智能控制在机电一体化系统中的应用分析陈晓鲁屈克军

智能控制在机电一体化系统中的应用分析陈晓鲁屈克军

陈晓鲁屈克军

山东高速信息工程有限公司山东济南250000

摘要：随着科技和市场化经济的快速发展，机电一体化系统为了能够适应更高的工作环境和任务要求，需要进行不断的完善和转型，智能控制的出现使得机电一体化系统能够更好的面对各种各样的操作难题，不但能够有效解决问题，还可以减少工作人员的脑力和体力劳动，更加重要的是促进了机电一体化系统的快速发展，使其有了质的飞跃，能够更加长远的发展。本文就智能控制在机电一体化系统中的应用进行分析。

关键词：智能控制；机电一体化系统；应用分析

1智能控制技术的基本概念

智能控制技术从本质上来看，其也是一种机械的自动控制方式，能够让机械设备在无人控制的情况下自动运行。智能控制主要由三个部分组成，分别是人工智能、自动控制以及运筹学。其中人工智能就是一个知识处理系统，具备对信息进行处理，并对知识进行学习和记忆等功能。而自动控制则是一种具有动力学特性的动态反馈系统；运筹学简单来说就是一种优化的方法，主要由线形规划设计、网络规划管理以及科学调度等组成，其能够对机械进行定量处理。这三个部分是智能控制技术应用的基础，能够有效的解决系统中时间、线性等问题，进而提高机械设备的运行控制水平。

2智能控制在机电一体化系统中的应用分析

2.1智能控制在机械制造过程中的应用

在机电一体化系统中，机械制造是非常重要的一个部分，而对于目前的机械制造技术来说，最为先进的技术就是将计算机辅助技术与智能控制进行有效的结合，使得机械制造技术逐渐的智能化。机械制造技术的智能化其主要目的就是利用计算机技术对人脑进行模拟，来代替一部分的脑力劳动，从而完成整个人类制造机械的过程。在智能化的机械制造的过程中，首先是由智能控制技术对神经网络系统进行利用，通过它对机械制造的实时情况进行动态模拟，然后再利用传感器的融合技术对采集而来的信息进行处理，同时对控制模式中的一些参数和数据进行修改。在机械制造的领域中智能控制的主要应用有机械制造系统的智能监控和检测、智能诊断机械故障、智能学习以及智能传感器。

2.2智能控制在数控领域的应用

智能化是当今数控系统的一个发展趋势，随着科学技术的发展，人们对加工质量提出了更高的要求，尤其是在数控领域应用智能控制成为人们越来越迫切的要求，如对制造网络通行能力、加工运动的模拟、推理和决策能力、智能编程、智能监控、自寻优等功能的要求。数控系统中的某些模块通过数学建模及传统的控制方法可以实现，但是数控系统中的很多环节因为缺乏准确的信息，无法通过数学建模和传统的控制方法实现，这时就需要通过智能控制方法和理论实现。利用模糊推理对数控机床进行故障诊断，利用模糊控制优化加工过程，利用模糊集合理论对某些控制参数进行调整；利用神经网络技术可以实现插补计算、故障诊断；利用专家系统可以实现对某些难以确定算法或结构不明确的情况进行推理计算。另外，利用专家系统对多个数控机床维修专家的经验进行综合，并收集现场故障信息，再根据合理的推理规则，结合故障情况提出相应的维修意见。

2.3智能控制在交流伺服系统中的应用

伺服系统是机电一体化典型产品的重要组成部分，它属于一种转换装置，通过转换电信号以实现机械操作。交流伺服系统非常复杂，由于存在强耦合、负载扰动、参数时变等诸多不确定因素，所以不可能建立起精确的数学模型，只能建立起与实际情况相近的模型，该模型难以满足某些厂家对系统高性能指标的要求。如果能引入智能控制系统，交流伺服系统将不再需要精确的控制器参数和数学模型就能使系统具有较高的性能指标。交流伺服系统中的智能控制模型如下：

2.4智能控制在建筑工程中的应用

随着我国经济水平的提高，人们的生活质量有了质的飞跃，因此人们开始对生活方式和环境提出了更高的要求。而在建筑工程中应用智能控制技术来提高建筑的智能化，并为人们提供更为便捷的生活。因此智能建筑成为了我国建筑行业发展的主流趋势。智能控制在建筑工程中的应用主要表现在照明通信系统以及空调系统两个方面。首先是照明通信系统。所谓的通信系统简单来说就是互联网通信，而智能通信系统能够利用控制器来实时监控小区用户的通讯线路，可以在发生故障时，第一时间对故障线路进行检修和维护，从而为小区用户的稳定通讯提供保障。而照明系统顾名思义就是对建筑中的照明进行有效的控制，照明系统控制的主要内容包括了照明时间、照明逻辑以及照明系统节能灯等方面；最后就是空调系统的控制。智能空调系统能够模拟四级的温度变化，并利用风阀对空调进行调节，有利于净化室内的控制，并提高能源的使用效率。

2.5智能控制在机器人领域的应用

在动力学方面，机器人是非线性、时变和强耦合的；在控制参数方面，是多变量的；在传感器信息上，是多信息的；在控制任务的要求方面，是多任务的，因此，从这些方面的分析可以得出智能控制非常适合运用于机器人领域。而且，目前在机器人领域也广泛地使用到了智能控制技术，比如机器人地行走路径规划、机器人的定位和轨迹跟踪、机器人的自主避障、机器人姿态控制等。在机器人领域，人们可以通过采用智能控制中的模糊控制、人工神经网络、专家系统技术进行环境建模和检测、机器人定位、汽车柔性制造等。为了提高机器人系统的适应能力和鲁棒性，人们可以综合运用几种智能控制技术，比如神经网络控制和模糊控制相结合、变结构控制和模糊控制相结合、专家系统控制和模糊控制相结合等。下图为智能控制技术在机器人关节中的应用模型架构：

3智能控制一体化系统发展趋势

随着专家学者对智能控制研究不断的深入，目前我国智能控制已经具备学习、组织等功能，将其应用于机电一体化系统中将会大大提升我国机电一体化系统应用的水平。而遗传算法、专家系统以及神经网络作为机电一体化系统最常见的智能控制技术，其广泛的应用于各个领域中。然而随着智能控制技术在国内外出现并应用的时间较长，但是人们对于智能控制这一技术的认识还是不足的，因此这门新兴的理论技术依然需要一定的发展过程，才能更加成熟与完善。智能控制相比于传统的控制，其在许多方面都有着独特的优势，例如智能控制具备总体自寻特征，智能控制具有非线性特征等。智能控制虽然是一门新兴的技术，但是其能够更好的满足机电一体化系统的要求。

结束语：

机电一体化系统作为我国科学不断发展的产物，其还在不断的改进与完善中。随着机电一体化系统中应用了智能控制技术，不仅有效的解决了机电一体化系统中实践过程中难以避免的难题外，同时还能帮助工作人员减少工作量，促进我国各行各业的发展，为我国经济的向前发展做出了巨大的贡献。

参考文献：

[1]智能控制在机电一体化系统中的应用分析[J].汪国庆.科技展望，2016（04）

[2]智能控制技术在机电一体化系统中的应用[J].郑恒.科技与创新，2016（06）

[3]智能控制在机电一体化系统中的应用分析[J].白丹.山东工业技术.2017（02）

[4]智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].伍业.自动化应用.2016（06）