探讨智能控制在机电一体化系统中的应用

谷荣强++刘季++刘志虎

摘 要：随着中国特色社会主义经济的不断发展，机电一体化已经逐渐成为推动我国工业化的重要技术，有效避免了传统模式中成本大和效率低等问题的出现。在如今科技不断发展的社会里，机电一体化技术得到了进一步的应用和推广。“智能化”作为现在科技的发展方向，其能够显著改善一体化控制中的许多不足，确保一体化控制系统的顺利运行。智能控制在机电一体化中有着十分诱人的前景。本文分析了智能控制及智能控制技术在机电一体化系统中的应用优势，并总结了智能控制在机电一体化中的应用体会。

关键词：机电一体化；智能化；应用效果

随着社会的不断发展以及微电子技术与信息技术的不断进步，大规模的集成电路也随之产生，并且得到了越来越广泛的应用。而与此同时，机电一体化技术也获得了飞速的发展，其在工业生产中也表现出越来越优越的性能。其可以从多方面提升工程的可靠性，并且可以充分满足高效性需求。首先，其可以有效减少由于工人操作而产生的失误，提高生产的高精度；其次，可以充分确保系统运行的可靠性与稳定性。因此，加强智能控制在机电一体化系统中的应用研究，对智能化生产水平的提升具有非常重要的意义。

一、机电一体化的概述

（一）机电一体化系统

所谓的机电一体化系统即为可以将传感器技术、电子电工技术、信息技术以及机械技术等多种技术进行有机结合，并且将其科学、合理地运用到实际的生产与生活中的一种综合性技术。其工作原理主要是基于所有技术的结构耦合完成对信息的有效控制，并且最终实现能量转换。

（二）智能控制

作为一种自动控制技术，所谓的智能控制即为利用计算机模拟人类智能，在无人干预的条件下，自主地驱动智能机器，使其完成一些比较复杂与多样的控制目的以及控制任务，最终实现控制目标的技术。其可以有效地控制那些比较复杂的系统，其具有非线性特性以及变结构特点，其工作重心主要集中在高层控制，能够有效地完成多样性的目标，可以有效满足高效能的要求等等。目前，随着社会的不断发展与科技的不断进步，智能控制也迎来了良好的发展契机，其不仅更加实用化以及工程化，而且可以与其它现代化技术互相依存，促进彼此的不断发展与完善。

二、智能控制在机电一体化系统中的应用优势

（一）智能控制能够帮助机电一体化系统完善性能

和传统的自动化控制系统相比，智能控制有其优越性，这种优越性主要表现在可以帮助机电一体化系统更加地完善发展，因此，成为了机械工业与微电子工业未来发展的主要方向和趋势。

在机电一体化系统中，智能控制可以自己进行中间模型分析，能够根据外界环境的变化做出相应的调整，形成控制指令，在控制器的作用下，高效、快捷、精确地完成工作任务。

（二）智能控制能够帮助机电一体化系统提高效率

智能控制技术是依据操作人员发出的命令编码而使得机械设备自动进入工作状态，在这个过程中，人工只需要发出命令编码，而不直接参与到工作劳动之中。所以人工因为操作不当所引起的失误和损失就可以大大地减少，工作效率就可以大大地提高。在智能控制的帮助下，人力只需要编制出正确的工作编码和指令即可，智能控制可以按照指令流程来准确流畅地完成工作任务，这保证了机电一体化系统的安全和效率。

（三）智能控制能够帮助机电一体化系统增加安全可靠性

在接受人类的工作指令后，智能控制系统可以合理地调控设备中的结构或运行程序，来实现对于运行系统的管理和监督，最大限度地保证机电一体化系统的安全可靠。

三、智能控制在机电一体化系统中的应用

（一）智能控制在机械制造过程中的应用

机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数据。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。

（二）智能控制在数控领域中的应用

随着科学技术的发展，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议。

（三）智能控制在机器人领域的应用

在动力学方面，机器人往往表现为非线性的、强耦合，并且时变，而多信息和多变量则是在传感器信息和控制参数等反面的表现，而智能控制的应用正需要这些特质。在机器人领域的方方面面，智能控制技术都已经被广泛应用。

（四）智能控制在交流伺服系统中的应用

作为机电一体化典型产品的重要组成部分，伺服驱动装置对控制质量、系统动态性能和功能有着决定性的影响。交流伺服系统是一种很复杂的系统，它的参数可以随时变动、伴随着负载的扰动，与此同时交流电动机的本身与被控对象具有很强的非线性等诸多不确定的因素，所以想要建立精准的数学模型是很困难的。于是把智能控制应用于交流伺服系统当中，并且结合现代交流伺服将有可能得到较高的性能指标。

总之，智能控制技术是在传统控制技术的基础上，利用先进的计算机技术与网络通讯技术发展起来的一项技术，是二十一世纪机电一体化技术发展的最新方向。智能控制技术的优劣在很大程度上影响着机电一体化系统的正常运行。通过模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络等四项技术的应用，我国机电一体化技术非常顺利地实现了智能化的控制，从而促进了我国机电一体化系统的健康长远发展。

参考文献：

[1]陈明录.浅议机电一体化系统中智能控制的应用[J].科技与企业，2013（04）.

[2]周华昌.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].才智， 2011（31）.

[3]陈雪梅.机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J].河南科技，2010（14）.