溫霞娟

梧州市三和新材料科技有限公司

淺談智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

溫霞娟

梧州市三和新材料科技有限公司

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和我國(guó)的科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)建設(shè)行業(yè)迎來(lái)了屬于它的黃金時(shí)期，雖然機(jī)電一體化系統(tǒng)在我國(guó)起步比較晚，發(fā)展時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較短，但是我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展速度是毋庸置疑的，使得我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)的技術(shù)愈加的完善。隨著科技的快速發(fā)展，智能控制這個(gè)新生事物在各個(gè)行業(yè)中都得到了非常廣泛的應(yīng)用，在機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用中也成為了不可或缺的一個(gè)部分，從而使得我國(guó)機(jī)電一體化系統(tǒng)得到了質(zhì)的飛越。本文就智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期能夠更加完善智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)。

智能控制；機(jī)電一體化系統(tǒng)；應(yīng)用分析；科技發(fā)展

引言：

機(jī)電一體化系統(tǒng)主要是指由動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、機(jī)械本體、傳感測(cè)試部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制及信息處理部分所組成，并利用電子計(jì)算機(jī)的信息處理技術(shù)、控制功能、以及可控驅(qū)動(dòng)元件特性來(lái)運(yùn)行的一種現(xiàn)代化機(jī)械系統(tǒng)。而在科技的快速發(fā)展下，為了滿(mǎn)足人們生產(chǎn)生活中的各種需要，將智能控制技術(shù)融入到機(jī)電一體化系統(tǒng)中，也就成為的必然的趨勢(shì)。

1 智能控制的概述及發(fā)展趨勢(shì)

智能控制技術(shù)是指一類(lèi)無(wú)需人的干預(yù)，便能夠自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其所要求目標(biāo)的一種自動(dòng)控制方式。而智能控制結(jié)構(gòu)主要是由人工智能(其是一種具有記憶、信息處理、學(xué)習(xí)、形式語(yǔ)言、啟發(fā)式推理等功能的知識(shí)處理系統(tǒng))、自動(dòng)控制(自動(dòng)控制是描述系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，也是一種動(dòng)態(tài)反饋)、運(yùn)籌學(xué)(運(yùn)籌學(xué)屬于一種定量的優(yōu)化方法，包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、線(xiàn)性規(guī)劃、管理、調(diào)度、優(yōu)化決策以及目標(biāo)優(yōu)化方法等)三大系統(tǒng)所組成[1]。針對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)中基于精確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的控制，來(lái)解決線(xiàn)性、時(shí)不變等相對(duì)簡(jiǎn)單的控制問(wèn)題而言，智能控制技術(shù)不僅能夠解決以上傳統(tǒng)控制技術(shù)所能解決的問(wèn)題，還具有智能化理念地解決其他一些難度較高的控制問(wèn)題。

2 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

2.1 智能控制在機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用分析

機(jī)械制造作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部分，對(duì)于機(jī)械制造技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和智能控制相結(jié)合的機(jī)械技術(shù)是目前我國(guó)最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造的智能化。機(jī)械制造技術(shù)的智能化主要是通過(guò)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬人體大腦運(yùn)行的情況，以此來(lái)完成機(jī)械制造中部分的腦力勞動(dòng)，進(jìn)而完成機(jī)械制造的過(guò)程。在此過(guò)程中，首先是使用智能控制技術(shù)來(lái)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬機(jī)械制造的實(shí)時(shí)情況，并將采集來(lái)的信息使用傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行相關(guān)的處理，并修改控制模式中的一些參數(shù)與數(shù)據(jù)。目前在我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍十分的廣泛，其主要應(yīng)用于智能學(xué)習(xí)、智能傳感器以及智能診斷機(jī)械故障等方面，大大推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展。

2.2 機(jī)器人領(lǐng)域的智能控制

機(jī)器人在動(dòng)力學(xué)方面常常是強(qiáng)耦合、時(shí)變、非線(xiàn)性的，在傳感器信息方面是多信息的，在控制參數(shù)上是多變量的，在控制任務(wù)要求上是多任務(wù)的，這些特性正適合智能控制的應(yīng)用。智能控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到機(jī)器人領(lǐng)域的許多方面，如機(jī)器人多傳感器信息融合和視覺(jué)處理，移動(dòng)機(jī)器人行走過(guò)程的自主避障，行走路徑規(guī)劃、定位、軌跡跟蹤，機(jī)器人手臂動(dòng)作規(guī)劃，空間機(jī)器人的姿態(tài)控制，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)功能的控制器設(shè)計(jì)等。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制和專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行定位、環(huán)境建模、檢測(cè)、控制和規(guī)劃的研究已經(jīng)日趨成熟，并在許多實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中得到驗(yàn)證。

2.3 交流伺服系統(tǒng)中的智能控制

伺服驅(qū)動(dòng)裝置是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展和矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，交流調(diào)速系統(tǒng)的性能也日益提高，使得伺服系統(tǒng)由直流逐步向交流轉(zhuǎn)化。交流伺服系統(tǒng)是種復(fù)雜系統(tǒng)，存在參數(shù)時(shí)變、負(fù)載擾動(dòng)以及交流電動(dòng)機(jī)自身和被控對(duì)象的嚴(yán)重非線(xiàn)性特性、強(qiáng)耦合性等不確定因素，建立它的精確數(shù)學(xué)模型非常困難，只能獲得近似的模型，基于這種近似模型給出的PID參數(shù)就不能滿(mǎn)足對(duì)系統(tǒng)更高的性能指標(biāo)的要求。將智能控制引入交流伺服系統(tǒng)與現(xiàn)代交流伺服控制理論方法結(jié)合使系統(tǒng)朝著期望目標(biāo)逼近，從而具有較高的性能指標(biāo)。

2.4 鍋爐的自動(dòng)化控制

2.4.1 智能儀表。智能儀表是在以繼電器控制方法的常規(guī)儀表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它克服了傳統(tǒng)儀表方法中不能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程交互和高級(jí)控制的弊端，讓工控系統(tǒng)配備了有限的通訊功能，從而使其在功能上相較于傳統(tǒng)的儀器儀表有了極大的飛躍。但是雖然智能儀表讓工業(yè)鍋爐在控制上變得更加“聰明”，但是從它一出生就攜帶了某些“基因缺陷”，即硬件維修上十分復(fù)雜，而且隨著智能儀表的大規(guī)模應(yīng)用，儀表價(jià)格也水漲船高，工業(yè)鍋爐工控系統(tǒng)的成本也顯著提高，智能儀表逐步失去了以往的性?xún)r(jià)比方面的優(yōu)勢(shì)，而逐漸被其他高級(jí)控制系統(tǒng)所取代。

2.4.2 PLC 控制?？删幊踢壿嬁刂破?Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱(chēng) PLC。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的極速發(fā)展，以接觸器—繼電器的控制方法為基礎(chǔ)，發(fā)展出來(lái)了一門(mén)全新的控制方法，即 PLC技術(shù)。它是將微電子技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)以及通信技術(shù)融為一體，是一種能廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域的高可靠性的控制器。在 PLC 技術(shù)發(fā)展的早期，由于其高可靠性以及高性能，它主要應(yīng)用于取代傳統(tǒng)儀表或者智能儀表的控制方法。在 PLC 技術(shù)發(fā)展的歷程中，它越來(lái)越全能，自身集合了通信聯(lián)網(wǎng)、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、運(yùn)動(dòng)、步進(jìn)、數(shù)模轉(zhuǎn)換等控制能力。由于 PLC 顯而易見(jiàn)的一些列優(yōu)點(diǎn)，如編程容易(圖形化語(yǔ)言)、控制器體積小、功能全面且強(qiáng)大、維護(hù)方便且組網(wǎng)快捷靈活，加之其高可靠性、高適應(yīng)能力，使其在工業(yè)控制各個(gè)領(lǐng)域都獲得了非常廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)鍋爐、冶金、化工、交通等等。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化系統(tǒng)作為我國(guó)科學(xué)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，其還在不斷的改進(jìn)與完善中。隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用了智能控制技術(shù)，不僅有效的解決了機(jī)電一體化系統(tǒng)中實(shí)踐過(guò)程中難以避免的難題外，同時(shí)還能幫助工作人員減少工作量，促進(jìn)我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的向前發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

[1]汪國(guó)慶.智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].科技展望，2016(04)：172.

[2]劉澤華，趙麗.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].通訊世界，2015(09)：232-233.