譚宏

摘要：隨著信息技術(shù)以及微電子技術(shù)的進步，大規(guī)模集成電路已經(jīng)不能滿足人們的需求，超大規(guī)模集成電路自然應運而生。隨著超大規(guī)模集成電路的廣泛應用，機電一體化技術(shù)也實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，在工業(yè)生產(chǎn)中表現(xiàn)出更加卓越的性能。在電氣工程高速發(fā)展的當今社會，機電一體化技術(shù)能夠從多方面滿足工程的效率需求和可靠性需求，首先機電一體化技術(shù)能夠減少工人操作的失誤，實現(xiàn)高精度生產(chǎn)，同時通過既定的設計能夠保證系統(tǒng)運行的安全性。故進一步提高機電一體化中智能控制系統(tǒng)的應用范圍和應用水平，對促進智能化生產(chǎn)具有極其重要的意義。

關(guān)鍵詞：機電一體化；智能控制；應用

1.智能控制與傳統(tǒng)控制的區(qū)別

1.1 傳統(tǒng)的控制是通過不同的定理、定律來獲得所需的知識，而智能控制則通過對專家經(jīng)驗的學習從中獲取所需的知識。因為智能控制系統(tǒng)可以較好的運用相關(guān)被控對象和人的控制策略和被控環(huán)境的知識，所以智能控制系統(tǒng)具有模擬或模仿人的智能。

1.2 傳統(tǒng)控制是把運動學方程、傳遞函數(shù)、動力學方程等數(shù)學模型作為描述系統(tǒng)的方法。相較而言，智能控制系統(tǒng)把對數(shù)學模型的描述、對符號和環(huán)境的識別以及數(shù)據(jù)庫和推力器的設計等方面設為重點。

1.3 傳統(tǒng)控制只是把線性的、單一的任務做為它的控制對象，與之相比，智能控制通常是將多層次的、有不確定性的模型、時變性、非線性等復雜任務作為主要控制對象，解決了傳統(tǒng)控制無法解決的問題。

1.4 傳統(tǒng)控制理論體系將反饋控制理論作為核心，而智能控制綜合了很多有關(guān)調(diào)控方式理論知識的學科，把人工智能、運籌學、自動控制理論、信息論的交叉部分作為它的基礎。

1.5 智能控制在傳統(tǒng)控制理論的基礎上進行了延伸，發(fā)展出更高效的控制技術(shù)。智能控制運用分布式及開放式結(jié)構(gòu)綜合、系統(tǒng)地進行信息處理，想要的是系統(tǒng)做到統(tǒng)籌全局的整體優(yōu)化，并不只是簡單的追求系統(tǒng)在某些方面的高度自治。

2 機電一體化系統(tǒng)中智能控制的作用

2.1 增加安全性

通過智能控制系統(tǒng)控制機電一體化系統(tǒng)僅需要操作員輸入指定命令即可，其余的一切操作則可通過智能控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境的變化進行自行調(diào)整，實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運行，最大限度地保證機電一體化系統(tǒng)的安全性。通過智能控制系統(tǒng)能夠保證機械設備在人類無法到達的空間正常工作，比如月球探測器的控制。

2.2 提高工作效率

由操作員對機械設備進行控制，如遇到外部環(huán)境的變化，則需要操作員對環(huán)境變化進行分析與計算，從而確定命令的改變，同時由于人類自身條件限制，使得操作精度具有一定的局限性，故在操作中還需要多次調(diào)整才能將機器調(diào)節(jié)至最佳工作狀態(tài)。而通過智能控制系統(tǒng)進行操作的話則僅需一瞬間就能夠?qū)C器調(diào)節(jié)至最佳工作狀態(tài)，首先在感受外界環(huán)境變化上通過傳感器和控制芯片的作用即可在瞬間完成，同時由于超大規(guī)模集成電路具有超強的計算性能，使得極短時間即可確定操作指令，并不需要調(diào)整過程即能使機械設備直接符合控制命令的要求，故能夠大幅度提高工作效率。

2.3 兩者相互完善

目前機械工業(yè)的發(fā)展方向就是與智能控制相結(jié)合，與傳統(tǒng)的自動化控制相比較，通過微電子技術(shù)實現(xiàn)機械工業(yè)的自動化控制能夠更加完善機電一體化系統(tǒng)。通過智能控制系統(tǒng)在機電一體化系統(tǒng)中的應用能夠使機電一體化系統(tǒng)無需分析中間模型，從而根據(jù)變化直接形成命令信號，最終在運算器和控制器的作用下實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)快速、高效的完成工作。

3 機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用

3.1 應用在機械制造中

將智能控制技術(shù)和計算機輔助技術(shù)相結(jié)合可以實現(xiàn)最先進的機械制造技術(shù)，這樣可以確保機械制造技術(shù)向著智能機械制造技術(shù)的進一步發(fā)展。將智能控制技術(shù)應用在機械制作中，最終可以利用計算機來替代人類的很多腦力活動，實現(xiàn)其發(fā)展的最終目標，通過這樣的智能控制技術(shù)可以有效對人類的機械制造技術(shù)活動進行模擬。另外，使用智能控制技術(shù)可以有效對機械制造現(xiàn)狀進行動態(tài)的模擬，并可以對信息通過傳感器融合技術(shù)進行預處理，實現(xiàn)對控制模式中的各項參數(shù)數(shù)據(jù)的有效控制，并對其進合理的預處理修改。當前，智能控制技術(shù)主要應用在智能傳感器和機械故障的智能診斷等方面。

3.2 在交流伺服系統(tǒng)中的應用

伺服驅(qū)動裝置是機電一體化重要組成部分，對控制質(zhì)量、系統(tǒng)動態(tài)性能和功能有很大的作用。交流伺服系統(tǒng)非常復雜，跟著負載的擾動其參數(shù)可以隨時變動，再加上許多的不確定因素，建立精準的數(shù)學模型是一項很難得任務。所以，要在交流伺服系統(tǒng)中運用智能控制，爭取獲得更高的性能指標。

3.3 數(shù)控領域智能控制的應用

就數(shù)控領域而言，不僅需要保障智能控制具有較高的性能，還需要對處理功能進行延伸和模擬。如加工運動推理、決策加工環(huán)境的感知能力等等。把經(jīng)典控制論使用于控制之中，要是遇到的信息不清楚，或者建模環(huán)節(jié)無法進行，那么把智能控制思想引入其中，對比經(jīng)典控制理論，大大擴展了智能控制的范圍并提升控制效果，實現(xiàn)優(yōu)化控制加工的過程。

3.4 智能控制在機器人領域中的應用

隨著目前科學技術(shù)的發(fā)展，越來越多的人致力于研究機器人這項未來發(fā)展技術(shù)。各類高校、企業(yè)等等都可能舉辦過大大小小的機器人大賽，參賽人員對機器人設置程序編輯，使其能夠和人類一樣完成指定的工作，甚至在同一時間內(nèi)可以完成比人類多好多的工作。當然機器人可以算是一個智能化的人類，它可以具有很強的計算能力、語言能力、執(zhí)行能力、辨識能力等，這一切都離不開人類對智能控制技術(shù)的充分理解和運用，他們就是將機電一體化與智能控制技術(shù)相結(jié)合，利用智能控制技術(shù)將機器人的視覺系統(tǒng)與傳感器相連接。這一技術(shù)使得機器人在運行移動中能夠根據(jù)傳感器的感應自動繞過障礙物；在進行作業(yè)的時候能夠根據(jù)自己的規(guī)劃路線進行工作等等一系列功能。機器人的發(fā)明在很大程度上解決了工作勞動力較大、效率低、精確度低的問題。

4.智能控制在機電一體化中的效果

機電一體化是推動工業(yè)現(xiàn)代化的重要技術(shù)。“智能化”作為當代科技的趨勢所在，因此智能控制在機電一體化中的作用不可估量，智能控制應用于機電一體化中有以下幾點作用：優(yōu)化效能：多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)運用的是模塊化設計的思路和方式，有著較為廣闊的功能涉及面，裁剪性也非常好。如果是群控系統(tǒng)，對于相同的群控系統(tǒng)完全可以借助各種操作流程，進而保證系統(tǒng)的調(diào)整能夠符合相關(guān)標準和要求；提高精度：精度對于數(shù)控機床而言是衡量機電一體化制造技術(shù)的重要指標，直接影響著產(chǎn)品加工成品率的高低。與舊的設備相比，智能數(shù)控系統(tǒng)融合了高速CPU芯片、多CPU控制系統(tǒng)、RISC芯片與交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，促使機床的精度得以大大的提高；程序控制：操作程序是系統(tǒng)運行的主要指令，根據(jù)加工產(chǎn)品的尺寸、精度來編制操作程序才能使產(chǎn)品加工后達到智能效果；改進加工：智能控制方式的運用可以縮短加工時間、優(yōu)化操作流程。實現(xiàn)了復合加工的效果，數(shù)控機床通過智能控制滿足了多軸、多控制加工的需要，可以有效地減少人工操作次數(shù)，加工程序得到了優(yōu)化和改進。

5 結(jié)語

綜上所述，目前，機電一體化已經(jīng)覆蓋了多個領域，促進了機電一體化技術(shù)不斷進步。但在實際的生活中，很多機電一體化應用中的農(nóng)業(yè)與工業(yè)對象具有多層次、不確定性、非線性等特征，給機電一體化的發(fā)展帶來了很大的難題。智能控制系統(tǒng)的出現(xiàn)及應用，為機電一體化的長遠發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境，為此，智能控制在機電一體化方面的應用越來越受到人們的重視。

參考文獻

[1]李春雨.機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展[J].工程技術(shù)研究，2016（7）：64-65.

[2]任炯.機電一體化在智能制造中的應用[J].南方農(nóng)機，2017，48（2）：109

（作者單位：朝陽市自來水有限責任公司）