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摘要:机电一体化系统主要是指由动力与驱动部分、机械本体、传感测试部分、执行机构、控制及信息处理部分所组成,并利用电子计算机的信息处理技术、控制功能、以及可控驱动元件特性来运行的一种现代化机械系统。而在科技的快速发展下,为了满足人们生产生活中的各种需要,将智能控制技术融入到机电一体化系统中,也就成为的必然的趋势。本文就智能控制在机电一体化系统中的应用进行分析。
关键词:机电一体化;智能控制;应用
1智能控制及其优势概述
智能控制其本质指的是在没有人进行干预的状况下,可自主自立地驱动相关智能机械做到对目标进行有效操控的一类自动操控技能。其是借助计算机进行人类智能拟的一类重要范畴,主要针对比以往传统控制更加复杂多样的操控任务和目的,给目前中国社会各大领域的发展提供了更加广泛的适应空间,同时有效解决了传统操控不能完成的复杂体系的操控。机电一体化系统中智能控制的优势如下:
第一,智能控制有效地优化了机电一体化系统的性能。而智能控制与传统控制中的不同之处是智能控制系统能够完善机电一体化系统,进一步带来更好的发展。所以,在工业发展当中,智能控制系统发挥着更大的作用。另外,在机电一体化系统内,智能控制能够按照外部环境对有关指令进行调整。它有着精确性、快捷性以及高效性等特点;第二,智能控制技术不直接参如到生产中去。它主要需要操作人员发出命令来控制系统的动作。这在一定程度上降低了由于人为原因带来的故障,大大提高了生产效率。第三,智能控制能够大大提高机电一体化系统的稳定性。当智能系统接受操作器指令之后,能够合理的对设备进行调控,并全面监督运行系统,能够为机电一体化系统的安全性提供保障。
2智能控制在机电一体化系统中的应用
2.1机械制造中的应用
机械制造业属于传统工业,但随着计算机辅助设计技术的应用,机械制造加工行业出现了新的发展机遇,现代机械制造加工技术对加工工程控制更加严格,加工精度也更高,智能制造系统已经成为机械制造加工行业的主要趋势。智能制造系统的核心目标是通过计算机模拟人类智能活动,取代人脑劳动,智能制造系统可以根据缺损数据流进行预测,从而解决实际加工问题。模糊算法语神经网络技术可以解决智能制造系统的动态环境建模问题,同时将传感器技术进行整合,利用传感器信息进行处理。专家系统将逆向推理作为反馈机构,优化参数与控制机构。智能制造系统可以利用模糊集合与模糊关系将信息整合到闭环系统中。神经网络技术可以完善智能制造系统的学习能力,实现在线自动识别。
2.2机器人领域中的应用
随着科学技术和社会经济的快速发展,越来越多的人致力于研究机器人等未来发展技术。机器人是一个智能化的人类,它可以具有很强的计算能力、语言能力、执行能力、辨识能力等,这一切都离不开人类对智能控制技术的充分理解和运用,其主要是指相关技术人员实现机电一体化与智能控制系统的有效结合,并利用智能控制技术连接机器人的视觉系统和传感器。智能控制技术能够使机器人在运行移动的过程中,根据自身传感器的感应自动绕过障碍物,并在作业过程中根据自身的规划路线进行工作。机器人的发明在一定程度上解决了工作劳动力较大、效率低、精确度低的问题。
2.3数控领域中的应用
智能控制技术在数控领域的应用,不仅仅可以提高数控的精准度以及可靠性,更是满足了所有当下数控行业的一切要求,因此智能控制技术走进了数控领域的大门。
在数控系统应用智能控制技术时,由于智能控制技术有着可以整合信息,感知控制环境,灵活决策,扩宽虚拟智能知识的功能,所以在应用于数控领域时,能够在数值贮藏库,程序运行码或通信技术中完成自主学习功能,甚至也可以实现对机械设备的自主控制,修检,调试,识别等功能。由于数控行业中的数字模型并没有全部覆盖到,所以传统技术有时很难完成预期目标,而智能控制技术则会很轻松的处理数控领域中控制对象和任务这一问题。在数控领域中存在很多信息相对而言有着含糊的控制任务,应用智能控制技术中的相关含糊控制理论会使其获得明显成效。利用该控制理论可以使系统的加工技术得到优化,也可以帮助数控机床进行故障的检修和诊断,以提高数控机床工作的安全平稳性。智能控制技术也可以对数控系统中的查补运算和问题诊断有重要帮助,其主要依靠的技术是人工神经网络技术,该技术拥有较强的适应性对于调试把控数控系统内的收放环建构有重要意义。查补运算则是为数控领域中系统的中心,它可以通过机床生产出的产品加工形态,频率等信息在加工的起始点到终止点中任意位置进行查补,这可以使数据获得更为密集处理。
2.4在交流伺服系统中的应用
交流伺服系统也是机电一体化系统的典型代表之一,很多机电一体化系统都会用到交流伺服驱动装置。该装置可以将电信号转换至机械动作,直接影响着系统的动态性能,交流伺服系统的性能直接决定了机电一体化设备的整体性能。矢量控制技术可以实现伺服系统交流化,交流伺服系统十分复杂,涉及负载扰动、参数时变等,控制参数也属于非线性、时变性的,常规的PID控制已经不能满足系统的性能需求,智能控制技术可以将非线性控制方式植入交流伺服系统,实现参数在线自动调整,保证系统具备极强的适应性。将单一的模糊控制算法用于交流伺服系统中,可以最大限度提高系统静态性能,同时提高系统动态响应能力以及抗干扰能力。但单独使用模糊算法不能消除“抖振”缺陷,系统的自学习、自组织能力较差。神经网络技术可以实现系统误差在线调整,有效弥补模糊算法的输出缺陷,完善模糊算法的自适应、自组织能力。以永磁同步电动机的交流伺服系统为例,将模糊神经网络技术用于位置调节,利用遗传算法进行快速搜索,保证系统具备更好的定位精度。大型发电励磁控制器利用BP神经网络技术得到映射的两个时刻状态变量。
2.5在建筑领域的应用
机电一体化系统在建筑领域有着重要的应用,而将智能控制技术应用其中,具有以下几方面的优点:首先,随着人们环保意识的提高,绿色节能已经成为时下最流行的建筑理念,而将智能控制技术应用到建筑领域,对于提高建筑的节能环保性能有着重要的意义。如当前空调在各家各户都有重要应用,而空调耗电量比较大,如果长时间开空调会造成比较大的电能损耗,不仅需要支付不小的电费,同时还会极大的浪费资源,通过应用智能控制技术,能够实现空调的自动化控制,使其可根据外界温度的变化来进行温度的调节,使其能够在保证室内环境质量的同时,降低电能消耗。在照明系统中应用智能控制技术,能够实现对照明时间、照明亮度等的智能化控制,根据环境的变化来自动开启/关闭照明系统以及进行亮度的调节,从而在满足使用需求的同时最大程度上降低照明用电,降低电能的损耗,从而达到良好的节能环保效果。
3结束语
随着科学技术的不断发展,机电一体化技术也日趋成熟,通过将智能控制技术应用到机电一体化系统中,能够有效的提高机电一体化系统水平,从而在改善人们生活环境、促进社会发展方面起到更加显著的作用。因此,研究人员应进一步加强智能控制在机电一体化系统中的应用研究,提高其应用效率,促进机电一体化技术的发展,使其在人们生产生活中发挥更大的作用。
参考文献
[1]智能控制及其在机电一体化系统中的应用研究[J].张士荣.数字技术与应用.2019(10)
[2]智能控制在机电一体化系统中的应用探讨[J].吴章海.轻纺工业与技术.2019(12)