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智能控制在机电一体化系统中的运用裴亚可

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2019年第34期作者：裴亚可

[导读] 摘要：近年来，随着宏观社会创新发展，诸如机械技术、电子技术以及控制技术等先进科技应用，使得机电一体化系统的功能负载愈加多样，满足了人们生产生活需求，但与此同时其控制难度亦是同步上升，而智能控制的运用导入，则使之系列问题迎刃而解，并释放出了多重方面的价值效益，相关方面的课题研究备受关注和热议。

        杭州良王机电工程有限公司浙江杭州 310011
        摘要：近年来，随着宏观社会创新发展，诸如机械技术、电子技术以及控制技术等先进科技应用，使得机电一体化系统的功能负载愈加多样，满足了人们生产生活需求，但与此同时其控制难度亦是同步上升，而智能控制的运用导入，则使之系列问题迎刃而解，并释放出了多重方面的价值效益，相关方面的课题研究备受关注和热议。本文基于对智能控制的概述，着重就其在机电一体化系统中的运用优势及实践进行了探究。
        关键词：智能控制；机电一体化；一体化系统
        引言
        在现代工业生产领域，机电一体化系统的应用越发普范，并对提高产出效率及安全发挥了重要作用。尤其是随着工业产品附加值的不断增加，其产品精度的要求越来越高，加速了工业生产流程的复杂化，并对机电一体化系统功能提出了更高要求。事实上，传统工业控制技术已难满足该类需求，而智能控制技术的发展，则发挥了重要的运用价值，有效降低了人为因素的影响，并为复杂设备的控制问题提供了新的解决方式，使得机电一体化系统的性能表现更佳。
        1、智能控制概述
        1.1智能控制内涵
        目前来讲，基于智能控制支持的应用扩展包括神经网络、专家系统、分级控制等。其中，神经系统基于人工神经网络基础建立，其并行计算、分布存储、可变结构、高度容错等系列特性，可适用于任意复杂对象的控制。而专家系统是利用专家知识对困难问题进行描述，所提供的支撑结构相当丰富，常见于机械故障的诊断维修应用中。分级控制主要作用于组织、协调、执行相互间的配合，但其应用需要满足两个条件，即自适应控制和自组织控制，从而保证系统运行通畅。所谓智能控制，即是指在无人干预的情况下能自主驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术，其相关应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。综合来讲，智能控制的核心在于高层控制，是对实际环境或过程进行组织、决策和规划，从而实现问题求解，具有交叉学科的特点，包括运筹学、信息论、系统工程等，可以说是当前自动控制技术领域的最高成果，能够解决更加复杂环境下的信息处理问题。相较于传统控制系统，智能控制系统的整体构成更为开放，并且可自动获取所需内容，因而展现出了优质的信息处理性能，得到了各行业企业的广泛应用。同时，智能控制较之人工操作更高的可靠性和安全性，可通过预设程序完成危险度高的操作指令，对推进现代工业发展有着重要价值。
        1.2智能化工程中的机电设备
        智能化工程需要实现多种不同的功能，故在该工程中包括多种不同类型的机电设备，很多都采用了机电一体化技术，能够更好地满足人们的需求，以下分别进行分析。对于机电自动化控制装置，智能化工程中的自动化功能实现，需要依靠智能化工程中众多的控制设备，应提高自动化控制装置的控制性能。同时在弱电智能化系统中，应具有可靠的供电电源系统，保证当弱电智能化系统的主电源由于故障而出现问题时，备用电源仍能发挥作用，保证整个系统的安全运行。
        2、智能控制在机电一体化系统中的运用实践
        2.1数字控制
        在数据控制系统中，智能控制的运用还包括神经网络控制技术，其关键作用在于补差计算，并基于自身强大的自适应能力，实现对零件加工位置的增益调节。所谓补差计算即是指在数控系统加工过程中，根据零部件当前状态下的毛坯件上关键点的位置与最终形态下关键点位置信息，在起点与终点之间插入一系列点，实现密化处理，进而提升其精度[1]。在现代工业生产中，要求其不仅能够快速、高可靠性的完成零件加工工作，同时还需具备一定的知识处理能力，以便于结合实际情况，动态调整产品动态加工路径，因此应具备良好的人机交互能力和通信能力，并由此自主学习提升。

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而智能控制在数据控制系统中的运用，则简单、有效地解决了上述问题，可通过模糊控制理论实现对数控系统中各个模块的控制。
        2.2机器人
        在实际设计过程中，通过智能控制技术运用与机器人的视觉系统相连，使之通过自带传感器来感应周边事务，并躲避障碍物，使之动作看起来更加协调、稳定，一定程度上解决了人工劳动量大、效率低等问题[2]。除却上述部分，智能控制在机电一体化系统中的运用还表现为通过专家建模、运动控制等机器人系统，对周边环境进行监测。机器人可视作是智能化的机械装备，具有超强的计算能力、辨识能力以及执行能力等，并且表现出了非线性、时变性、耦合性等多元特性，普遍集中在动力系统中，是智能控制在机电一体化系统中运用的典型产物。具体而言，智能控制在机器人领域中的运用，有效解决了其在运动姿态中的系列问题，如可基此结合精密的计算，掌握和规划其行动路线，并附带上了一定的自主学习能力，对于复杂信息的处理更加智能，因而得到了广泛应用。
        2.3机械制造
        事实上，计算机技术在机械加工领域的高度融合，并在智能控制下生成了新一代的机电一体化系统，亦被称作是智能制造系统，进而借助模糊数学、神经网络等理论对产品的生产过程及环境进行建模，从而最大限度地保证产品精度和质量。在实际操作过程中，智能控制在机电一体化中的运用，可借助传感器融合技术，模拟机械制造的整个动态过程，并搜集相关的反馈数据，以此为参考结合实际情况，进行调整，从而为机械制造的再优化奠定基础[3]。而机械制造是机电一体化系统的重要组成，传统工作模式下以人工操作为主，并且受其影响较为明显。随着现代科技发展，智能化引领了新一轮的企业生产变革，基于智能控制技术应用的机电一体化系统逐渐取代了人工操作，包括监控检查、故障诊断等，并将工作人员的思维植入其中，通过仿真模拟的方式，推动着机械制造数字化发展。
        2.4建筑工程
        现阶段而言，智能控制在建筑工程机电一体化系统中的运用主要包含两方面，即照明通信系统和空调系统。在照明通信系统中，智能控制实现了建筑小区及主体之间的互联网通信，并实时动态监控每位用户的通信线路运行情况，一旦发现故障及其他问题，即可迅速做出精准高效的维修反应，提高其运行安全。同时，智能控制还可实现对建筑照明区域、时间等的自行控制，一定程度上降低了能源消耗，并便捷了人们的生活[4]。另外，智能控制在空调系统中的运用，通过比例积分调节器闭环，模拟四季温度，并智能调节空调风阀，进以改善空气质量，并实现了一定程度的节能减排效果。时至今日，正是基于智能控制在建筑工程领域的运用价值，开启了人类现代化生活新方式。未来，智能控制在建筑领域机电一体化系统中的运用将得到进一步扩展。
        结束语
        总而言之，智能控制在机电一体化系统中的运用十分重要和必要，有助于提升企业生产效率、质量及安全，并能够降低一定的能源消耗，产出了十分巨大的价值。目前来讲，智能控制在机电一体化系统中的运用，主要表现在机械制造、数字控制、机器人以及建筑工程等领域，所关联到的技术结构相当丰富。作者希望学术界大家持续关注智能控制在机电一体化系统中的运用发展，并结合当前阶段的技术发展水平及实际生产生活需求，提出更多有效性建议，使之产出更大价值效能，为人类社会发展做贡献。
        参考文献
        [1]伍业. 智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J]. 自动化应用,2016(06):27-28+31.
        [2]欧海波. 智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J]. 时代农机,2019,46(08):23-24.
        [3]李志伟. 机电一体化系统中智能控制的应用研究[J]. 信息记录材料,2019,20(02):77-78.
        [4]庞海龙. 智能控制在机电一体化系统中的应用[J]. 能源与节能,2017(03):65-66+68.