韋慶飛

廣西南國銅業(yè)有限責(zé)任公司，中國·廣西 崇左 532200

1 引言

將機電一體化系統(tǒng)引入機電控制中，能有效地改善機電產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，從而達到從源頭上節(jié)省能源的目的。尤其是將智能控制技術(shù)運用到機電一體化系統(tǒng)中，可根據(jù)外界環(huán)境自動調(diào)節(jié)指令，提高機電一體化系統(tǒng)的效率、速度、精度。在實際使用中，采用了基于指令代碼的智能控制技術(shù)，既可以降低人為誤差，又可以大大提高生產(chǎn)效率，尤其是對整個系統(tǒng)進行全方位的監(jiān)控，可以保證整個系統(tǒng)的安全。

2 機電集成與智能控制技術(shù)綜述

2.1 智能化技術(shù)

隨著時代的變化，科技的進步，智能技術(shù)也越來越完善。目前，智能化技術(shù)在各行各業(yè)中都得到了應(yīng)用。眾所周知，隨著人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我們也在不斷研究中發(fā)現(xiàn)，在人工智能技術(shù)的應(yīng)用上，還有許多需要改進的地方。隨著科技的發(fā)展，智能化技術(shù)的應(yīng)用也越來越簡單，這就需要相關(guān)的技術(shù)人員在進行智能化設(shè)計的時候，根據(jù)科學(xué)的方法，對智能化技術(shù)進行全面的、多樣化的改進。與此同時，人們越來越意識到，科學(xué)是經(jīng)濟發(fā)展的根本，其中最具代表性的科技機電一體化工程已經(jīng)逐漸受到重視，而機電一體化工程則需要不斷地引進新的數(shù)據(jù)，使其設(shè)計成為契合人們工作生活中所要求的各類工具，給人們的日常生活提供便捷。智能化技術(shù)在機電一體化工程中具有很高的應(yīng)用價值和適用性。因此，在機電一體化工程中，智能化的應(yīng)用肯定會有很大的提升，得到更高的評價，如果能夠?qū)⑦@項技術(shù)應(yīng)用到工程中，將會極大降低工程的工作量，從而達到一個新的高度。智能技術(shù)是一種以人的大腦為基礎(chǔ)進行思維判斷和思考的手段，而智能技術(shù)的應(yīng)用，可以極大地提高機電一體化工程的自動化程度[1]。智能技術(shù)是中國大多數(shù)企業(yè)的核心課題，它的主要優(yōu)點是通過自動化來完成工作，從而進一步完善制造業(yè)的工作。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，市場經(jīng)濟的發(fā)展速度越來越快，以前的機械設(shè)備和自動化設(shè)備，已經(jīng)不能適應(yīng)市場經(jīng)濟的需要，而智能化技術(shù)的運用，也是一個重要的趨勢。智能技術(shù)的應(yīng)用，是對過去的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的一次又一次的改進。對推進中國機電一體化工程建設(shè)具有重要意義。在日常生活中，智能技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，如GPS 定位、傳感技術(shù)、機器人等。智能技術(shù)的應(yīng)用，包括環(huán)保、人性化、簡單化，提升了自動化水平，提高了工作的效率。

2.2 機電結(jié)合工藝

許多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是發(fā)展重工業(yè)，都要靠人力。而機械產(chǎn)品的開發(fā)，則有效解決了人力的問題，降低了工人的勞動強度。而機械產(chǎn)品的使用，通常都是在復(fù)雜的環(huán)境中使用的，而在這種情況下，機器的生產(chǎn)，就必須要靠人力來完成。所以，光靠機器是不行的，而電子技術(shù)，則是可以遠程控制和發(fā)送信號，所以在機械領(lǐng)域中，電子的優(yōu)勢可以充分發(fā)揮出來，既能在復(fù)雜的環(huán)境中使用，又能提升工作的效率。目前，機電集成技術(shù)是將電子傳感器、微型處理器、信號處理技術(shù)等技術(shù)有機地融合在一起，形成一個綜合的應(yīng)用系統(tǒng)，為用戶提供更好的服務(wù)。

3 傳統(tǒng)的智能控制技術(shù)和智能控制技術(shù)的主要差異

3.1 智能控制技術(shù)是先進的傳統(tǒng)控制技術(shù)

傳統(tǒng)的控制技術(shù)以機械式控制取代人工控制，僅能實現(xiàn)簡單的機械操作，僅適用于工業(yè)生產(chǎn)的最底層[2]。智能控制技術(shù)是基于傳統(tǒng)的控制技術(shù)，利用計算機技術(shù)實現(xiàn)智能化，其技術(shù)架構(gòu)更加靈活、更加開放，對信息的綜合處理和學(xué)習(xí)能力等都要優(yōu)于傳統(tǒng)的控制技術(shù)。

3.2 智能與常規(guī)的控制技術(shù)在控制目標(biāo)與任務(wù)目標(biāo)上存在差異

智能控制技術(shù)與常規(guī)控制技術(shù)相比，其面臨的是具有非線性、非確定性和多種功能的先進計算機系統(tǒng)，其主要任務(wù)是采用一套復(fù)雜的指令程序?qū)崿F(xiàn)智能控制；后者是一個相對簡單的線性和確定性的控制目標(biāo)。

3.3 智能與常規(guī)的學(xué)習(xí)模式差異

智能控制的知識獲取方法主要是由專家的經(jīng)驗總結(jié)和后期的不斷完善。傳統(tǒng)的控制技術(shù)獲得知識的方式多以固定的公式理論為基礎(chǔ)。智能技術(shù)模擬了人類的行為智能，能夠綜合地判斷被控制的目標(biāo)的狀態(tài)和周圍的環(huán)境，具有更好的控制和決策能力[3]。傳統(tǒng)的控制技術(shù)實現(xiàn)了簡單的編程指令，實現(xiàn)了簡單的機械操作。

4 智能化控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于CNC 領(lǐng)域的需要，一般都是以傳統(tǒng)的經(jīng)典控制為基礎(chǔ)，對某些模型進行建模。但是，在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，由于要建立精確的信息、建立模糊推理的規(guī)則、實現(xiàn)模糊控制、減少數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率、不斷改善工藝過程、減少設(shè)備運行環(huán)境等是不可能的。通過調(diào)整CNC 系統(tǒng)的參數(shù)，使其具有更好的應(yīng)用前景，尤其是自適應(yīng)能力。該理論基于一個整體系統(tǒng)，也就是智能控制。而將智能控制技術(shù)運用于CNC 系統(tǒng)，則可以很容易地解決上述問題，從而實現(xiàn)對數(shù)控系統(tǒng)各部分的模糊控制。另外，在CNC 系統(tǒng)中使用最多的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，該技術(shù)的有效運用可以改善插補運算和自適應(yīng)性，使得CNC 設(shè)備能夠更好完成零件的精確定位。

4.2 機器人領(lǐng)域中智能控制的應(yīng)用

在機器人的控制方面，我們可以看到機電一體化的智能控制系統(tǒng)。機器人的研究是目前機器人技術(shù)的前沿，它的核心是行為控制，它的應(yīng)用也將促進其柔性、非線性、高內(nèi)聚化。同時，將模糊控制技術(shù)運用于機器人領(lǐng)域，多種智能控制技術(shù)的結(jié)合將使中國的機器人技術(shù)更上一層樓[4]。

4.3 機械制造業(yè)中智能化控制的應(yīng)用

將機電智能技術(shù)運用于機械制造行業(yè)，不僅可以提高機械制造的智能化程度，而且還可以進一步解放勞動力，提高機床的加工精度。在具體的智能控制中，需要借助計算機技術(shù)來進行運動軌跡的仿真，以提高計算精度，減少在加工中的錯誤。尤其是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運用于機械制造業(yè)，它可以對整個機械制造過程進行有效的監(jiān)測，通過各種傳感器采集與處理相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將特定的信號傳輸?shù)街醒肟刂破鳎ㄟ^調(diào)節(jié)、修正控制單元內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對整個設(shè)備的自動化控制與實時監(jiān)測。

4.4 在建筑工程中的運用

在建筑施工中，其智能控制技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①對建筑內(nèi)部的溫度進行智能控制。建筑內(nèi)部的溫度是通過空調(diào)來調(diào)節(jié)的，而空調(diào)自身是不會感覺到四季的變化的，所以要對建筑物內(nèi)的溫度進行智能調(diào)控。根據(jù)智能調(diào)整模式，實現(xiàn)室內(nèi)溫度、濕度的控制。采用智能控制系統(tǒng)，既能實現(xiàn)對大氣品質(zhì)的控制，又能節(jié)約能源，減少能源消耗。②對建筑內(nèi)部的照度進行控制。采用電腦控制和通信技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)對樓宇內(nèi)部燈光的控制。根據(jù)建筑內(nèi)部的材質(zhì)和周圍的環(huán)境，選取合適的燈光亮度，并通過合理的路徑來實現(xiàn)對燈光的控制。在施工過程中，運用智能控制技術(shù)可以保證施工的順利進行，有利于施工的質(zhì)量和效果。

4.5 在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

中國是一個工業(yè)化國家，工業(yè)的發(fā)展對我們國家的經(jīng)濟發(fā)展起到了不可忽視的作用。當(dāng)今世界，工業(yè)生產(chǎn)從原來的人工勞動轉(zhuǎn)向了更加高效、精確的機械化。因此，必須把機電一體化與工業(yè)聯(lián)系在一起，提高企業(yè)的智能化程度，降低企業(yè)的勞動力成本。在工業(yè)化過程中，質(zhì)量和效益始終是企業(yè)的核心，它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益，同時也關(guān)系到企業(yè)的形象。當(dāng)今世界，在激烈的市場競爭中，企業(yè)要想得到最大的利益，就必須從多個層面上提高自己。同時，在確保產(chǎn)品的質(zhì)量和效率的基礎(chǔ)上，降低成本也是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的主要途徑。機電一體化的出現(xiàn)，讓企業(yè)的生產(chǎn)流水線變得更加的標(biāo)準(zhǔn)化，而且隨著自動化程度的提高，自動化程度也越來越高，自動化程度越來越高，能夠通過分析和調(diào)查數(shù)據(jù)，為企業(yè)的發(fā)展作出更好的規(guī)劃。但是，在此過程中，企業(yè)必須加強對數(shù)據(jù)的控制，防止信息外泄，從而導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部信息外泄。

4.6 交流伺服系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用

伺服驅(qū)動器是機電一體化發(fā)展的典型代表。在伺服驅(qū)動器中起到了很大的作用。機電一體化智能控制能夠為交流伺服系統(tǒng)提供服務(wù)，智能控制能夠?qū)崿F(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)的安全性、嚴(yán)格控制和減少對系統(tǒng)的依賴。由于交流伺服系統(tǒng)的復(fù)雜性，只要有一個參數(shù)的變化，就會產(chǎn)生很大的影響，從而使整個系統(tǒng)的工作受到干擾。由于交流伺服系統(tǒng)自身的復(fù)雜性，使得其建模困難，而且受內(nèi)部邊界及外部環(huán)境等多種因素的制約。在交流伺服該系統(tǒng)中引入智能控制，可以改善其性能，使之更健全。

5 優(yōu)化智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的優(yōu)化方法

5.1 機電系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

軟件是整個系統(tǒng)的核心，是對大量程序進行編譯和執(zhí)行的控制單元，不能存在任何的漏洞。但是，硬件也是一樣，作為承載系統(tǒng)的載體，必須要更加完美，不能有任何瑕疵。因為它是整體，一旦出現(xiàn)問題，就會造成整個系統(tǒng)的癱瘓。而系統(tǒng)和設(shè)備也離不開硬件，因此對它進行優(yōu)化，這對生產(chǎn)有很大的幫助。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法，一般都是從材料開始，采用更高密度的材料，將整個硬件變得更加輕盈，這樣才能減輕設(shè)備的重量。當(dāng)然，它的結(jié)構(gòu)也可以改變，將人工智能技術(shù)和系統(tǒng)融合在一起，確保每一個指令都不會出錯。

5.2 軟件技術(shù)與感知技術(shù)的發(fā)展

傳感技術(shù)的實施依賴于傳感器，而非傳統(tǒng)的傳感器，可以適應(yīng)各種信號，具有很好的適應(yīng)性，適用于各種場合。感知能捕捉到不同的信號，并將它們進行可視化，從而使人們了解到它們的變化趨勢，從而有針對性地進行優(yōu)化。感知的目標(biāo)是將信息以視覺形式傳達給用戶，使用戶能夠隨時掌握其動態(tài)，并根據(jù)需要進行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，將它與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，可以使系統(tǒng)的性能不斷提高，同時也增強了原本的屏蔽性，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定和有效運轉(zhuǎn)。與此同時，軟件技術(shù)也得到了極大的優(yōu)化，因此減少了成本，而且在控制上也更加精確[5]。因此，必須及時地進行更新，避免限制系統(tǒng)，讓技術(shù)的效率最大化。

5.3 加強接口技術(shù)和信息技術(shù)

信息技術(shù)可以使系統(tǒng)的功能發(fā)生飛躍，使各個方面的控制都得到改善，從而為生產(chǎn)提供了極大的便利。因此，要不斷地研究和開發(fā)技術(shù)，使控制系統(tǒng)朝著智能化方向發(fā)展。界面是用來將不同的終端連接起來的，其功能就是對數(shù)據(jù)的交換，而這些都是指令的傳遞和執(zhí)行的依據(jù)。而強化的目的，就是為了最大限度地優(yōu)化數(shù)據(jù)的交流，加快數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，降低?shù)據(jù)傳輸過程中受到的干擾。這樣可以防止系統(tǒng)在失去重要信息的情況下，一直處于良好的狀態(tài)。

6 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，新的科技手段在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是機電一體化技術(shù)的不斷提高，這也就意味著，要想達到最好的效果，就必須要開發(fā)出更好的機電系統(tǒng)。因此，必須加強對機電一體化的智能控制方法的研究，并將其應(yīng)用于實際工作，保證其運行效率和技術(shù)水平，從而推動整個行業(yè)的健康發(fā)展。使其更準(zhǔn)確、更智能化。推動了中國的機電一體化體系建設(shè)，為實現(xiàn)機電一體化與世界接軌奠定了良好的基礎(chǔ)。