王棟

摘 要：隨著工業(yè)技術和科學技術的發(fā)展，智能控制在機電一體化系統(tǒng)中得到快速的發(fā)展和應用。本文主要以機電一體化及智能系統(tǒng)的視點為著眼點，進行分析和研究機電一體化體系中智能操控的使用。

關鍵詞：機電一體化;智能控制;工業(yè)4.0

概述

機電一體化技術是工業(yè)技術變革的產(chǎn)物，也是社會生產(chǎn)力進步的必然要求。20世紀90年代后期，光學、通信技術、人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術等新技術的開發(fā)和應用，為機電一體化智能控制開拓了更加廣闊的空間，促進了機電一體化技術的深入發(fā)展和研究。

1機電一體化技術發(fā)展趨勢

“工業(yè)4.0”是德國最先提出的概念，美國叫“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，我國叫“中國制造2025”，這三者本質(zhì)內(nèi)容是一致的，都指向一個核心，就是智能制造，是國家戰(zhàn)略發(fā)展的核心。工業(yè)4.0時代的產(chǎn)品和服務將借助于互聯(lián)網(wǎng)和其他網(wǎng)絡服務，通過軟件、電子及環(huán)境的結(jié)合，生產(chǎn)出全新的產(chǎn)品和服務。

1.1網(wǎng)絡化

將軟件應用到機械中是科技發(fā)展的重大突破，網(wǎng)絡技術的興起和發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ畹确矫鎺砹司薮蟮淖兏?。全球?jīng)濟和生產(chǎn)通過網(wǎng)絡連成一片，企業(yè)間的競爭將更加激烈，機電一體化產(chǎn)品一旦研發(fā)成功，只有功能獨到、質(zhì)量可靠，很快就會全球暢銷。隨著網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和件數(shù)技術的成熟，遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

1.2智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向，所謂“智能化”是對機械行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能，運算學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學等眾多思想和方法，模擬人類智慧，是它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，已達到更高的控制目標。智能化制造是工業(yè)4.0的基礎，隨著著社會產(chǎn)品需求的個性化趨勢，用戶至上是核心思維，用戶對資源配置、產(chǎn)品設計的影響力不斷上升，今后的終端客戶可以更加直接地參與產(chǎn)品工程及設計，產(chǎn)品甚至可以完全按照個人意愿進行生產(chǎn)，極端情況下將成為自動化、個性化的單件制造。

2智能控制基本概念

2.1智能控制其本質(zhì)指的是在沒有人進行干預的狀況下，可自主自立地驅(qū)動相關智能機械做到對目標進行 有效操控的一項技能。智能操控的理論有很多，如：主動操控論、信息論、人工智能及運籌學等。 它是借助計算機進行人類智能模擬，比以往傳統(tǒng)控制更加復雜多樣的操控任務和目的，有效解決了傳統(tǒng)操控不能完成的復雜體系的操控。

2.2智能控制主要有7種類型：①專家操控體系。②進化核算與遺傳算法。③人工神經(jīng)網(wǎng)絡操控體系。④組合智能操控辦法。⑤分級遞階操控體系。⑥復合或集成操控。⑦學習操控體系。機電一體化系統(tǒng)中往往會應用很多技能，其中最常用的便是神經(jīng)網(wǎng)絡、專家體 系及遺傳算法等相關技能，這些技能彼此之間相輔相成、相互依存。

2.3智能控制基本特征主要包括7個方面：①具有組織性特點，核心主要是由高層來進行有效控制。②智能操控具有變構造特色。③智能控制 器具備非線性的特點。④智能操控系統(tǒng)可達到多樣性方針的高性能要求。⑤智能操控系統(tǒng)具備總體自尋優(yōu)的特點。⑥智能操控系統(tǒng)屬于一種新興的研討課題。⑦智能操控系統(tǒng)歸屬于一種邊緣交叉的學科。

3智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用

3.1 智能控制在機械制造系統(tǒng)中應用廣泛，主要包含智能學習、 智能監(jiān)控與檢查、智能診斷機械故障及智能傳感器等。利用計算機輔助和智能操控技能進行有機融合的技術便是目前最領先的機械制造技能，往智能控制方向發(fā)展，借助神經(jīng)網(wǎng)絡體系的核算方式來動態(tài)模擬制造機械的詳細過程，對所搜集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器融合技能來進行預處理，然后操控修正模式中的有關參數(shù)數(shù)據(jù)分析，使用科學的計算機技能來代替或模仿人們的機械制造行為，從而實現(xiàn)最終意圖和目標。

3.2 智能控制在機電一體化系統(tǒng)數(shù)控領域中的應用，機電一體化系統(tǒng)的數(shù)控技能要求越來越高，不僅要實現(xiàn)模仿、診斷等功能，還要延伸和拓展新的智能功能，從而促使其數(shù)控技能具備智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫及智能編程等目的，如：借助專家系統(tǒng)能綜合解決數(shù)控領域里的很多問題、難以確定及結(jié)構不明確的算法等。

3.3 智能控制在機電一體化系統(tǒng)機器人領域中的應用，機器人在動力系統(tǒng)中存在很多自身的特點，如：時變性、強耦合及非線性等，而多變性及多任務性是機器人在控制參數(shù)的系統(tǒng)容易體現(xiàn)的特征。在機電一體化系統(tǒng)機器人領域中使用智能操控技能主要體現(xiàn)在四個方面：①在視覺處理及多傳感器信息融合方面能實現(xiàn)智能操控。②可智能控制機器人的手臂動作及相關姿態(tài)。③經(jīng)過專家操控體系可科學定位、建模、 計劃及監(jiān)測機器人所處的運動環(huán)境，從而實現(xiàn)相關的控制及研究。④可以智能控制跟蹤機器人的行走軌跡、走路等。

3.4 智能控制在機電一體化系統(tǒng)建筑工程中的應用，主要在兩方面：①智能操控建筑物內(nèi)的空調(diào)，如：智能控制有關空調(diào)的風閥，不僅能有效保證建筑內(nèi)空氣質(zhì)量，還能減少不必要的浪費。② 可通過計算機聯(lián)網(wǎng)和通信實現(xiàn)智能操控所有照明系統(tǒng)，如：智能操控照明體系的節(jié)能、照明時刻及照明邏輯等。

3.5 智能控制在煤礦機電一體化系統(tǒng)中的應用，因煤礦行業(yè)為井下作業(yè)，一般工作環(huán)境惡劣、危險系數(shù)高應用智能控制技術代替人工作業(yè)，提升作業(yè)安全性。

4結(jié)束語

智能控制技術應用性非常強，高效能、高質(zhì)量、可替代人工作業(yè)等優(yōu)點，使其在各個領域的機電一體化系統(tǒng)中應用廣泛，需要深入開發(fā)和研究，爭取早日實現(xiàn)“中國制造2025”。

參考文獻：

[1]王光榮.淺談機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用[J].黑龍江科技信息，2016;

[2]繆學勤.工業(yè)4.0推動機電一體化走向智能技術系統(tǒng)[J].自動化儀表，2016。