智能控制在機電一體化系統中的應用解析

張凡

摘要：隨著機械技術的不斷提高，機電一體化系統控制也得到了發展，具有很強的適用性。但在實際的應用中，對控制對象、環境等也提出了較高的要求，且越來越復雜。對此，就需要對其應用進行詳細的分析。以下筆者特對智能控制在機電一體化系統中的應用進行分析，探討出機電一體化智能控制的方法。望對實際的應用起到參考意義。

關鍵詞：機電一體化;智能控制;應用

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）09-0003-03

在我國城市建設發展中，受持續革新的科技技術影響，各行各業對微電子技術的要求越來越高，并不斷的嘗試進行優化改革，從中獲得了寶貴的經驗，這在一定程度上也表面光，我國機電一體化系統正在朝著更高臺階發展。具體來說，機電一體化系統是集信息化、電子化等為一體的系統，相比傳統系統根據優勢，在各個行業的生產中占據重要位置。并隨著時代的發展進步，將智能化理念融入其中，使得操作更加便捷，使得生產企業的效率得到大大提高。所以，對其使用進行分析是非常有必要的，只有這樣才更有利于機電系統的使用。

1 智能控制特點及主要方法

控制理論的出現最早于20世紀初開始，后在20世紀50年代發展成熟，并在20世紀60年代中期融入了人工智能、自動控制、運籌學、信息學等多個學科，是現代工業信息科技發展的產物。就目前來看，智能控制的出現是控制理論的升級，是基于傳統控制理論中存在的問題和缺陷進行的優化改進，同時還能實現復雜多樣的控制任務。例如，傳統控制中一些精確的數學模型或是較復雜你拿度達的復雜系統難以實現控制，但在智能化的控制中可以一一解決上述問題。除此之外，智能控制理論與傳統控制理論有很大的差異。具體為以下幾點：（1）智能控制是基于傳統控制理論上的再升級，其中包含傳統控制理論上的使用功能。同時還具有開放性、分級分布結構，信息和各方面的處理也較為綜合全面。且智能理論更加注重的是全局優化，如果按照高級和低級來區分兩者，那么智能控制就屬于高級控制，傳統控制則屬于低級控制。（2）智能控制理論綜合了各種學科，如二元論、三元論、四元論，且融入了人工智能、自動控制理論等。（3）智能控制理論的控制對象和任務更加廣泛，且要求也更加復雜。傳統的控制理論較為單一，通常只適用于精確的數學模型。（4）兩者的側重點存在差別，其中傳統控制中主要是通過運動學方程、動力學方程、傳遞函數等的方法進行數學模型的描述。而智能控制模型的側重點主要放在符號和環境的識別、知識庫和推理機的設計中。且具有混合控制特點。（5）傳統控制理論和智能控制理論中的原理不同，其中傳統控制是通過各種定理、定律獲取知識，不夠靈活，而智能控制理論則是通過學習和專家經驗的基礎桑開展，且其中存在與人相同的控制策，且可以根據被控對象和環境針對性的應用相關控制理論，實現智能化的操作表達，簡單來說，智能化就是具有與人大腦相一致的功能，具有擬人性和仿人的特點。

在此之中智能控制系統具有包容性，不排斥傳統控制理論。具體來講，智能控制中常常包含了傳統的控制理論，在應用中不但可以采用傳統控制理論的方式去解決控制問題，對一些具有難度和復雜的控制問題，可以根據系統中所包含的知識進行解決。加之智能控制理論具有學習的功能、適應功能和組織功能，可以智能化地對控制對象和環境進行處理，實現有效控制。

智能控制理論中包含計算機科學、人工智能、運籌學等多個學科，以此為基礎開展相關理論和技術，形成了許多智能控制理論和方法，具體來說主要包括以下集中：專家控制、模糊控制、神經網絡控制、分級遞階智能控制、集成智能控制、渾濁控制、小波理論、進化計算于遺傳算法。對現代機電一體化發展有著重要作用，從某種意義上講，控制系統如何直接決定著機電一體化的質量。且適應性較強，目前已被廣泛應用到各種技術中。具體來說，智能控制系統中專家系統、模糊系統、神經網絡和遺傳算法系統，是最重要的技術，通過四種技術的結合和獨立發展使得智能控制的運行更科學。

2 智能機電一體化系統的優勢

智能機電一體化中包含了多個學科，在使用中相比傳統的控制技術具有貢獻的優勢。所以在使用中可以解決傳統控制技術中所需要的較多的人力資源問題，降低人力資源消耗，同時通過智能系統還可以對風險進行解決和控制，避免參與工作的員工受到因操作等問題帶來的人身威脅。除此之外，工作效率也更高，在使用中可以快速的完成工作，并可以獨立進行更深層次的探索，在現代發展中有著重要的意義。另外，將其應用到企業中，可以使得企業快速的完成預期目標，提升工作率，促進企業的發展。加之智能系統中結合了計算機技術，而計算機技術本身具有很多優勢，所以將其應用到其中具有模擬人腦的功能，可以對多個復雜數據進行整合和研究。在應用中可以對控制工作進行有效的干預和管理工作，同時還可以進行復雜的電子系統管控工作，在高端層面上達到多邊形目標[1-4]。

3 機電一體化系統中智能控制的應用方向

智能控制在機電一體化中的應用較為管飯，可以被應用到機械系統、機器人系統、交流伺服系統等。對此，以下進行詳細的介紹。

3.1 機械系統

機電一體化的形成是智能控制系統基于傳統控制工作的基礎上，通過這種方式有助于企業的發展，同時可以為基層群眾提供更優質的服務。具體來說，機械系統可以和智能控制結合起來，從而發揮智能化系統中包含的各個部分功能，實現智能化操作服務。在科技快速發展的今天，機電一體化中融入了智能控制系統，如此一來可以為企業的發展提供更優質的服務。在實際的應用中，智能控制系統可以自行地進行人腦模擬等活動，完成人腦活動的變化。在科技快速發展的今天，我國機械制造系統中已加入成熟的智能控制系統，并取得了較好的效果，通過智能引導結合神經網絡系統和數據理念實現對機械制造功能的監控和管理，使得相關操作者可以及時的獲取機械動態、立體的環境建設模型，同時還可以使得運行效率得到大大的提高。但還需注意的是，在系統的安裝中，要安裝傳感器，并要針對性地選擇合適的傳感器，只有這一才能發揮其作用，掌握技術和信息。除此之外，智能網絡控制系統對神經網絡也有著積極的幫助意義，例如對不完善信息的處理等，對機電一體化系統發展有著重要作用[5-6]。

3.2 交流伺服系統

伺服系統具備轉化技能，將其應用到智能控制系統中，可以感應信號，并做出反映，同時控制機械力度是機電一體化中的重要內容。

3.3 機器人系統

目前，我國的技術發展水平已經得到了明顯的提高，在各個方面都取得了一定的成就。尤其是現代，機器人相關的智能產品越來越受到廣泛關注，且具有很大的實用功能，其中核心技術為智能控制。對此，相關研究者在演技中還需要了解哪方面是重點的研究方向。以機器人行走為例，不管是那種行動方式和運動方向，都需要通過智能控制來實現。在新時代下，這一技術早已實現，那么這就需要往更高的層面發展，例如怎么樣才能擴大機器人的功能，同時還包括哪些功能是消費者需要的，只有這樣通過不斷的研究才能促進我國科技水平的提高，同時還有助于推動經濟增長。具體來說，智能控制中的人工神經網絡系統可以實現對人的動作進行模擬，但還需要進行再升級優化，如機器人的動作更加靈活，且韌性得到提高，在此之中通過多樣化的智能控制技術，可以讓機器人研制工作更加多樣，如模糊系統、專家系統等[7]。

3.4 數控系統

傳統的數據機床設備沒有沒有加入智能化的現代化理念，所以與現代智能控制的機電一體化設備相比，準確性欠缺，實踐工作也不能達到理想效果。但在新時期下，在數控系統中加入智能控制系統，可以使得數控機床朝著現代化、智能化的方向發展。在這一過程中，工作人員在CPU控制系統、RISC芯片的引導下，可以使得管理工作更加科學高效，質量也能得到穩步提高。與此同時，還可以實現對數控機床的實時監測，保證工作人員可以及時的了解機床的工作狀態，便于及時發現問題，及時的做出調整，保證數控機床的工作質量。具體來說，智能控制系統應用到數控機床中主要表現在以下幾點：（1）智能熱屏障：機床在運行中會產生熱量，同時關系到生產質量，如果熱量較高時就會影響整體工作的效率，通過整合智能熱屏障控制技術，可以解決這一問題，根據問題的實際現狀進行自動補償，從而降低差值，提高工作效率。（2）智能語音系統：將智能控制系統加入到機床中，可以進行智能提醒，同時還可以完成智能操作。避免傳統手動操作的低效率，使得操作人員可以通過自己的語音就可以快速進行操作，不但可以提高工作質量，還可以提高工作效率。（3）智能安全屏障：數控機床運轉過程中，零件之間會發生碰撞，對整個系統帶來不利影響，而通過加入智能控制系統可以構建智能安全屏障，有效解決這一問題，使得機床生產更加安全高效。（4）智能振動控制：機床生產過程中存在振動現象，那么這就會使得工作的準確受到影響，通過結合智能控制系統可以降低振動頻率和幅度，從而減少不必要的問題，提升數控機床的加工水平[8]。

4 結論

通過上述對智能控制在機電一體化系統中的分析得知，智能控制具有很強的適用性，可廣泛被應用到多個方向中，使得生產進度和整體工作安全得到提高。因此，企業就必須要重視起來智能控制系統，并根據自身的實際發展需求全面落實，充分體現自身價值，從而加快機電一體化系統的發展腳步。

參考文獻

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[2] 張惟兵.智能控制在機電一體化系統中的應用[J].南方農機，2019，50（24）：174.

[3] 吳章海.智能控制在機電一體化系統中的應用探討[J].輕紡工業與技術，2019，48（12）：46-47.

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[5] 陳艷.項目教學法在中職《機械制圖》教學中的應用[J].職教論壇，2012（20）：30-32.

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[7] 李素英.系統性方法應用于園林制圖課程教學的研究[J].中國林業教育，2010（5）：73-76.

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