探讨智能控制及其在机电一体化系统中应用

【摘 要】21世纪，智能控制在机电一体化的系统研究中已成为发展的必然趋势，智能控制技术是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，其解决了大量的传统控制无法解决的实际控制应用问题。本文通过对智能化控制的相关内容进行简要的介绍，主要分析了智能控制在机电一体化系统中的优势和主要应用。

【关键词】机电一体化；智能控制；应用分析

智能控制系统在机电一体化的发展过程中具有重要的核心地位。尽管智能控制技术是近年来才被研发应用的新技术，但其发展速度却是非常快的，目前智能控制系统已经被广泛应用在多个领域，并发挥出良好的功能作用。

1 智能控制的特征

智能化技术在发展过程中所具有的特征主要表现在以下几个方面：第一，对智能控制系统核心的高层控制管理；第二，具有非线性的特点；第三，智能控制系统具有一定的可变性；第四，智能控制系统的整体结构上有着忧特性；第五，智能化技术的系统的应用可以有效的满足当前社会发展的多样性；第六，它是一项综合性的科学项目将许多许可的先进理念都很好的融入其中；第七，它是以计算机技术为基础的。由此可见，智能化系统在实际应用的过程中存在着较强的学习功能和组织功能，它可以将许多先进的学科技术融入到其中从而满足人类社会发展的需求。而将智能控制应用到机电一体化当中，不仅可以有效的提高机电一体技术的应用范围还使得机电一体化机械可以各种先进的科学技术有效的融合在一起进而促进社会经济的发展。

2 智能控制与机电一体化的关系论述

自21世纪的到来，智能化控制技术得到了有效的发展，并且广泛的应用到社会经济发展的过程当中。而将智能控制应用得到机电一体化技术当中，不仅为机电一体化提供了一个广阔的发展空间，还有效的促进了工业化的生产为人类社会工业产业化的发展打下了扎实的基础。目前，我们除了将智能控制技术应用到机电一体化当中还将许多先进的科学理论融入其中，从而形成了许多新思想、新理论为机电一体化技术的发展提供了良好的发展前景。

3 智能控制在机电一体化系统中的应用优势

作为机械工业与微电子工业未来发展的主要方向，机电一体化必将会在以后的机械设备生产中占据主要技术地位，而智能控制系统技术也将会得到更进一步的发展。智能控制系统相较于传统的自动化控制系统来讲，在机电一体化系统中是具有更大的应用优越性的。

3.1 完善机电一体化系统的性能

由于智能控制系统主要是在外部环境和控制器的作用下实现控制作业的，因此其控制指令的形成是直接根按照外部环境的变化趋势来确定调控方案，这就省去了中间模型分析的环节，使机电一体化系统的性能更加快捷高效，工作精度更高，设备性能得到很大完善。

3.2 提高机电一体化的工作效率

采用智能控制技术能够实现机械设备依据操作人员所发出的命令编码自动进入工作状态，继而按照流程顺序完成系统运行，这样就仅仅只需要人力完成第一步指令输入即可，极大的提高了系统的运行效率，避免了因人为因素而引起的失误影响到工作效率。

3.3 增大机电一体化系统的安全可靠性

在机电一体化系统中，智能控制系统可以实现有效的智能控制，从而合理地调控设备中的结构或运行程序，这样就能够在很大程度上确保机电一体化系统的安全可靠。

4 智能控制在机电一体化系统中的主要应用

4.1 机械制造领域中的智能控制应用

机电一体化系统的重要组成部分之一就是机械制造，目前，智能控制随之也被广泛地应用于机械制造行业。把智能控制技术应用于工程机械领域能够提高工程机械各种故障的自我诊断能力，提高了工作效率和工程质量，解决了传统控制力一直无法很好适应多变复杂对象的难题。特别是在一些特殊的情况工况中可以实现无施工人员的智能化、高质量的施工。向智能机械制造技术的方向发展是当前最先进的机械制造技术，其发展的基本原理是模拟人类制造机械的活动，利用先进的计算机技术及其它信息技术工具取代一部分人的脑力劳动。它可对制造过程进行动态环境建模，利用模糊数学、神经网络的方法通过传感器融合技术将进行预处理采集的信息，并采用“Then-If”逆向推理修改控制机构或者选择较好的控制模式和参数。 而对于一些残缺不全的信息而言，它利用模糊集合和模糊关系的特性，可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作，并利用神经网络的学习功能具有行处理信息的能力，对于残缺不全的信息进行在线的模式识别。在高新科技和信息时代的引领下的背景下，人力操作为主的机电相关机械制造已经不能够适应时代的节奏，未来其主要发展方向就是将智能控制及其相关科学技术与传统的机械理论进行有效的融合。目前，工程机械的智能化主要体现：工程机械单机集成化操作与智能控制技术；工程机械的智能监控、检测、预报、远程故障诊断与维护技术；基于网络的机群集成控制与智能化管理技术，特别是智能型救灾工程机械已成为当前研制热点。

4.2 机器人领域中的智能控制应用

机器人系统是一种复杂、非线性且具有研制不确定性的系统，这些特征适合智能控制技术的应用。机器人智能控制机器人学一直是智能控制的一个重要应用领域，每一种新的控制理论方法都会在机器人控制系统中得到过应用，使得新型智能控制技术渗透到机器人学研究的各个方面，因此，对机器人的控制也成为检验各种控制方法优劣的试金石。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面：通过模糊系统及专家控制系统对机器人轨迹规划的模糊控制策略；机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制；机器人轨迹规划中的模糊神经网络控制策略；机器人手臂姿态及动作的智能控制；机器人轨迹规划中的遗传算法控制策略。目前，采用模糊控制、人工神经网络、专家系统技术对机器人进行定位、环境建模、检测、控制和规划的研究已经在多个实际应用系统中得到验证。机器人控制系统的主要目的就是通过给定各个关节的驱动力矩，使得机器人的位置、速度等状态变量跟踪给定的理想轨迹。

4.3数控领域中的智能控制应用

随着科学技术与信息技术的发展，智能控制和数控相关领域逐渐融合。由于研究的对象和系统越来越复杂，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，大量学者、工程技术人员开始尝试应用智能控制理论，在机械加工、模具制造等领域运用数控技术。运用智能控制新兴技术可以让数控技术实现智能编程、监控、建立智能数据库等重要目标。当今数控技术的发展方向主要是开放式数控系统的构建。建立统一的可重构的系统平台，增强数控系统的柔性，借助于数学模型描述和分析的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题，调解变化频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾都是构建开放式数控系统的一些主要目的。

智能控制是机电一体化技术未来很长一段时间发展的主要方向。智能控制技术的发展也是日新月异，如何将其与机电一体化技术以及传统控制理论结合起来，实现机电一体化系统的高度智能化还有很长的距离，需要坚持不懈地探索和研究。

5 结语

总而言之，在机电一体化系统中智能控制已经得到了十分广泛的应用，它不仅有效的提高了社会经济的发展，还改善人们的生活环境。但是由于这项技术在我国经济发展过程中，应用的还不够完善，因此，我们还需要在不断的努力当中对其智能控制技术进行探索从而促进我国社会主义建设。

参考文献：

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

[2]董勇，谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用，2011（10）.