智能控制及其在机电一体化系统中的应用 张惠

智能控制及其在机电一体化系统中的应用张惠

发表时间：2019-06-10T14:14:59.703Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：张惠李春生郭慧洁连丽锋

[导读] 智能控制技术弥补了传统控制技术的缺点，并将其自身优点发扬光大，使机电一体化系统更加完善，其作用运用在各个领域。

摘要：目前我国科技发展的十分迅速，智能控制被广泛应用于机电一体化系统中。本文分析机电一体化系统中智能控制的应用，它改变了传统的生产效率低，质量差等问题，节省了人工，提高工作效率，备受各行各业青睐。以推动工业发展为前提，阐述机电一体化系统中智能控制的应用，有效地促进企业的现代化发展。

关键词：智能控制；机电一体化系统；应用

引言

机电一体化系统的重要组成包括驱动、机械、测试、控制、信息等方面，随着经济科技的飞速发展，这些综合技术也要随着时代去改变、去创新。其中在机电一体化系统中融入智能控制技术就是信息化的体现。智能控制技术弥补了传统控制技术的缺点，并将其自身优点发扬光大，使机电一体化系统更加完善，其作用运用在各个领域。

1机电一体化系统

我们通常所说的机电一体化系统，就是指最近兴起的一种用于微电子方面的技术，这个系统有机地对多项技术进行融合，其中就包括了机械、信息、电工、微电子、传感器等多项技术，依靠包括机械设备、计算机设备与电子元件在内的多项硬件构成，并依赖电子、微机还有通信等多项操作用于系统的软件构成，管控用于生产的系统还有设备。

我们将大部分应用于机电一体化成品和执行一体化的系统称为机电一体化系统，这个系统主要由五个部分构件所构成，一是信息处理的构件，二是控制的构件，三是用于供应电力的构件，最后还有机械的构件和用于执行的构件。这个系统的应用在于可以很大程度的减少能源损耗，提高生产的精细程度。所以可以说是一种综合性的功能性技术。

2智能控制技术

2.1数字控制技术

数字控制主要是应用数字化、智能化设备，将其应用在机电一体化系统中，是对预定的产品精密的加工，加工过程中的问题可以进行自动处理，除此之外还可以检测作业环境。

2.2智能数控机床设备

数控机床在机电一体化系统中是不可缺少的一部分，通过智能控制技术，直接提高机床设备运行效率，保证精准性。将智能控制技术和数控机床相结合，芯片、CPU控制系统会在智能控制的作用下得到优化，提高产品质量。由此可见，将智能控制技术应用于机床设备，为其赋予智能性特点，全面提高机床工作效率，保证生产过程的安全性与准确性，这对于机电一体化系统运行有重要作用。

2.3智能机器人（机械臂）

机器人技术在我国已经有一些研究成果，相关技术的实际应用十分复杂。例如应用在动力领域，不仅具有多变性，还呈现出使用领域的限制，对于环境感受传导，会应用到诸多传感器，增加接收的信息以及传感任务。如果应用智能控制技术，便可以将机器人技术进行优化，获得更好的效果。

3机电一体化系统中智能控制的应用

3.1机电一体化系统中智能控制在机械制造中的应用

智能控制是当下机电一体化的发展方向。智能控制可以模拟人的脑力劳动、动作以及专家的一系列智能活动，为我们提供更好的服务。机械制造是机电一体化系统中的重要环节之一，在机械制造中对智能控制的应用，可有根据智能控制中的数据得出相关的结论，可以利用数学理念以及神经网络系统监控整个机械制造的过程，构建动态、立体的环境建设模型。智能控制在机械制造中的应用，实现了智能学习、智能诊断、智能监控、智能传感器等方面技术的融合，推动了机械制造的数字化进程。

3.2应用在GPS农业机械系统中

随着机电一体化系统的不断完善，农业机械领域也运用了智能控制技术，使农业作业效率大大提升。要想农业机械的工作更加完美，绝对离不开GPS的应用。使用GPS定位系统，同时利用信息技术，可以将各种气候、各种地区的农作物的产量和农作物的其他信息采集起来，制作数据表格来作为农业方面的研究。将信息技术与GPS相结合，使GPS有着更加强大的功能，它可以将农业机械的位置坐标、农业现场的三维图像等等以电子信息的形式展现出来。有时候大型农业作业需要很多的农业机械来集体运作，GPS定位将在这个过程当中发挥极大的作用。

3.3机电一体化系统中智能控制在机器人研发中的应用

智能控制在机器人研发中的应用越来越广泛，机器人技术是当下高端技术之一。对机器人行为的控制，核心是要实现动力学控制，动力学理论具有非线性、实时变化性、高内聚性的特点。比如对于双足行走的机器人，我们可以将其看作动态二级倒立摆，体现了非线性的特点。在机器人的研发中还涉及繁杂的传感器信息数据，而机器人的控制系统属于多变量系统，具有较高的复杂性，要想机器人的平衡行动得到保障，就要同时执行多个命令，比如平衡调整命令、躲避障碍命令、规划动作命令等。传统的控制系统由于自身限制无法实现对机器人的全方位控制，而机电一体化系统中智能控制有效地弥补了传统控制系统存在的不足。

3.4在数控领域的应用

对于数控领域需求来说，数控机床的控制需求主要是依赖于传统的经典控制来建立部分模型，然而在模糊信息中，对于以往的经典控制离乱，没办法通过其进行建模，就是因为建模的一个条件是需要高准确度的信息，模糊推理规则的构建，模糊控制的实现，数据精确程度的降低，还有对加工步骤的不断改善，降低机床对运行环境的条件都是智能控制的应用。模糊理论，能够在数控系统中，通过轻微调节参数，有效地提高数控机床的性能，尤其是在适应性这一方面。而这一理论的基础，就是一体化系统中的一个部分，即智能控制。数控加工在算法方面有许多妙处，而插补计算就是其核心之一，然而在现实的计算过程中我们往往需要取点加工信息，见的最多的加工信息就是包括多个方面，即起点，终点、线型等，在以往的加工系统中，位置软件在调控增益方面的表现往往不尽人意依据现有的技术条件，我们

可以凭借人工神经网络的控制，并依靠对智能控制技术的应用，能够达到极度接近任意困难水平的非线性函数。而同样的，机电一体化系统中智能控制技术中的专家系统，还能够对数控加工过程中不明确的推理问题进行简易推理。另一方面，遗传进化系统也有很大能耐，如对路径的提早预测，还有对其的动态反馈和美化加工。

3.5在煤矿机电一体化系统中的应用

在煤炭领域，机械出现故障的概率要远远高过其他领域，而这正是因为其工作条件相对恶劣，由此也降低了生产效率，增加了机械的故障发生概率。但随智能控制技术的诞生与快速应用，这一问题得到了有效解决，其既在一定程度确保了井下作业的安全性，而且也确保了开采工作的顺利安全进行，为煤炭公司经济效益的提供了良好的条件基础。

3.6在建筑工程中的应用

（1）对空调所进行的智能控制，能够借助于利用智能控制技术进而针对空调风阀进行相应的控制，既能够保证建筑内部空气质量，此外也节约了一部分能源；（2）借助于比例积分进而控制相关的电气设备，属于闭环控制，一方面确保了建筑内部照明功能，一方面也减少了资源消耗量，使得能源得到了优化配置。

结语

无论何时，要想取得可持续发展，不被大环境所淘汰，均应顺应市场发展走向，进而确保自身的市场竞争力。而对于机电行业而言，一套健全的机电一体化系统发展模式十分重要，只有在后者的支持下前者才可稳步发展，进而促使生产效率、以及经济效益得到大幅度提升。因此，加大智能控制技术在其中的应用研究力度是十分有必要的。

参考文献:

[1]刘贵宾.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].科技经济导刊，2018，26（17）：23.

[2]孙振保，许书娟.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].中国高新区，2018（06）：26.

[3]杨丽琴.机电一体化系统中智能控制的应用分析[J].企业技术开发，2018，37（02）：48-50.