智能控制在机电一体化系统中的应用

董兆友

（东南大学 江苏省盐城市 224001）

现代工业生产领域的迅速发展，不仅为机电一体化系统的应用和普及提供了强有力的支持，而且除油剂了工业生产效率和质量的全面提升。特别是在工业产品附加值不断增加以及社会各界对产品精度要求日益提高等饮食的影像学，工业生产流程的复杂程度也随之近一步提高。由于传统工业控制技术已经无法满足工业生产对机电一体化系统功能方面提出的要求。所以，加大智能控制技术研究和应用的力度，不仅最大限度的降低了人为因素对工业生产产生的影响，同时为复杂设备提供了新的控制方式解决问题，促进了机电一体化系统运行性能的有效提升。

1 智能控制概述

所谓智能控制指的就是在无人干预的情况下，应用的一种能够自主驱动智能机器实现控制目标的自动化控制技术，该技术作为对现代控制理论深度与广度上的扩展，促进了工业生产效率和质量的全面提升。通俗的讲，高层控制作为智能控制的核心，主要是通过对实际运行环境或过程组织、决策以及策划的方式，解决系统运行过程中存在的问题，这种交叉学科最显著的特点就是将运筹学、信息论、系统工程等各个学科的内容紧密的融合在一起，是当前解决复杂环境下信息处理问题最重要的自动控制技术。这种智能控制技术与传统控制系统相比，这孩子能控制系统不仅整体构成具有显著的开放性特点，同时可以根据系统运行的要求自动获取相应内容，体现出了其在优质信息处理方面的优势，因此被广泛应用于工业企业的生产过程中。智能控制与以往的人工操作相比安全性与可靠性也相对更高，操作人员在实际操作的过程中，通过预设程序的方式即可完成危险动作操作的指令，图1 为智能控制流程，该技术的发展和应用对于现代工业产业的发展有着极为重要的意义。

2 智能控制在机电一体化系统中运用的优势

机电一体化实际上就是人们常说的机械电子工程，这种将机械与微电子技术紧密融合在一起的技术，不仅是现代工业发展的关键，而且在降低工业生产能耗、提高工业生产精度等各方面都发挥着至关重要的作用。智能控制技术在机电一体化系统中的推广和应用，要求操作人员只需按照工业生产要求编写相关程序，即可实现同时控制多台加工机床运行的目的，不但节省了工业生产的人力资源成本，同时简化了工业生产操作的流程，促进了工业生产效率与质量的全面提升。智能控制在机电一体化系统中的推广和应用，最大限度的减少了人为操作失误对工业生产加工质量产生的影响，操作人员根据工业生产的要求，输入相关操作指令，机电一体化系统即可自行调整和操控运行程序，确保了工业产品生产的质量，提升了机电一体化系统运行的可靠性与安全性，为企业经济效益的提高奠定了坚实的基础。此外，智能控制技术在机电一体化系统中的推广和应用，不但实现了统一部署工业生产过程的目的，而且将工业生产各个环节紧密的结合在一起，满足了不同产品生产的要求，促进了工业产品生产质量和效率的全面提升，为工业生产领域的创新升级指明了方向。

图1：智能控制流程

3 智能控制系统类别

3.1 分级控制系统

分级控制也就是分级递阶智能控制，这种控制方式在实际运行的过程中，主要是利用机电一体化系统的自适应控制、自组织控制等功能，从组织、协调以及执行等几方面对机电一体化系统的运行进行高效控制。

3.2 学习控制系统

机电一体化系统中的学习系统主要是通过分析辩知事物内部结构的方式，调整机电一体化系统的运行模式，确保系统在实际运行过程中及时的分析和处理接受到的信号，并以此为基础做出准确的判断和预测，确保机电一体化系统始终处在最佳的运行状态。

3.3 专家控制系统

专家系统就是将专业操作人员的经验、知识等输入至计算机系统中，然后将输入信息与机电系统化系统自身的技能紧密融合在一起，确保整个系统按照预定的程序指令运行。由于专家控制系统中具有庞大的理论知识体系，所以，促进了智能系统问题处理效率和质量的全面提升。

3.4 神经网络系统

神经网络控制系统作为当前机电一体化系统中应用最广泛的控制系统，通过对该系统名称的分析就可以发现，该机型作为模仿真人的网络系统构造之一，因为具有人类神经系统的框架，促进了机电一体化系统运行安全性与稳定性的全面提升。所以，针对该技术的研究和应用已经成为了机电一体化技术领域发展的重要工作之一。

4 智能控制技术在机电一体化设备之中的应用

4.1 在数控系统之中的应用

随着工业生产对零部件加工过程中数控系统运行速度与可靠性要求的不断提高，工业生产过程中数控系统的知识处理能力也得到了进一步的提高。比如，工业生产中自主决策技术的应用，所谓自主决策就是在工业产品加工生产的过程中，合理规划产品加工路径，然后通过自主学习的方式提高数控系统运行的能力和效率，确保工业生产的顺利进行。由于传统的控制理论和技术已经无法有效控制现代数据系统中应用的各种功能模块，再加上这种多模块控制和运行方式，在建立准确数学模型的过程中，存在着很多模糊的信息。所以操作人员只需要合理运用智能控制理论即可轻松的解决机电一体化系统运行过程中存在的各种问题，促进了工业生产效率和质量的全面提升。另外，神经网络控制技术作为当前数控系统中应用最广泛的另一种智能控制技术，该技术在数控系统中主要发挥着查补计算机和数控系统中缺陷的作用，提高数控系统运行过程中的增益调节性能，确保了零部件加工的精确度，为工业生产企业经济效益的提升奠定了坚实的基础。

4.2 智能控制在机器人领域的应用

机器人在运行过程中的姿态控制不仅涉及到的复杂的非线性和时变问题，同时其运行姿态还涉及到了不同的控制任务。智能控制技术在工业机器人姿态控制中的应用，对于机器人运动姿态控制效果的提升有着极大的促进作用。另外，智能控制技术在机器人自主学习、信息处理、环境适应等各方面的应用，虽然从机器人发展的角度上实现了人们有效控制机器人运行的设想，但是人们也必须深刻的认识到，机器人在发展过程中出现的很多控制问题，也在一定程度上推动了智能控制理论的发展和应用，这些都进一步说明了，这两种学科在实际应用的过程中，实际上存在着相互成就和彼此推动的关系。

4.3 智能控制在机械制造之中的应用

智能制造口号的提出和应用，为机电一体化系统在制造领域的推广和应用奠定了坚实的基础，随着各种机电一体化设备逐步取代传统人工操作方式迅速进入到机械制造的行业中。计算机技术与软件技术也进入了新的发展阶段。比如，经典的机械设计理论与机械加工工艺与计算机辅助技术的紧密结合，更是以智能控制技术为核心构成了新一代的机械制造技术。由于这种全新的机械制造技术，在取代人类在机械设计与制造过程中发挥着至关重要的作用。所以，机械制造过程中利用模糊数学理论与审计网络模型进行工业产品生产过程和生产环境建模的构建，促进了工业产品生产质量和效率的全面提升。如图2所示。

4.4 智能控制技术在交流伺服系统之中的应用

交流伺服系统是构成机电一体化设备的核心之一，其在机电一体化系统运行过程中主要发挥着将电信号转化为定量机械运动信号的作用，所以交流伺服系统运行稳定性与否对于机电系统动态特性与功能的发挥有着决定性的影响。随着我国电子技术的不断发展和应用，机电一体化系统中应用的交流伺服系统复杂程度也越来越高，再加上影响交流伺服系统运行稳定性的因素众多，所以导致交流伺服系统在实际运行过程中出现了很多无法有效控制的参数。如果将智能控制系统中的理念引入到机电一体化系统中的话，不仅彻底解决了交流伺服系统运行过程中出现的稳定性较差的问题，而且促进了机电一体化系统运行效率的大幅度提升。

4.5 智能控制技术建筑工程中的应用

图2

社会经济迅速发展以及人们生活水平的日益提高，为智能控制技术在建筑工程中的推广和应用提供了新的契机。目前，智能控制技术在建筑机电一体化系统中的应用主要包括了以下几方面：首先，照明通信系统。智能控制技术在建筑照明通信系统中的应用，主要是利用互联网通信，实时动态的监控建筑工程中每一位用户通信线路运行的实际情况，如果发现通信系统线路发生故障后，实时动态监控系统就会迅速准确的发出报警信息，以便于维修人员及时的进行故障的排查和维修，确保了通信线路的安全稳定运行。此外，借助智能控制技术对建筑照明区域、时间等进行自动化的控制，不但有效降低了照明系统的电力能源消耗，而且为人们的生活提供了便利。其次，智能控制技术在空调系统中的应用。智能控制技术在建筑空调系统中的应用，主要是利用比列积分调节器闭环，模拟四季环境问题，然后进行空调风阀的智能化控制，从而达到改善空气质量，降低能源消耗的目的。

5 结语

总之，智能控制技术在机电一体化系统中的推广和应用，不仅促进了企业生产效率、安全以及质量的全面提升，而且降低了工业生产的能源消耗。虽然现阶段的智能控制技术在机电一体化系统中的应用主要集中在机械制造、数字控制、机器人、建筑工程等领域中，但是随着智能控制技术的不断发展和进步，该技术的应用范围必然会越来越大，所以加强智能控制技术在机电一体化系统中应用研究的力度，对于我国社会经济的长期可持续发展有着极为重要的意义。