智能控制工程在机械电子工程中的应用

代士超

（河北广播电视台器材财置服务中心，河北石家庄，050000）

0 引言

在科学技术大力发展的背景下，科学技术作为第一生产力，各个领域对科学技术的需求也在不断增加。特别是在智能技术愈加成熟的时期，自动化已经逐渐被智能化技术所取代，人工智能、云计算、大数据等成为了未来主流应用技术，智能控制系统在机械电子工程领域也有十分好的发展前景。在机械工程建设之初，很多人并不看好智能控制技术，认为智能技术没有自动化技术成熟。诚然，我国智能（乃至全球）智能控制技术还有很大的发展空间，所谓的智能技术是在自动化基础上实现的智能操控，并未理念上“完全智能化”。而基于自动化的智能控制技术，则可以有效提高生产率、生产质量，也是机械电子工程未来发展的主要方向，并且会更加智能化。

1 智能控制技术相关概述

1.1 基本理念

智能控制技术包括神经网络学、电子信息学、人文科学等。在当今机械电子工程领域中有着极大的效益，并且施工范围也更加广泛，通过融入各类工程理论、计算机科学解决各类问题。在技术实现方面，智能控制技术利用计算机软件和生物学内容制造出带有“思想”的设备，模仿人类大脑和肢体功能，从而科学的控制电子设备，实现现代化操作，极大的降低了对人力的依赖性。在实际使用当中，通过合理展开数据处理、信息传输可以实现智能化操作，而这与计算机终端性能有着直接关系。智能技术在高新技术领域中的应用较为广泛，可以完成很多的人类工作，发展空间非常大。从发展现状来看，智能控制技术发展还不够成熟，依然有待进一步完善和研究。

1.2 发展阶段

智能控制技术总共经历了三个发展阶段：第一阶段，也是萌芽阶段（20世纪中期），该阶段专家学者对智能控制系统展开了初步研究，并构建了智能控制模型，受当时技术条件的限制，实际使用效果并不明显；第二阶段，发展阶段（20世纪末期），在部分生产活动中展开了初步实践，主要是军事领域，此时计算机科学发展较为迅速，机械电子语言编程技术已经取得了一定发展；第三阶段，进一步发展阶段（21世纪），智能控制技术与社会生产相结合，并具有了更好的支撑平台，特别是在大数据时代下，人工智能技术的应用愈加广泛，甚至已经走进了人们的生活当中。

2 机械电子工程相关概述

2.1 基本理念

机械电子工程作为计算机、机械、电子等技术的综合体，可以有效将传统机械工程、电子信息技术进行有效融合，可以让电子、机械、信息之间有着更加紧密的联系，在高新技术领域中的应用十分广泛。在产品设计当中，机械电子工程可以结合机械原理、借助电子工程知识、计算机知识，对设计方案进行完善。相比传统机械工程，机械电子工程设计思想更加精细，让产品结构变得更加集成、简单，功能性更强。并对功能模块展开合理、科学的规划设计，提高机械制造加工水平。

2.2 发展阶段

与智能控制工程一样，机械电子工程同样经历了3个发展阶段：第一阶段，手工加工阶段，此时的工具与设备相对落后，主要是依靠人力进行操控，生产质量与供给量受到了极大的限制，来在这一定程度上迫使人们研究更加高效的机械加工技术，推动机械电子工程的发展；第二阶段，流水线加工阶段，此时机械设备的应用十分广泛，并融入了自动化生产技术，生产规模和生产效益不断提高，但是这种方法只适合批量生产，无法满足市场的个性化要求；第三阶段，机械电子工程阶段，此时由于大数据、云计算、人工智能技术的发展，机械电子工程的应用愈加广泛，进一步提高了生产率、降低了生产周期，并可以时间个性化生产、完善了产品性能。

3 智能控制工程在机械电子工程中的应用

3.1 智能集成控制

使用智能集成技术可以有效对机械电子工程进行统一的管理和控制，发挥各类电子机械设备的运行优势，让各类设备和系统协调运行，从而提高了生产效率和生产质量。再者，智能集成技术还能够有效对各类设备运行信息、数据进行整合，结合人工智能技术和大数据自动选择更加有效的控制方法，实现多个设备、系统的统一操作。现如今，随着我国科学技术不断发展，智能集成控制技术也得到了进一步的改进与优化，科研人员在原有的控制系统上，研发出了柔性智能集成控制系统，在数控机床和机械电子领域中应用新型的集成控制系统，可以实现一个车间、一个管理人员即可，甚至是无人值守，从而更加高校、科学的完成产品制造与生产。

3.2 智能控制系统

智能控制系统相比自动化控制系统增加了“智能化”生产理念，其主要应用了人工智能技术、计算机技术，从而对机械电子工程运行流程展开智能化模拟与智能控制，系统会自动模仿人脑和肢体语言，展开仿人类的机械操作。在运营原理主要是通过智能控制系统模拟人类大脑运行思维，智能的收集相关数据信息，并将这些信息二次利用，充分发挥信息价值。在信息时代下，社会生产智能化已经成为各个行业重要的发展趋势。在机械电子工程中融入人工智能技术，可以有效提高生产效率，不仅能够降低人工劳力，还能够避免出现人为因素带来的负面问题，采用智能、规范的生产流程，从而有效的降低实际生产成本。

3.3 神经网络控制技术

神经网络控制系统模仿了人类的神经系统，具有很多的神经元，而大脑可以有效控制这些神经元，实现对全身的控制。神经网络控制系统主要是模仿了该理念，虽然神经网络并没有人脑那么多的神经元，但是也可以实现相关智能操控系统。通过构建完善的神经网络控制系统，对某个区域各类机械电子设备进行控制，从而提高控制效率，降低人工劳动强度。神经网络控制终端能够对各个神经元进行统一控制和处理，之后将处理完成后的信息反馈给神经元，神经元会支配各个机械电子设备执行相关指令。神经网络控制技术是实现智能控制的关键点，更是未来机械电子工程发展的重要趋势。

例如，当今数控设备主要是欠缺信息识别、处理等功能，需要人工控制才能够更好的完成相关操作，而加入了神经网络控制系统之后，工作人员只需要调整系统运行参数，之后即可完全由神经网络系统对整个生产流程进行监控，不需要人为因素的干扰。

3.4 鲁棒性

鲁棒性是机械电子工程智能控制的重要特性与参数。简单来说，鲁棒性实则就是指设备在受到外界干扰的情况下，控制系统依然可以保持原有的运行性能，进而对设备进行有效控制，该种特性对提高机械电子工程运行稳定、安全有着重要意义。因此，在推动机械电子工程发展过程中，必须要重视鲁棒性的积极作用。对于柔性臂轨迹制造来说，通常可以采用滑膜结构展开控制，并在此基础上研究出慢变控制器，结合Hx控制理论，开发出鲁棒控制器，这样即可优化整个系统控制器结构。也正是如此，工作人员展开操作轨迹模拟研究环节展开补偿控制计算当中，需要采用补偿控制算法，保证滑膜结构和Hx控制理论实现组合性控制，并保障控制系统在目标轨迹运行中的控制精度。

3.5 模糊控制工程

在传统机械工程运行中，由于整个工程内部结构十分复杂、生产步骤繁多，导致整个过程操作十分繁琐，从而给工作人员提高了工作量，严格阻碍了生产效率提升。工作人员希望在传统控制形式下构建控制模型，从而对机械电子工程进行自动控制，但实际效果并不理想。而智能控制工程的发展，人们通过应用模糊控制理论实现电子工程自动化的研究，在实践当中取得了不错的效益。模糊控制技术与传统控制理论有着很大的差异性，需要保证机械控制的绝对精准，将生产误差控制在合理范围内，这样即可让相关控制工作在标准范围下展开，降低了自动控制难度。在实际应用当中，需要工作人员明确误差的合理控制范围，这样模糊控制技术才能够更加精准的控制机械电子工程运作。

4 结束语

综上所述，随着科学技术不断发展，智能技术会逐渐取代自动化技术，成为机械电子工程中的主流技术之一。因此，需要进一步加强智能控制技术、机械电子工程技术的研究，提高智能技术的适应性，保障智能控制技术的应用效能。