董娜娜

（長春工業(yè)大學人文信息學院，吉林 長春 132000）

智能控制是實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)，隨著信息化社會建設(shè)程度的逐步深入，其影響也更加深入廣泛，是現(xiàn)代制造領(lǐng)域不可或缺的重要基礎(chǔ)。尤其是工業(yè)機器人的應(yīng)用，沒有智能控制發(fā)揮關(guān)鍵的控制作用，將無法實現(xiàn)復雜化的操作流程，也很難得到更大程度的使用。作為世界最重要的制造業(yè)大國，我國機器人使用非常廣泛，而智能控制技術(shù)也得到高質(zhì)量和高速度的發(fā)展。隨著智能控制需求市場的逐步擴大和深入，其技術(shù)研發(fā)也得到更多投入。

1 智能控制的發(fā)展

智能控制是對自動控制的進一步發(fā)展，是將先進的智能化技術(shù)用于自動控制領(lǐng)域的突破，是目前自動控制領(lǐng)域內(nèi)最核心的技術(shù)。智能控制技術(shù)整合了包括人工智能、信息通信、神經(jīng)物理、系統(tǒng)控制、計算機等相關(guān)學科技術(shù)。因為智能控制的諸多優(yōu)勢被不斷開發(fā)和創(chuàng)新，其應(yīng)用領(lǐng)域也得到普遍的認可。就現(xiàn)階段來說，對于智能控制的相關(guān)理解和認識還需要進一步探索，甚至其準確的定義都沒有達成必要的統(tǒng)一，而只是一種描述性的界定。比如IEEE控制系統(tǒng)協(xié)會就將智能控制技術(shù)闡述成一種高度集成化的信息系統(tǒng)，其可以實現(xiàn)對人類學習和自適應(yīng)等功能的有效模擬，并可以具體完成預先設(shè)定的一系列工作內(nèi)容。因此，智能控制系統(tǒng)具備一定的學習和存儲能力，可以不同程度適應(yīng)環(huán)境的一些變化情況，針對多種信息和數(shù)據(jù)，進行有效有度的處理，并可以實現(xiàn)信息不確定性處理的信度和有效率。此外，智能控制系統(tǒng)可以對信息處理方式進行優(yōu)化選擇，并完成各種預定的工作內(nèi)容，完成作業(yè)目標要求?；谥悄芸刂频膬?yōu)勢和特點，其在機器人領(lǐng)域有非常深入的運用，是整個機器人應(yīng)用領(lǐng)域的核心技術(shù)，是機器人完成預期功能的最重要技術(shù)基礎(chǔ)。

2 智能控制在機器人中的應(yīng)用研究

智能控制是機器人技術(shù)的靈魂，沒有智能控制技術(shù)就沒有機器人的高速發(fā)展和充分運用。為進一步推動機器人技術(shù)的應(yīng)用，就必須強化智能控制技術(shù)的研究，針對一些智能控制理論和技術(shù)進行創(chuàng)新發(fā)展，取得更適應(yīng)現(xiàn)代應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.1 傳統(tǒng)智能控制技術(shù)的缺陷

對于傳統(tǒng)的智能控制理論和技術(shù)而言，其是目前用于機器人領(lǐng)域的智能控制技術(shù)的基礎(chǔ)，而且相對來說，其工業(yè)領(lǐng)域中存在的一些顯著技術(shù)缺陷限制了其進一步的應(yīng)用。

（1）系統(tǒng)運營方式的缺陷。傳統(tǒng)控制技術(shù)采用線性控制系統(tǒng)，所有操作更加單一程序化，而對生產(chǎn)中處理更加復雜、變量更多的情況將非常困難，也無法通過計算機算法建立數(shù)學模型來針對一些實際問題進行解決。

（2）系統(tǒng)適應(yīng)能力差。傳統(tǒng)控制技術(shù)的開發(fā)大多是基于理想情況和條件所獲得的，如果實際的生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生一些變化，系統(tǒng)就會變得無所適從。

（3）系統(tǒng)不具備學習能力。傳統(tǒng)的智能控制技術(shù)的硬件和軟件都屬于比較低配的標準，在性能上存在很大的缺陷，如果系統(tǒng)建設(shè)完成就要按照預設(shè)的流程完成工作，而不會通過升級軟件提升系統(tǒng)的使用范圍。

2.2 智能控制在機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

對于智能控制而言，其核心就是更加智能化的計算機和信息技術(shù)的應(yīng)用。通過計算機應(yīng)用軟件的算法控制，實現(xiàn)了機器人更加復雜化和多元化的操作，并針對各種環(huán)境變化和任務(wù)需求，做出主動調(diào)整，顯示出更多智能化的特征。

（1）智能控制對于機器人視覺伺服控制的作用。從目前的運用情況看，智能控制已充分應(yīng)用于機器人的各種控制過程，比如可以將智能控制與機器人的整個視覺伺服系統(tǒng)進行有效結(jié)合，這是機器人智能控制研究的重要課題。在具體的應(yīng)用中，可以將將智能控制優(yōu)勢、傅里葉算子以及幾何矩陣等算法當作機器人視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息輸入來源，保證六自由度的機器人可以實現(xiàn)全面準確的定位。機器人依靠智能控制技術(shù)，可以實現(xiàn)全局性的圖像分析，能夠更好適應(yīng)各種生產(chǎn)目標和環(huán)境需求，并有效提升工作中的定位準度和精度。同時，也可以采用BP網(wǎng)絡(luò)與Kohonen網(wǎng)絡(luò)來完成機器人的整個視覺系統(tǒng)控制。BP網(wǎng)絡(luò)利用機器人手臂上裝設(shè)的兩個攝像機對視覺信號進行采集，促進機器人對局部動作的有效控制。而Kohonen網(wǎng)絡(luò)利用攝像機對環(huán)境變化進行實時有效的記錄，并可以將獲得的信息進一步轉(zhuǎn)換成視覺信息完成全局控制目的。從機器人的動力學發(fā)展來看，需要用到自動實施的控制算法。此算法可以有效降低應(yīng)用誤差，防止機器人工作過程中發(fā)生操作震顫等問題。對視覺伺服系統(tǒng)整合進行FCMAC算法，此智能控制算法的特點是可以對動態(tài)化內(nèi)容穩(wěn)定跟蹤，并對靜態(tài)內(nèi)容準確進行定位。

（2）機器人運動設(shè)計的控制。對于機器人的設(shè)計來說，其運動系統(tǒng)的設(shè)計可以分兩級，上級的運動設(shè)計系統(tǒng)用于對機器人的整個運動途徑實施集中的設(shè)計和規(guī)劃，而下級系統(tǒng)則主要對機器人所形成的運動路徑完成分布管理控制。這里說的集中設(shè)計規(guī)劃，就是為生產(chǎn)流程設(shè)計所用到的機器人進行相應(yīng)的路徑制定設(shè)計，并規(guī)劃機器人關(guān)鍵部位的運動起點及其終點的位置和目標。集中設(shè)計整個控制要明確一個設(shè)計前提，需要假設(shè)機器人的實際運動路線內(nèi)無障礙，并且此時對機器人的運動設(shè)計控制還要具備一套系統(tǒng)的運行規(guī)則，其運動要制定更加優(yōu)先化的設(shè)計，不同功能的機器人運動中會有優(yōu)先的通過選擇權(quán)，這可有效協(xié)調(diào)并設(shè)計機器人的速度，防止發(fā)生彼此的干擾問題。

3 結(jié)語

對于現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)來說，機器人是最重要的工具和技術(shù)基礎(chǔ)，而要想這些機器人能夠發(fā)揮更加復雜和重要的作用，就必須提升機器人控制技術(shù)的智能化程度。這種提升表現(xiàn)為兩個方面：一是智能控制理論的發(fā)展，二是實現(xiàn)技術(shù)的拓展。智能控制的相關(guān)理論和技術(shù)是目前機器人技術(shù)的核心內(nèi)容，其發(fā)展程度也標志著機器人技術(shù)的最高應(yīng)用水平。可以預見，隨著智能控制技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化和不斷發(fā)展，其在機器人中的應(yīng)用將更加深入。