智能控制与机电一体化的融合分析

华宏彬

摘 要：伴随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化技术日趋走向交叉化、数字化与整体化，而机电一体化与智能控制系统的发展也逐渐成为一项极其重要的内容，而未来能否将两者有机的融合在一起也是决定我国科学技术发展的重要因素之一。文章就是在此大背景下，通过智能控制的基本解析，详述智能控制与机电一体化融合的重要意义，简要分析其重要性，为相关行业提出意见。

关键词：智能控制；机电一体化；融合分析

随着社会的不断进步与发展，进行智能化的控制与机电一体化的相互协调发展，使两者之间进行不断地有机融合。机电一体化把计算机的信息处理与微电子的相关控制进行融合，并伴随机电一体化技术的广泛应用，在生产中对其的要求也在逐渐提升。智能控制系统就是在此环境中日益发展和完善起来的，而其在机电一体化领域的应用上也越来越受人们的重视，逐渐成为一个新的研究课题。

1 机电一体化在智能控制上的简要概述

1.1 机电一体化在控制方面的相关要点

机电一体化的智能控制是指控制目标在无人为干扰的情况下，自主进行控制智能机器的自动控制技术。历经了现代的理论与经典理论相互结合，形成控制体系，使得机电一体化在智能的控制上已经走过了100多年的发展历程。随着微电子技术向工业领域的渗透蔓延，机电一体化是逐步形成的一个新概念，是综合微电子、信息与精密技术的一种新形势下的产物。

1.2 机电一体化进行智能控制的种类

1.2.1 机电一体化中的学习控制系统。学习控制系统是对自身内部的认知与识别，在清晰后进行调整，采用数据与信号相互循环的模式。学习控制系统的实际运行效果在运行过程中获得对环境及其控制过程的相关信息，同时累积经验，并作出相应的评价后进行分类与决策并不断进行自动控制系统的运作。

1.2.2 机电一体化中的神经网络系统。神经网络由大量类似神经元的处理单元通过并联互联而成，或者是指经过由类似于生物的神经系统中的神经细胞与人工神经元相互组成的经络。其主要的结构形式运用了人工神经元与神经细胞的相互间的模式，模拟神经网络的主要功能。

1.2.3 机电一体化中的分级控制系统。分级控制系统是指由美国的普渡大学提出的控制系统理论。其理论主要是在组织控制与相互适应控制的基础上所提出的。主要组成主为三个控制级，由低到高分别为执行级、协调级与组织级。

1.2.4 机电一体化中的专家级的控制系统。专家级的控制系统是指利用人的经验与专业技能、知识统一进行整合后，再进入到计算机里的一种形式。在此过程中，计算机的数据库拥有专家级别的知识与丰富的经验，并具有灵活适应知识与经验并实际解决高水平难题的特点。

2 智能控制系统与机电一体化相互融合的重要意义

2.1 效能方面的优化

目前我国大部分在数控系统中模块化的方式与设计思路，其裁剪性相对较好，而且涉及面较为广泛，发挥的作用也越来越大。若能采用整体控制系统，则可以借助一些操作过程，实现全系统的调整最终达到标准要求，既节省人力，同时能大大提高效率。

2.2 产品智能效果的实现

随着人们的生活水平不断提高，人们的需求量也在不断的增高，从过去冰冷的机器产品，到现如今具有智能效果的产品。在机电一体化技术和智能控制相互融合发展的基础上，系统的主要指令可以由自动控制的系统程序来完成，可以根据需要加工的产品尺寸与要求、精准的来编写实际的程序，使产品在加工完成后，具备一定的实际效果，从而满足产品智能化的需求。

2.3 有效的提高机床精度

当今社会，企业竞争日趋激烈，企业生存压力日趋增大，而企业的核心在于对产品的性能的认识，然而产品性能的关键点在于操作精度。且从实际的生产上看，操作的精准度关系着产品成品合格率的高低，是衡量数控机床机电一体化技术的重要指标。相比于传统，新型的智能控制系统不仅融合了CPU的控制系统、芯片与交流数字控制系统等技术，使得机床的精准度都有了显著的提高。

2.4 有效的提高工作效率

效率决定效益，当下，企业的发展更加注重生产的效率，而智能控制的不断发展，不仅可以强化生产流程，还可以缩短时间，有效的提高工作效率。在数控机床中对于多轴与多控制的相关需求，通常可以通过智能控制来实现，这样不仅可以减少人员操作，还在加工的程序上得到了改进和优化。

3 智能控制系统在机电一体化中的实际应用效果

3.1 智能控制系统在机械制造中的实际应用

在机电一体化的智能系统中，进行机械的制造是其重要的组成部分，而将计算机的辅助功能与控制技术相互结合，是现如今最为领先的机械制造技术，且着机械行业的不断发展，机械制造向着智能化的方向发展。其最终目的就是通过计算机技术进行一部分的脑力劳动，实现模拟人们制造机械的目的。同时，智能控制系统在通过模糊系统与神经网络的计算法，对机械制造的现状进行模拟，通过融合技术来彻底实现对信息的处理，进而修改控制系统中的参数。通过神经网络技术中的学习能力与处理问题的功能，对一些模糊的数据进行处理，利用模糊系统所特有的集合与关系，将模糊的信息统一集中到控制与决策机构中，并选取相适应的控制系统。在机械制造过程中，智能控制系统的应用范围主要包括：智能检测与实际监控、机械故障的智能诊断、智能传感器等。

3.2 智能控制系统在交流系统中的应用

驱动装置是机电一体化过程中重要的组成部分，对于控制系统中的动态与质量起着重要的作用。从实际情况来看，交流系统异常复杂，其数据可随时变化，伴有一些负载的干扰。交流本身与被控对象之间存在非线性的不确定因素，所以从这方面来看，凭借现有的理论知识构建起相关的模型是存在困难的。如果可以将智能控制系统实际应用到交流系统中，便可使指标的性能得到极大的提高。

3.3 数控领域中控制技术的应用

随着社会的不断发展，机电一体化技术在实际的应用与发展过程中对数控技术提出了许多要求，不再局限于具备模拟、延伸与扩展等功能，还需要具备其他的智能功能，使数控技术可以达到智能监控并自行建立数据库、编程等目标，例如，在数控领域中一些不确定算法与结构所产生的问题可以通过专门的系统进行处理，利用处理规则对数控现场的故障信息进行处理，从而获得维修机械的指导性的建议。此外，数控机械的加工过程中通过模糊系统进行不断优化，调节模糊参数，从而准确的找出数控机械的故障点，并给出相应的解决方案。

4 结束语

机电一体化与智能控制系统都将是未来的发展新趋势。智能控制系统的发展前景与机电一体化的发展前景必然存在相应的区别，但重要的是它们之间所存在的紧密联系，因而，不断强化智能控制与机电一体化技术的融合，也将成为未来主导性的研究方向。在科技信息水平快速发展的当下，运用合适的方式让智能控制技术与机电一体化技術进行更全面深入的融合，将成为决定我国科技水平发展的关键因素之一。

参考文献

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