有兩個(gè)功能，第一是智能控制，第二就是仿真，模仿真人實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。目前，這種系統(tǒng)正越來(lái)越受到重視，研究的熱度也不斷的升溫。

4、學(xué)習(xí)控制。對(duì)于人類來(lái)講，展現(xiàn)智慧的最佳方式就是學(xué)習(xí)能力。要深入的理解學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)，要分為兩部分，首先要對(duì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別與調(diào)整，其次利用信號(hào)的傳輸來(lái)對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)可會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的識(shí)別判斷。

三、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制，能夠克服傳統(tǒng)模式的缺點(diǎn)，大大提升工作效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。其應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面：

（一）智能控制在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用

當(dāng)前，數(shù)控系統(tǒng)不僅要具備高精度以及高速度的特性，還必須具有模擬、延伸以及擴(kuò)展的高級(jí)行為，主要包括一定的決策能力、對(duì)加工環(huán)境進(jìn)行感知、進(jìn)行智能編程、自主學(xué)習(xí)以及自我修復(fù)等。在這其中，一些功能利用數(shù)學(xué)模型，使用經(jīng)典的控制理論就可以完全實(shí)現(xiàn)。但還是有許多環(huán)節(jié)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這個(gè)時(shí)候，應(yīng)用智能控制就能很好的實(shí)現(xiàn)其功能了。要優(yōu)化加工過程，可以使用模糊控制，另外，模糊推理能夠有效的對(duì)數(shù)控機(jī)床潛在故障的診斷。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也可以應(yīng)用到數(shù)控領(lǐng)域，比如可以實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在故障的診斷以及插補(bǔ)運(yùn)算等；要調(diào)節(jié)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)軟件的增益，可以使用自適應(yīng)神經(jīng)元來(lái)完成。應(yīng)用專家系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)專門領(lǐng)域內(nèi)結(jié)構(gòu)不確定、或者一些具有推理性的問題。它能夠?qū)⒍鄠€(gè)專家的意見進(jìn)行綜合，然后根據(jù)相關(guān)的推理規(guī)則，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障情況，從而獲取維修故障機(jī)床的指導(dǎo)意見。

（二）智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用

當(dāng)前，隨著科技的不斷創(chuàng)新，機(jī)械制造技術(shù)也獲得了飛速的發(fā)展，新一代機(jī)械制造技術(shù)正在向智能化方向發(fā)展，其主要目的是使用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的活動(dòng)，解放部分人的腦力勞動(dòng)。在當(dāng)前比較先進(jìn)的制造系統(tǒng)中，無(wú)法預(yù)測(cè)的情況時(shí)常發(fā)生，這些無(wú)法預(yù)測(cè)的情況需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行解決，但傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)存在一定程度的缺陷。智能控制引入機(jī)械制造領(lǐng)域，可以有效的解決這個(gè)難題。制造過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者模糊數(shù)學(xué)方法來(lái)完成；對(duì)信息進(jìn)行預(yù)處理可以使用傳感器融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行。

（三）智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)器人是最具智能性的，它在動(dòng)力學(xué)方面具有時(shí)變以及非線性的特點(diǎn)，在控制參數(shù)上也是多變量的，所以當(dāng)前智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)有了很廣泛的應(yīng)用。例如，可以利用智能控制進(jìn)行機(jī)器人行走過程中的自主壁障以及行走路徑的定位、規(guī)劃等。使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家控制系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)器人進(jìn)行定位、監(jiān)測(cè)等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)器人上的應(yīng)用也比較廣，特別適合對(duì)自由度機(jī)械臂進(jìn)行控制。運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)可以對(duì)由傳感器輸入的信息進(jìn)行加工融合。另外，使用免疫算法能夠?qū)C(jī)器人行走的路徑進(jìn)行規(guī)劃。

（四）智能控制在交流伺服中的應(yīng)用

在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，伺服驅(qū)動(dòng)裝置是非常重要的一部分，電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換就是依靠伺服驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。伴隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)的功能也在不斷的提升，這就使得伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從直流向交流的轉(zhuǎn)化。交流伺候服系統(tǒng)比較的復(fù)雜，具有參數(shù)時(shí)變以及非線性等多種因素，因此，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)更高指標(biāo)的要求，就必須轉(zhuǎn)換方式，應(yīng)用智能控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。智能技術(shù)可以與常規(guī)的PID相結(jié)合，然后形成新的智能PID。這種新的智能PID可以對(duì)裝置的性能進(jìn)行更好的控制，它不需要通過精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的控制，因而如果參數(shù)發(fā)生變化，也能夠及時(shí)的跟進(jìn)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷發(fā)展，智能控制在多種領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，傳統(tǒng)模式所顯露出來(lái)的缺點(diǎn)已經(jīng)不能夠使企業(yè)獲得更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所以應(yīng)用智能控制能不但能夠節(jié)省更多的時(shí)間，而且還可以大大的提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的效率，提升產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。本文先對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，然后論述了智能控制的含義和分類，最后重點(diǎn)分析了智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用。期待本文的研究能夠有助于智能控制的在更多領(lǐng)域應(yīng)用的推廣。

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