智能控制及其在机电一体化系统中的应用

欧海波

（湖南财经工业职业技术学院，湖南 衡阳 421002）

目前，在国家持续加大发展机电一体化的大环境下，我国机电一体化系统发展迅速，同时也将智能控制技术融入其中，呈现出良好的发展趋势，这种变化对于行业有着质的提高。

1 智能控制及机电一体化系统的简单概述

1.1 智能控制概述

在不需要人工操作的情况下，由高智能机器自动自发地根据系统设定完成目标任务的先进技术。简单而言，就是借助计算机来模拟人类大脑进行思考，从而达到智能控制的目标。这项技术在社会生活中有着广泛的使用空间。将智能控制相关技术融入到机电一体化系统中，就是通过智能控制技术来完成系统的自我操作，真正做到人工不参与的前提下，由系统完成复杂的操作任务。智能控制技术，在我国从短时间单一的发展，现已发展为多个学科相互交叉式的控制方式，其中最主要的就是通过智能控制系统来对准确完成信息流处理、自动控制和人工智能等的摸索。与传统控制方式所不同的是目前我国智能控制系统从多角度多方面同步发展，其中包括高层核心控制、智能控制结构特点研究等等均有所突破[1]。当前我国智能技术的控制种类，可分为六大类：集成控制、递阶控制、人工控制、神经网络控制、学习控制以及组合智能控制。

1.2 机电一体化系统概述

在借助信息技术、电子机械技术、接口技术、微电子等多种多样的技术下，把多种机械电子系统相互融合形成先进的处理系统。机电一体化系统，在日常生活中应用范围非常广泛，因此其系统性能的提升与技术的优化，也是当前社会所重点关注的重点问题。机电一体化系统与智能控制相关技术的融合，一方面对机电一体化性能水平有了明显的增强作用，其次智能系统的融入，也使得机电一体化在整体的控制效果上有了明显的改进[2]。而其中需要注意的是在完成一体化系统的组装时，一定要对运动、结构、感知等多个要素多加关注，如此方能保证整个要素能够达到系统所预期目标。

2 机电一体化系统中智能控制的应用

机电一体化系统主要由交流伺服系统、设备装置系统、数控机床系统及机器人等组成，以下就从这几方面，分析智能控制在机电一体化系统中的应用。

2.1 在交流伺服系统中的应用

将智能控制应用于交流伺服系统，不仅能够提高交流伺服系统智能化水平，还能够提高机械运行效率，进而提高工业生产效率，促进社会生产力及经济水平提升。其应用措施为：第一，根据交流伺服系统运行规律及特点，选择智能控制机械，然后安装到交流伺服系统中，以构建成相应的转换装置系统，以解决负载扰动、运行参数变化和强耦合等问题[3]。第二，除了安装智能控制机械以外，还需要配套相应的数学建模，以精确计算出交流伺服系统运行中发生的各种数据信息，以及时发现和处运行异常情况，实现智能控制，避免各种运行问题发生。第三，在建立精确度较高的系统控制器参数系统，以实现对各种运行指标的动态调整，从而保证和提高交流伺服系统运行效率，最大限度提高工业生产效率。

2.2 在设备装置系统中的应用

设备装置系统简单来说就是机械设备的装置系统，应用智能控制技术后能够实现智能化操作，其原理在于将设备装置转化为智能化元件，从而实现智能化操作，如今已经在生物技术行业及石油化工业等领域得到了应用，很大程度上促进工业健康可持续发展，引来社会的高度重视。具体应用措施；第一，在应用智能控制技术前，相关工作人员要对仪器、企业数据信息、企业实际运行情况等进行全面了解，以制定具有针对性的智能控制方案；第二，根据实际情况选择自动化及智能化元件，并配套相应的系统软件及硬件，最后组建成商务智能系统，保证设备装置系统的智能化及商务化；第三，要利用数据仓库技术、挖掘技术和联机处理技术等构建而成的智能化设备装置系统进行信息化管理，以提高工业生产管理信息化水平及智能化水平；第四，还需要不断引进先进的自动化设备装置，以及时更新各种机械设备，保证机电一体化的自动化及智能化水平达到人们的智能化控制需求[4]。

2.3 在数控机床系统中的应用

众所周知，数控机床设备不仅能够单独在工业生产中使用，还能够在智能控制技术支持与其他设备形成智能化控制系统，成为机电一体化系统重要组成部分。将之应用于工业生产，不仅能够提高工业生产这种各种设备的运行效率，还能够提高相应的运行精确性，减少各种生产问题发生。另外，有资料显示，数控机床系统不仅应用到了RISC芯片，还应用到了CPU控制系统，如果再利用智能控制技术，则RISC芯片、CPU控制系统功能都能够得到优化，并在智能化程度上得到了提升，最大限度地提升工业生产中产品的合格率。数控机床系统在应用智能控制后运行效率提升的具体体现如下：第一，提高了数控机床的主动振动控制性能，减少振动问题发生，提高加工精度；第二，能够提高数控机床的智能性及安全性，减少运行过程中各种部件碰撞发生，从而降低危险事故发生率；第三，完善了数控机床的语音信息功能，使得数控机床在运行过程中能够根据实际需要发出语音提示，从而提醒数控机床操作人员规范操作，减少操作失误的发生[4-5]。

2.4 在机器人方面的应用

如今，我国已经迎来了信息网络时代及大数据时代，各种先进的信息技术、网络技术、数字技术及智能化技术被应用到各大领域，其中机器人已经在工业生产领域得到了应用，并取得了良好的应用效果，提高了工业生产智能化水平，促进工业健康发展。所以机器人必定在机电一体化系统中得到应用，智能控制技术也同样作用于机器人，形成智能机器人，具有时变性、非线性和强耦合性等特征，机器人中应用智能控制技术的优势主要体现在：第一，能够有效强化对机器人多传感器的控制，并强化机器人的视觉处理功能，使得机器人的传感功能及视觉处理功能等得到智能化控制，从而提高机器人的数学信息传达、处理及管理效率，并提高数据信息的准确度；第二，能够智能化控制机器人的行走，让机器人始保持在正确的轨迹及路径上行走，并实现对机器人的动态性监督及控制，以保证机器人能够更加准确地执行指令；第三，能够强化机器人的运动环境控制性能，并完善机器人的模糊控制系统及专家控制系统，使运动环境下机器人能够高精准度的确定定位，并规划行走进程及动作姿态等，诸如手臂、腿等姿态[5]。

3 结语

总而言之，智能化控制技术能够真正做到在脱离人工控制的前提下完成自动控制目标的任务，从而实现生产制造的目标，机电一体化、智能控制系统主要表现在控制程序以及主体两大方面。当前，我国工业领域对生产质量要求越发严苛，人工生产过程中有着诸多不确定因素，会对生产造成影响，数控管理无法有效实施，无法控制生产制造的质量。而借助智能技术来代替工作人员进行操作，就能够借助智能控制的优势来弥补机电一体化系统中所存在的问题，从而不断提高工业生产的质量和效率。