智能控制在机电一体化系统中的运用

卢永霞，陈 冬，石利云

（河北化工医药职业技术学院，河北 石家庄 050026）

在社会经济稳健发展的大背景下，社会对于现代工业生产提出了全新的要求及标准。机电一体化系统被广泛应用于实践领域，不仅能大幅度提升工业生产效率，而且能对生产安全性提供强有力的支持[1]。鉴于此，文章针对“智能控制在机电一体化系统中的应用”进行分析研究具有重要的价值意义。

1 智能控制的概述

1.1 概念

智能控制，指无人干预情况下自主驱动智能化机器满足控制要求的自动化控制技术手段，其应用往往被视为现代控制理论深度及广度拓展的集中体现。由此可见，智能控制技术以高层控制为核心内容，着重强调组织、决策及规划具体环境及实际过程，以达到求解问题的目标[2]。与人为控制相比，智能控制具有学科交叉性的鲜明特点，涉及系统工程、信息论及运筹学等理论知识，换而言之，智能控制是自动化控制技术领域最高研究成果的典型代表，能彻底解决复杂环境下信息处理的问题。此外，智能控制系统与传统控制系统相比呈现更为开放的特征，基本实现自动化获取所需内容的目标。

1.2 特点

由于智能控制技术自身具备相对优越的信息处理性能，促使其被广泛应用于各个行业及各个领域，并且相较于人工控制，智能控制技术具有安全性强及可靠性高等鲜明特点，主张利用预设程序操作危险程度高的指令，对于推动现代化工业发展具有不可比拟的积极作用。同时，以智能控制技术为支撑的应用拓展范围渐渐扩大，例如，分级控制、专家系统及神经网络等[3]。其中，神经系统指以人工神经网络为基础建立具备高度容错、可变结构、分布存储及并行计算等特征，适用于控制任何复杂主体对象的技术手段；专家系统指利用专家知识描述困难问题，再提供丰富知识支持的过程，适用于诊断及维修机械故障。

2 机电一体化系统运用智能控制的必要性分析

2.1 节约成本投入

机电一体化（又称机械电子工程）指将微电子技术与机械工程相融合的技术手段，往往被视为现代化工业生产的夯实基础及前提条件，不止能增强工业生产的总体精度，更能节约工业生产的能源消耗，尤其是具体实践期间呈现出危险性强及作业强度高等鲜明特点。机电一体化系统运用智能控制技术能结合用户具体需求编写后续程序，基本实现同时控制多台加工机床的目标，极大程度上节约了人力、物力、财力等成本投入。智能控制技术的操作流程相对便捷，往往被视为提高企业生产效率的有利举措，真正意义上做到了保证生产效率及保证生产质量。

2.2 规避人为失误

机电一体化系统运用智能控制技术能规避人为操作失误对生产质量及生产进度所产生的消极影响，甚至系统可结合具体接受指令，自行调整及控制总体运行程度，以保证产品质量为前提条件，消除影响机电一体化系统运转安全性及可靠性的风险因素，为生产企业谋求更多的经济效益及社会效益[4]。将智能控制技术与机电一体化系统相结合，基本实现统一安排部署总体生产过程的目标，促使各个生产要素间联系更为密切，并且智能控制技术能优化产品参数的设定方式，满足不同参数产品的生产要求。机电一体化系统中智能控制技术具备多重运用价值，促使机电一体化系统再次升级，甚至引发全新的技术潮流。

3 机电一体化系统运用智能控制的要点分析

3.1 机械制造

机械制造是机电一体化系统的主要组成部分，以人工操作为传统工作模式，并且深受人工操作模式的影响，其制造水平相对滞后，无法保证总体制造效率及制造成果。受现代化科学技术水平进步的影响，智能化技术肩负起自身引起企业生产变革的工作职责，促使智能化控制技术带领机电一体化系统逐渐取代人工操作，极大程度上拓展其技术应用范围，例如故障诊断及监控检查等[5]。同时，主张植入工作人员的思维及经验，利用仿真模拟手段完成各种高难度的操作任务，不止能大幅度提高机械制造的生产效率，更能保证其生产进度及生产质量，进一步推动机械制造行业的长远发展。

从长远角度来看，计算机技术与机械加工行业间高度融合，即以智能化控制技术为参考依据，充分发挥计算机技术的作用，能形成全新一代的机电一体化系统（又称为智能化制造系统），能利用神经网络及模糊数学等理论知识，统一建立产品生产过程的模型，真正意义上做到模拟产品生产流程及生产环境，消除影响产品生产质量的风险因素，最大限度地提升产品生产精度及生产质量。同时，机电一体化系统运用智能控制技术的具体操作期间，能凭借传感器融合技术手段，模拟或仿真机械制造的总体动态过程，全面搜集或反馈相关数据信息，便于技术人员以此为参考依据调整操作流程，为优化机械制造模式提供强有力的支持。

3.2 数字控制

通常情况下，数字控制指运用数字化信息技术控制机械加工及机械运动过程的技术手段，尤其是现代化工业生产期间，不仅明确要求企业快速、高效、安全地完成零部件加工的工作任务，更需要具备相应的知识处理能力，方可立足于企业具体情况、满足动态化调整产品动态加工路径的要求。可见，机械制造企业必须具备良好的通信能力及人机交互能力，实现自主学习提升的目标。数据控制系统中运用智能控制技术的流程相对简单，能弥补传统控制模式的不足，彻底解决传统控制模式现存的问题，仅依靠模糊控制理论，基本实现控制数控系统中各个模块的目标。

神经网络控制技术是数据控制系统中智能化控制技术的典型代表，主要通过补差计算等方法实现智能化控制的目标，具有极其关键的作用。与其他控制技术相比，神经网络控制技术的自我适应能力相对强大，基本实现增益调节零部件加工位置的目标。其中，补差计算指数控系统加工期间，立足于零部件当前状态，结合毛坯件的核心关键点位置，不得忽略毛坯件最终形态下关键点位置的具体信息，尽量于终点与起点间插入一系列点，满足精细化加工的要求，进一步提高零部件加工的精确度，为机械生产企业赢得更多的经济效益及社会效益，大大增强其核心竞争力。

3.3 机器人

机器人作为智能化机械装备之一，具有执行能力强、辨识能力强及计算能力强等鲜明特点，往往呈现出耦合性、时变性及非线性等多元化特征，普遍集中于动力系统之中，被视为机电一体化系统中智能控制技术的集中体现及结晶产物。具体说来，机器人领域中运用智能控制系统能彻底解决其运动姿态的一系列问题，充分发挥精密计算的作用，帮助机器人掌握及规划科学合理的行动路线，甚至附带一定的自主学习能力，真正意义上做到智能化处理复杂信息。由此可见，具体设计期间，将机器人视觉系统与智能控制技术相结合，能充分发挥自带传感器的作用，帮助机器人感觉周围事物、躲避更多障碍物，大大提高其动作协调性。

4 结语

本文分析了机电一体化系统运用智能控制技术具有的极其重要的地位及作用，不仅能提高企业生产效率，而且能保证生产质量及生产安全，最大限度地节约能源消耗量，为企业赢得更多的经济价值。机电一体化系统运用智能控制技术，以建筑工程、机器人、数字控制及机械制造为集中体现，所涉及的技术结构相对复杂丰富。因此，相关企业必须结合技术发展前景及具体生产生活需求，深化智能控制技术的研究范围，将机电一体化系统与智能控制技术相结合，真正意义上做到充分发挥其价值效能，为推动人类社会长远发展提供强有力的支持。